Суспензия для изготовления литейных оболочковых форм по выплавляемым моделям

(191 И 1) С 1 16 Т ССС ОТКРЫ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ИДЕТЕЛЬСТВ К ДВТ 0 РСК 0 М(22)46 зема, о тличто, с целью плитейных Форм,с я тем вьппения п в качеств еэема сус идного кр чностиколлоидной дисперсии ензия содермнезема с кремния,спензии дой пастоГ при зто вуокисии двуокис ликатом, омпоненты ие, мас.Х: ои эти соотноше азба,5-1 Поверхностно-актиное веществоПаста коллоидного кремнезема с65-907 двуокисикремнияОгнеупорный наполнитель(71) Московский автомобильный завоимени И. А. Лихачева и Московскийхимико-технологический институтим, Д. И, Менделеева(56) Авторское свидетельство СССРУ 863141, кл. В 22 С 1/16, 1979,Авторское свидетельство СССРВ 616039, кл. В 22 С 1/16, 194,(54) (57) СУСПЕНЗИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕИНЬИ ОБОЛОЧКОВЫХ ФОРМ ПО ВЫПЛАВЛЯЕМЫМ МОДЕЛЯМ, включающая этилсиликат, органический разбавитель, минеральную кислоту, поверхностно-активное вещество, огнеупорный наполни- тель, коллоидную дисперсию кремнежит пасту колло65-902 двуокисисоотношение в скремния, внесенкремния, введенсоставляет 1:(Оимеют следующееЭтилсиликатОрганическийвительМинеральнаяИзобретение относится к изготовлению оболочконых форм по ныпланляемым моделям и может быть использовано также при изготовлении литейныхкрасок и керамических форм по постоянным моделям.Целью изобретения является повышение прочности литейных форм.Сущность изобретения состоит втом, что суспензию для изготовлениялитейных форм по выплавляемым моделям, включающую этилсиликат, раэбавитель, минеральные кислоты, поверхностно-активное вещестно, огнеупорный наполнитель, вводят и коллоидную дисперсию кремнезема н виде пасты коллоидного кремнезема, стабилизированную полиэлектролитами и содержащей 65-90 Ж 80.Пасту приготавливают введением вкремнезоль сульфиронанной полиакриловой кислоты или полиакриламида иэрасчета 0,005-0,01 г на 1 ч. 80 споследующим центрифугиронанием дляотделения воды. Стабилизированнаятакими полиэлектролитами паста способна диспергиронаться н воде иорганических растворителях. Она морозоустойчина (после размораживаниясохраняет свои технологические свойства),Разбавителем в суспензии служитвода или смесь ее с органическимирастворителями (ацетоном, спиртами),В качестве катализаторов применяюткислоты - серную, соляную, азотную,ортофосфорную или их смеси.В качестве огнеупорного наполнителя используют пылевидный кварц(плавленый или кристаллический), шамот, циркон, электрокорунд,Вводимые понерхностно-активныевещества являются функциональнымидобавками. Их вводят для улучшениясмачинания или н качестве депрессоров исгарения органических растворителей в суспензии.Суспензию готовят слецующим образом,Стабилизированную полиэлектролитами пасту коллоидного кремнеземадиспергируют н воде, затем при перемешинании вводят кислоты, поверхностно-активные вещества, огнеупорныйнаполнитель, этилсиликат, Общее время перемешинания 30-60 мин. Если гидролиз этилсиликата проводят н средеорганических растворителей, то пред 5 10 15 2 О 25 ЗО 35 40 45 50 55 варительно диспергированную н подкисленной ноде пасту вводят в суспензию после этилсиликата и органических растворителей,Составы суспенэий и прочностныехарактеристики форм по примерам 113 приведены в табл. 1 и 2,П р и м е р 1. В емкость смесителя наливают 1,94 л воды, затемтуда же вводят 80 г пасты коллоидного кремнезема, стабилизированнойпроизводными полиакриловой кислоты,Смешивают до получения однороднойдисперсии. Затем последовательнодобавляют 7,33 кг пылевидного крис"таллического кварца, 42 мл солянойкислоты плотностью 1,19 г/смз,37 мл ортофосфорной кислоты плотностью 1,87 г/см , 0,49 л этилсилизката, 10 г метаупона. Время смешивания суспенэии 45 мин, Прочностьприизгибе для этого и всех приведенных ниже примеров определяют натрехслойных образцах, Время сушкикаждого слоя на воздухе 3 ч.П р и м е р 2. Осуществляют аналогично примеру 1, Пример иллюстрирует возможность получения технологически приемлемой прочности принизком содержании этилсиликата в суспенэии.П р и м е р 3, Порядок приготовления суспензии аналогичен примеру 1,но вместо смеси НС 1 и НРО(водятсерную кислоту (плотность 1,83 г/мл).В качестве поверхностно активноговещества использован сульфанол.