Способ приготовления жидкостекольного связующего для изготовления литейных форм и стержней

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 22 С 1 02 1 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН Ю Ж ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЬГГИЯМПРИ ГКНТ СССР А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВ 1(71) Институт проблем литья АН УССР и Одесский литейный завод Центролит (72) Н. И. Шадрин, В. Я. Волокита, Н. И, Кучмий, В. А. Иванови В. П. Лаптаев(56) Авторское свидетельство СССР691235, кл. В 22 С 1/02, 1977.Кукуй Д. М. Исследование модифицирования водных растворов силиката натрия неорганическими материалами; Сб. - Минск: Металлургия, 1984, с. 76 - 78.Авторское свидетельство СССР1156806, кл. В 22 С 1/8, 1983.(54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЖИДКОСТЕКОЛЬНОГО СВЯЗУЮЩЕГО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ(57) Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для изготовления литейных форм и стержней из жидкостекольных смесей. Цель изобретения - стабилизация свойств связуюИзобретение относится к литейному производству и может быть использовано для изготовления литейных форм и стержней из жидкостекольных смесей.Цель изобретения -стабилизация свойств связующего за счет сохранения постоянной вязкости и устранения его расслоения при длительном хранении, а также повышение качества форм и стержней за счет повышения их прочности и улучшения выбиваемости.Сущность способа приготовления жидко- стекольного связующего заключается в модифицировании жидкого стекла органической водораствори мой добавкой, которую,80150916 щего за счет сохранения постоянной вязкости и устранение его расслоения при длительном хранении, а также повышение качества форм и стержней за счет повышения их прочности и улучшения выбиваемости, Способ п ри гото вле ни я жидкостекольного связующего для изготовления литейных форм и стержней заключается в модифицировании жидкого стекла органической водорастворимой добавки, которую перед модифицированием смешивают с 10 - 2000-ным раствором мочевины в едком натре в соотношении 1: (0,005 - 4,0) с последующим введением комплексной модифицирующей добавки в жидкое стекло в массовом соотношении 1:(1,0 - 9,0) . При этом в качестве органической водорастворимой добавки используют технические лигносульфонаты или свекловичную патоку - меляссу, или зеленую патоку, или гидрол, или гидролизный сахар. Способ приготовления жидко- стекольного связующего позволяет создать комплексную модифицирующую добавку, которая является защитным коллоидом в силикагеле, что способствует повышению прочности смеси. 2 з.п, ф-лы, 6 табл. предварительно перед введением в жидкое стекло смешивают с 10 - 2000-ным раствором мочевины в едком натре в соотношении 1: (0,005 - 4,0) с последующим введением ее в жидкое стекло в массовом соотношении 1:(1,0 - 9,0). В качестве органичес- кой водорастворимой добавки могут быть использованы лигносульфонаты технические или свекловичная патока - мелясса, или зеленая патока, или гидрол, или гидролизный сахар.Введение мочевины в состав жидкого стекла через раствор в едком натре позволяет существенно повысить связующую способность жидкого стекла без повышения3его вязкости. Напротив, вязкость жидкого стекла при введении в него раствора моче- вины в едком натре понижается в 2,0 - 2,5 раза, а прочностные свойства смеси возрастают. Имея в запасе высокие прочностные свойства формовочной смеси, представляется возможным вводить в состав жидкого стекла повышенное количество материалов на основе углеводов в виде побочных продуктов переработки растительного сырья, что обеспечивает легкую выбивку смеси из отливок в области низких температур (400 - 1000 С) . Предварительное смешивание раствора мочевины в едком натре с органическим водорастворимыми крепителями обеспечивает нейтрализацию кислой среды водорастворимых крепителей, что обеспечивает легкую совместимость комплексной добавки с жидким стеклом.Для приготовления связуюшего используют жидкое стекло натриевое с модулем 2,3 - 3,0, плотностью 1,45 г/см, едкий натр технический плотностью 1,22 - 1,24 г/см, технические лигносульфонаты, меляссу свекловичную,зеленую патоку, гидрол, гидролизные сахара, мочевину.Примеры приготовления жидкостекольного связующего и его свойства приведены в табл. 1 - 3.Связующее, согласно изобретению, может быть использовано в составах жидко- стекольных смесеи, отверждаемых углекислым газом и тепловой сушкой, а также в составах жидких самотвердеющих смесей.Примеры составов смесей и их технологических свойств приведены в табл. 4 - 6 (смеси по СО-процессу). Как видно из приведенных в таблицах данных использование предлагаемого связующего для смесей по СО-процессу позволяет получить высокие их прочностные характеристики. Смеси после продувки СО не разупрочняются в течение суточного хранения и имеют суточные прочности в 3 - 4 раза выше, чем у прототипа, а остаточные прочности после прокалки при 400 - 1000 С ниже в 1,5 - 2,0 раза.