Смесь для изготовления литейных форм и стержней

ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН и ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССР Р 703963, кл. В 22 С 1/18, 1982.Борсук Л.А., Лясс А,М. Жидкие самотвердеющие смеси. - М.: Машиностроение, 1979, с. 198,211.(54) СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ(57) Изобретение относится к литейно му производству и может быть использовано для изготовления литейных форм и стержней из жидкостекольных самотвердеющих смесей, Цель изобретения - повьппение газопроницаемости смеси, улучшение ее выбиваемости и ускорение затвердения за счет введения в состав смеси гидролизного лигнина, обработанного соединениями азота, выбранными из группы, содержащей аммиак, Смесь содержит, мас.У,:жидкое стекло 5,5-6,0 феррохромовыйшлак 2,9-3,5; гидролизный лигнин,предварительно обработанный соединениями азота, выбранными из группы,содержащей аммиак 0,2-0,4; мылонафт0,25-0,3; алкиларилсульфонат 0,250,3; воду 1,5-2,0 и огнеупорный наполнитель на основе диоксида кремнияостальное. Введение гидролизноголигнина, обработанного соединениямиазота, способствует при нагреве образованию большого количества газов, что приводит к увеличению га-зопроницаемости. Лигнинный уголь,образующийся при нагреве, разрыхляетрасплав жидкого стекла и улучшает вы- Сбиваемость смеси. Обработкагидролизного лигнина азотсодержащими вещест- фвами способствует повьппению вяжущихсвойств связующего и, соответственно, 1 вайускорению затвердевания смеси и повы- фшению ее прочности. 3 табл.Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для изготовления форм и стержней из жидкостекольных самотвердеющих смесей.5Цель изобретения - повышение газо- проницаемости смеси, улучшение ее выбиваемости и ускорение затвердения.Смесь содержит огнеупорный наполнитель, связующее, отвердитель, поверхностно-активное вещество, воду и добавку для улучшения выбиваемости, повышения газопроницаемости и ускорение затвердения смеси. 15В качестве огцеупорного наполнителя используют кварцевый песок марки 1 К 02 Л, в качестве связующего - жидкое стекло с модулем 2,89 и плотностьюг/см20Пенообразователь используют комбинированный, которьй состоит из мыло- нафта с содержанием активного вещества 43-45 и алкиларилсульфоната (ДСРАС) с содержанием активного вещест ва 45-55 . В качестве отвердителя применяют феррохромовый шлак с удельной поверхностью 3000 см /г.Для улучшения выбиваемости, повышения газопроницаемости и ускорения затвердения смеси используют гидролизный лигнин, обработанный 15-20 - ным раствором мочевины, представляющей собой порошкообразное вещество.Гидролизный лигнин может быть обработан также соединениями азота,35 выбранными из группы, содержащей аммиак (например, гидроксид аммония, углекислый аммоний), Средний элементный состав обработанного гидролизного лигнина,на органическую массу: углерод 53 6-55,7; водород 6,9 7,2; кис" лород 35,1-39,3; азота 0,2-2,0, Количество фенольных гидроксидных групп 3,2-6,2, карбоксидных групп 2,2-3,5. 45Соединения со свободными кислород- содержащими группами располагаются упорядоченно на поверхности огнеупорного наполнителя - кварцевого песка. Правильно расположенные слои являются плотно упакованными. Наличие в50 органической части обработанного гидролизного лигнина, вяжущих, азотсодержащих веществ и активных кислород- содержащих групп, а в минеральной части тех же элементов, что и в феррохромовом шлаке, за исключением вредных соединений хрома (что видно из приведенных результатов анализа минеральных веществ), способствуетотверждению пленки жидкого стекла.Химический состав минеральной части обработанного гидролизного лигнина и феррохромового шлака приведенв табл. 1,Вяжущие свойства смеси придаютводорастворимые вещества, легкогидролизуемые полисахариды, лигнокислоты - ароматические поликарбоновыекислоты типа гуминовых, Указанныекислоты содержат свободные фенольныегидроксильные и карбоксильные группы,которые придают обработанному гидролиэному лигнину более высокую поверхностную активность и вяжущую способностьТаким образом, в присутствии аммиака, адсорбированного лигнином,увеличивается прочность смеси вовлажном состоянии и ускоряется еетвердение, при этом улучшается качество поверхности литейных форм истержней, что уменьшает брак отливок,В процессе сушки литейных форм истержней с последующим высокотемпературным прогревом происходит разложение обработанного гидролизного лигнина. При этом образуются фенольныесмолы, лигнинный уголь с высокой реакционной способностью, в результатечего происходит интенсивное газообразование, которое приводит к повышениюгазопроницаемости смеси.