П р и м е р 4, Проводят аналогично примеру 1. В качестве разбавителя использована смесь воды и ацетона в соотношении по массе 1:4. Порядок приготовления суспензии: вбак смесителя вводят 2,0 л ацетона,5 г жирных спиртов фракции С-С 8(ПАВ), 849 мл этилсиликата, 6,9 кгогнеупорного наполнителя (плавленного кварца). Затем в суспенэию вводят400 мл воды, в которой предварительно диспергировано 150 г пасты коллоидного кремнезема и введено 29,7 млсоляной и 8,2 мл серной кислоты,П р и м е р 5, Проводят по примеру. 1Иллюстрирует повьппение прочности форм по сравнению с прототи- .пом (пример 7) при равном суммарномколичестве связующего 81.0 и том жесоотношении н суспенэии двуокисикремния пасты и этилсиликата,1256846 10 3П р и м е р 6. Аналогичен примеру 5, Отличие заключается в том,что паста коллоидного кремнеземапредварительно дважды подвергнутазамораживанию при (-12 С) и оттаиванию при 20 С.П р и м е р 7 (прототип), Всмеситель.заливают 2,295 л кремнеэоля (пл. 1,05 г/мл), предварительнообработанного соляной кислотой дорН 2,2 ед., вводят 7,193 кг кристаллического пылевидного кварца, 7 гсульфонола, 368 мл этилсиликата.Разбавителем суспензии служит вода,содержащаяся в кремнезоле. 15П р и м е р 8. Порядок приготовления суспензии аналогичен примеру 1,Соотношение компонентов в составе,а также отношение в суспензии ЯОот пасты к Я 10 от этилсиликата находится за пределами предлагаемых значений. Введение всостав суспензии пасты кремнеземаменее 0,8% при неверно выбранном со,отношении между ЯдО пасты и этилсиликата не дает ожидаемого эффектаП р и м е р 9. Проводят аналогично примеру 8. Паста с концентрацией ЯОп менее 65% сходна по свойствам с кремнеэолями: неморозоустойчива, не обеспечивает полученияагломератов оптимального размера.При введении ее в количестве, превышающем 6%, при неоптимальном отношении ЯдО пасты и этилсиликата, онане дает эффекта упрочнения,Примеры 10 и 11 иллюстрируют свойства оболочки за пределами предлагаемого состава, составляющие которыхпо соотношению Я 10 от пасты и Я 10 40от кремнезоля близки к граничнымусловиям.Пример 12 иллюстрирует возможность использования в качестве разбавителя смеси воды и этилового спир та, а пример 13 - циркона в качестве огнеупорного наполнителя.Сопоставление примеров 5 и 10 показывает, что при прочих равных условиях нецелесообразно увеличиватьколичество ЯдО от пасты при сохранении концентрации этилсиликата на прежнем уровне (т.е, выходить за пределы соотношения 1;0,6), так как этосопровождается снижением наполнениясуспензии и уменьшением как абсолютной, так и относительной (отнесеннойк единице содержания этилсиликата)прочности.Сопоставление примеров 4 и 11свидетельствует, что при прочих равных условиях изменение соотношениямежду Я 10 от пасты и от этилсиликатаза пределы 1:3 нецелесообразно, таккак при этом ЯхО пасты недостаточнодля модифицирования всего этилсиликатного связующего. Прочность формы(абсолютная и относительная) снижается.Введение в состав суспензии коллоидных дисперсий кремнезема в видепасты, стабилизированной полиэлектролитами, содержащей 65-90% Я 10 п,обеспечивает повьппение прочностиформ, причем эффект этот достигается винтервале соотношений между двуокисью кремния, вводимой в суспензиюс пастой и с этилсиликатом, равном1:(0,6-3),Повьппение прочности при вьппеуказанном соотношении достигаетсяблагодаря тому, что частицы ЯОобразующиеся после диспергированияпасты, представляют собой удерживаемые полиэлектролитом рыхлые агло"мераты с активной поверхностью,имеющие оптимальный размер 200500 нм,Применение предлагаемой суспензиис коллоидной дисперсией кремнеземане изменяет технологических режимовизготовления оболочковых форм, Прочность форм в холодном состоянии иопри 900 С повьппается в среднем на28%, что позволяет снизить содержание этилсиликата в суспензии на 30%.Введение пасты коллоидного кремнезема в суспензию расширяет областьиспользования составов суспензиис пониженным содержаниемэтилсиликата, так как паста в отличие откремнезолей морозоустойчива, чтозначительно упрощает транспортировку и хранение исходного продукта,м ц ч1 о о м л а ОФоЕ Р щ а 1 О О 1 ффл чф февлк фолаф И ф х хо л кч) и еца х щ ф ав чм м о н фца х щ м аа л 31 М оЗаЩ ф оЛ к юнх оца о у 3 юс н х фца 3 Юа В ла М Она мца хе м ай ль 4 м оно ох В я л оИ оу лфх оно оЙ Й мфх н о ф кн 3 ойФ хн оф кХ1 в а к о Й 9 а 1 е ФовОЭ це о ч 3 ФР 3 а со 1256846аР 1 хо 11 щ 3 М й о ввв о ф И 3 о 5( мхВ ф вфе Ое еО Ю ф в е 4 Оюч6 ЪоееО еа о овЕв л л,еч оь Я еоое О аф ч м оЕв в а О ф феФ (Ч СЧ е о ф.о ф сф еО вм вффе (е л еф Ево СЧ ф мв О еч ф рЕ мв е 3 ео Ю Ф