Использование связующего для форм и стержней с тепловой подсушкой (табл. 5) и жидких самотвердеющих смесей (табл. 6) показывает, что прочностные свойства смесей с тепловой сушкой и жидких самотвердеюших смесей в 1,5 - 2,0 раза выше, чем у смесей по прототипу, а остаточные прочности после прокалки при 400 -000 С ниже в 2,0 - 2,5 раза, что обеспечивает их легкую выбивку из отливок,Повышение прочностных свойств для всех типов смесей со связующим обеспечивается за счет введения в жидкое стеклоФормула изобретения 30 40 вают с 10 - 20 О;-ным раствором мочевины в едком натре в соотношении 1:(0,005 - .4,0) и вводят полученную комплексную моди фицирующую добавку в жидкое стекло вмассовом соотношении 1:(1,0 - 9,0).2. Способ по п. 1, отличающийся тем,что в качестве органической водорастворимой добавки используют технические лигносульфо наты.50 5 10 15 20 25 комплексной добавки, состоящей из раствора мочевины в едком натре и органического водорастворимого крепителя. Такая комплексная добавка является своеобразным защитным коллоидом в системе отвержденного силикагеля, понижает внутрикапиллярные напряжения и образует дополнительные эластичные связи между глобулами силикагеля. Органическая часть связующего, выгорая при высоких температурах, обеспечивает легкую выбивку смеси из отливок.Связуюшее, полученное согласно изобретению, имеет стабильные физико-химические свойства, оно однородно по консистенции, не расслаивается при длительном и не снижает связующих свойств. Это достигается за счет нейтрализации кислотности водо- растворимых органических крепителей раствором мочевины в едком натре, в то время как у связующего по прототипу, образуются сгустки, которые трудно растворимы в жидком стекле, в результате понижается удельная прочность связующего.Реализация изобретения позволит стабилизировать свойства связующего за счет устранения расслоения связующего при длительном хранении, повысить прочность форм и стержней и улучшить их выбиваемость. 1, Способ приготовления жидкостекольного связующего для изготовления литейных форм и стержней, включающий модифицирование жидкого стекла органической водораствори мой добавкой, отличающийся тем, что, с целью стабилизации свойств связуюшего за счет сохранения постоянной вязкости и устранения его расслоения при длительном хранении, а также повышения качества форм и стержней за счет повышения их прочности и улучшения выбиваемости, орга ническую водорастворимую добавку перед модифицированием смеши 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве органической водорастворимой добавки используют свекловичную патоку - меляссу или зеленую патоку, или гидрол, или гидролизный сахар.1509168 Таблица 1 Компоненты 2 10 15 20 плотнос,24 г/см плотнос,48 г/см плотнос,15 г/смз 90 80 Таблица 2 Компоненты 2 3 0,005 Т а б л и ц а 3 2 3 1,4235Нет 1,4320Нет 1,3825Нет 0,20 0,20 0,20 Мочевина Едкий натр тью 1,22-1 Едкий катр тью 1,38-1 Едкий натр тью 1, 10-1 Раствор мочевины ведком натреР 1Р 2Р 3ТЛСГидр олГидролизный сахарупаренныйПатока Компоненты и свойства связуюцего Жидкое стекло Комплексная добавка (табл. 2)Р 1Р 2Р 3Плотность связуюцего, г/смэВязкость по ВЗ, с Наличие сгустков Время приготовления связуюцего, ч Содержание мочевины в едкомнатре, мас.Х Состав комплексной добавки,мас.ч.Составы смесей 1 2 3 Состав связующего соответственно табл. 3:1 5,03а КаолинКварцевый песокПрочность смеси на разрыв после продувки СО , МПаПрочность смеси на разрыв через 24 ч, МПа 0,40 Прочность смеси на сжатие через 24 ч, МПаОсыпаемость, ЕОстаточная прочность МПа, после прокалки на сжатие, при температуре, С4006008001000 5,0 4,52,093,5 95,0 95,0 0,27 0,32 0,15 0,75 0,56 3,12 0,01 3,45 0,01 1,89 0,10 1240,760,00,0 0,98 0,35 0,18 0,21 0,74 0,32 0,15 0,18 Составы смесей для стержнейи форм теплового отверждения 12 3 5,01,05044,0 4,5 4,5 2,0 2,0 93,5 93,5 0,02 0,02 0,02 3,56 0,01 1,48 0,02 2,54 0,02 0,680,350,00,0 0,210,150,00,0 0,380,270,00,0 Компоненты и свойства смесей Компоненты и свойства смесей Состав связующего соответственно табл.31КаолинОтработанная смесь Кварцевый песок Прочность смеси на сжатие по сырому, МПа Прочность смеси на разрыв после сушки при 200 С, МПаОсыпаемость, ЖОстаточная прочность, МПа, после прокалки на сжатие, при температуре, С4006008001000 8Та блиц а 4 Таблица 51509168 Таблицаб Составы жидких самотвердеющихсмесей Компоненты и свойства смесей 23 6,0 2,0 6,5 2,0 6,0 2,0 Состав связующего Р 2ВодаПенообразовательДС-РАС 0,1Феррохромовый шлак 4,0Нефелиновый шламКварцевый песок 87,9Прочность на сжатие, МПА, через1 ч 0,653 ч 0,9724 ч 2,78Влажность, 7. 3,5Устойчивость пены, мин 12Осыпаемость, Х 0,05Остаточная прочность,МПа, после прокалки,при температуре, Со4006008001000 0,1 3,0 0,15 3,088,35 88,9 0,741,153,323,7140,05 0,540,782,933,5120,05 0,81 0,76 0,64 0,56 0,98 0,81 0,74 0,62 0,75 0,64 0,56 0,52 Составитель В. Шувалов Редактор И. Горная Техред И. Верес Корректор Р 1. Муска Заказ 5 бб 8/ О Тираж 71 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина.01