Газы и лигнинный уголь способствуют более интенсивному разрыхлению иразрушению расплава жидкого стекла,что в итоге оказывает положительноевлияние на податливость и выбиваемость литейных форм и стержней, обеспечивает невысокую работу выбивки ив результате способствует повь 1 шениюкачества изделий.Кроме того, присутствующие в обработанном гидролизном лигпине азот,а также магний и алюминий, как легирующие элементы, повышают антикоррозионные свойства смеси,Смесь приготавливают следующимобразом.Гидролизный лигнин влажностью 40 предварительно обрабатывают при 2040 С соединением азота, например всдным 15-20 -ным раствором мочевины,путем перемешивания в течение 1030 мин. Мочевину вводят в количестве,обеспечивающем рН среды 7,2-7,8, Затем лигнин подсушивают на воздухе в1435366 Содержание окислов элементов, ХА 1 ОЗ ГеО СаО Материал М 80 8 Оз Сг,О,НОг Гидролизныйлигнин 63,3-63,9 2,6-4,3 10,2-14 7 8,0-8,9 1,2-2,9 7,0-13,0 Нет феррохромовый шлак 24,8-32,5 6,0-8,0 0,2-1,5 48,0-54,0 6,0-12,0 Нет 2,0-5,0 течение 50 мин. Обработанный таким образом лигнин представляет собой .сыпучий материал с размером частиц 0,5-1 мм.Отдельно приготавливают жидкую композицию. Для этого в мешалку через дозатор заливают расчетное количество воды и жидкого стекла с удельным весом 1,50-1,55 г/см и силикатным модулем ЫО.БаО 2,6:3. Раствор перемешивают 5-10 мин, затем добавляют пенообразователь - алкиларилсульфонат и мылонафт, нейтрализованный 307- ным раствором МаОН до рН 6,0. Перемешивание производят 30-40 мин. Удельный вес полученной жидкой композиции должен быть 1,29-1,31 г/см.Затем отдельно приготавливаюттвердых составляющих, для чего 20 огнеупорный наполнитель - кварцевый песок и феррохромовый шлак загружают в смеситель и перемешивают 1-2 мин, После этого подают предварительно приготовленную жидкую композицию на основе жидкого стекла, пенообразователя и воды, перемешивают в течение 1 мин и добавляют предварительно обработанный соединением азота гидролизный лигнин. Смесь перемешивают еще 1 мин.1 Готовой смесью заполняют модельные формы. В сыром состоянии приготовленная смесь пластична, не прилипает к форме, хорошо формуется. Химическое твердение смеси начинается через 6-10 мин. Через 20-30 мин за. твердевшее изделие извлекается из модельных форм и выдерживается в те чение 30 мин на воздухе, Литейные формы и стержни, изготовленные из предлагаемой смеси, имеют малую гигроскопичность, их влажность изменяется от 4,5 до 5,57В табл. 2 приведены составы смеси .с обработанным гидролизным лиг нином, в табл. 3 - физико-механические свойства смесей и изделий из них,1(ак видно иэ полученных данных, добавка в смесь для изготовления литейных форм и стержней гидролизного лигнина, обработанного соединением азота, позволяет снизить прочность этих форм и стержней в 2 раза, повысить газопроницаемость в 1,5 раза, что снижает работу выбивки их из. отливок более чем в 2 раЛа, а также ускорить время твердения форм и стержней в 1,5-2 раза. Формула изобретенияСмесь для изготовления литейныхформ и стержней, содержащая огнеупорный наполнитель на основе диоксидакремния, жидкое стекло, феррохромовый шлак, мылонафт, алкиларилсульфонат и воду, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что, с целью повышения газопроницаемости смеси, улучшения ее выбиваемости и ускоренйя затвердения,она дополнительно содержит гидролизный лигнин, предварительно обработанный соединениями азота, выбраннымииз группы, содержащей аммиак, приследующем соотношении ингредиентов,мас.7:Жидкое стекло 5,5-6,0Феррохромовыйшлак 2,9-3,5Гидролизныйлигнин, предварительно обработанный соединениями азота, выбранными из группы,содержащей аьщиак Ою 2 Оэ 4Мылонафт 0,25-0,3Алкиларилсульфонат 0,25-0,3Вода 1,5-2,0Огнеупорный наполнитель на основедиоксида кремния ОстальноеТ а блица 1(уд,вес 1500 кгlм) 5,8 5,5 6 2,9 3,5 3 0,3 0,27 0,25 0,3 0,23 0,25 0,2 0,25 0,4 1,6 2,0 1 ф 5 Вода 1 Таблица 3 Показатели 1 2 3 1,12 1,28 1,16 Работа выбивки, кгм,при 800 С 2,5 2 Тираж 741 Подписное ВНИИПИ Заказ 5590/11 Произв.-полигр. лр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная,Огнеупорный наполнитель -кварцевый песок 1 КО 2 А сразмером зерен 0,16-0,2 мм Феррохромовый шлак судельной поверхностью3000 см/г Ллкиларилсульфонат ДС-РАСс содержанием активноговещества 44-557. Мылонафт (натрийнафтенат)с содержанием активноговещества 43-452 Гидролизный лигнин, обработанный раствором мочевины илп гидроокисдом аммония, или углекислым аммонием Прочность образца пос"ле сушки при сжатиичерез 1 ч, кг/см Устойчивость (живучесть) пены, мин 10 Газопроницаемость,ед. 385 Время отвердения,мин 22 Составы 1 1 10 10440 400 27 27