Неорганическое связующее

СОЮЗ СОЕЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН 9) ( 51)В 22 С 3/00 ЕНИЯ ве материала на о алюминия содержит ки силуминового л соотношении ингреОрт офосфорная кислота динения т обработ следующем мас,7: е тхо ы итья пр диентов 93, о звод-97,0 Отходы от обработки силуминового литья2. Связующее по ющееся тем, ортофосфорную кисл трации. к при ТМя Связ ю щ е е снового литмас.у,:Кремний леи,Е Магний Мар ган Железо 0,1-0,4 0,3-0,5 0,9-1,0 0,2-0,6 0,2-0,5 015-0, 1 тальное иМедь Цинк танюминий стаест.ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Камское объединение и проству большегрузных автомобилей(56) 1. Понилов Л.Я. Советы завму технологу, гл. 111. Лениздат1975, с. 40-50,2. Покрытия кокильные противгарные для алюминиевого литьМинистерство станкостроения. НИИОдесса, 1971.3, Сычев М.М. НеорганическиеЛ., "Химия", 1974, с. 14,(54)(57) 1. НЕОРГАНИЧЕСКОЕ СВЯЗдля составов, используемых преищественно для кокилей, включающортофосфорную кислоту в качестврастворителя, а в.качестве наполтеля материал на основе соединеалюминия, о т л и ч а ю щ е е стем, что, с целью получения егобильных свойств, связующее в кач 3,0-7,0п.1, отличачто оно содержит оту 407-ной концен. ее по п.1, о т л и ч атем, что отходы силуииимеют следующий состав,6, 0-13, 011486Изобретение относится к составамнеорганических связующих и можетбыть использовано в высокотемпературных клеях-связках, при футеровке,в строительных материалах, а такжев литейном производстве для кокильных покрытий.Широко извесгно применение в качестве связующего для кокильных покрытий жидкого стекла высокой модульОности 13.Известно также использование вкачестве связующего для кокильныхпокрытий алюмофосфатной связки (АФС),которую готовят из материала на основе соединений алюминия, например,А 1(ОН) , используемого в качественаполнитеия, и концентрированной ортофосфорной кислоты НзРО, используемой в качестве растворителя соеди- Инений алюминия, Растворяют гидромсидалюминия в ортофосфорной кислоте принагревании до 130.С в течение 3035 мин до закипания раствора при перемешивании 1.2 3. 25Однако товарный гидроксид алюминия от партии к партии имеет различнуюрастворимость в ортофосфорной кисло-.те, поэтому соотношение Р 20.А 10,которое должно выдерживаться равным ЗО3:4 Зчасто нарушается, Срок хранения АФС, полученного таким образом,ограничивается 10 сутками.Цель изобретения - получение алюмофосфатного связующего со стабильными свойствами.Для достижения указанной цели неорганическое связующее для составов,используемых преимущественно для кокилей, включающее ортофосфорную кис- Олоту в качестве растворителя, а в ка" честве наполнителя материал на осно 4ве соединения алюминия, в качестве материала на основе соединения алюминия содержит отходы от. обработки силуминового литья при следующем соот,ношении ингредиентов, мас.7,:Ортофосфорнаякислота 93,0-97,0Отходы от обработки силуминовотго литья 3,0-7,0 При этом ортофосфорная кислота используется 40%-ной концентрации, а отходы силуминового литья имеют следующий состав, мас,7:Кремний 6,0-13,0Иагнии 0,1-0,4 91 2Марганец 0,3-0,51 Келе з о О, 9-1,0Медь 0,2-0,6Цинк 0,2-0,5Титан 0,015-0, 15Алюминий ОстальноеОтходы от обработки литья из алюминиевых сплавов, ГОСТ 2685-75, (АЛ, АЛ, АЛ) прокаливаются при температуре 180-200 С для выгорания имеющейся в них смазочно-охлаждающей жидкости (СОИ) .и загружают в 40%-ную ортофосфорную:кислоту в рассчитанном количестве (Р О.АФ 205.- =3:4).При отработке технологии получения алюмофосфатного связующего из ортофосфорной кислоты и алюминиевой стружки исследовалась воэможность использования кислоты 75,70,65,60,50, 40,30-процентной концентрации. Изменение концентрации в 1% не проверялось.Выбор 407-ной концентрации ортофосфорной кислоты обусловлен технологическим, химическим а также экономическим факторами.При технологическом факторе получаемое алюмофосфатное связующее имеет наиболее приемлемые характеристики плотностей и вязкости дпя измельчения в его среде наполнителей до коллоидной дисперсности без дополнительного разбавления водой, что было бы неизбежным при использовании кислоты высокой концентрации. При химическом факторе 40%-наяортофосфорная кислота достаточно активна, так как при такой концентрации в ней растворяются даже корунди нет необходимости добавлять активаторы а также подогревать, что быпобы неизбежным при малой концентрации кислоты. Кроме того, реакция идетс достаточной скоростью без подогрева и без выбросов из реакционной емкости, т.е. реакцией можно управлятьв условиях производства,Поскольку 407-ная ортофосфорнаякислота в соотношении, указанном впредлагаемом техническом решении,при соблюдении РО.А 10 =3:4 полностью растворяет алюминиевую стружку,увеличение концентрации кислоты нецелесообразно. Этим обуславливаетсяэкономический фактор.Изменение концентрации кислоты впределах +5% решающего рейс.тгин на114869 15 Из табл.1 и.2 видно, что предлагаемое алюмофосфатное связующее, независимо от выбранного сплава в пределах, указанных по соотношению 407.-ной ортофосфорной кислоты и отходов от обработки литья, обладает стабильными физико-химическими свой-, ствами, технологично в работе, так как имеет небольшую, плотность и вязкость, не требует большого разбавления водой (кокильные покрытия применяются с плотностью 1, 1845 50 3lдостижение поставленной цели не оказывает. Это изменит лишь физико-химические характеристики связующего (плотность, вязкость, РЬ). На каждую концентрацию кислоты будет необходим пересчет соотношения РО 5.А 105 для того, чтобы реакция прошла полностью.Реакция идет экзотермически без предварительного подогрева в тече- ние 3-4 ч до полного превращения 1 О алюминия в смесь А 1(НРО)5 и А 1(НРО 4)з,кремний остается во взвешенном состоянии, примеси М, Мп и т.д. переходят в растворимые соединения.Поскольку окисел А 1 Оз малоактивен, инициатором реакции являются примеси. За счет интенсивного вьщеления тепла, получаемого при реакции примесей с ортофосфорной кислотои и 20 водой и разогрева системы в целом начинается продесс взаимодействия А 1 Оз с ортофосфорной кислотой,В табл.1 приведены физико-химические характеристики алюмофосфатного 25 связующего, приготовленного предлагаемым способом из 407.-ной ортофосфорной кислоты и отходов от обработки литья иэ алюминиевых сплавов АЛ, АЛ, АЛ. 3(В табл.2 приведены физико-химические характеристики алюмофосфатного связующего, полученного по известному способу из гидроксида алюминия и 657.-ной ортофосфорной кислоты, и предлагаемым способом из 407.-ной ортОфосфорной кислоты и отходов от об- работки литья из алюминиевых сплавов АЛ, АЛ, АЛпри соотношении в мас.7.40 1,25 г/см), сохраняет свойств в течение длительного времени.На осноне алнмофосфатного связующего, полученного нз. 407-ной ортофосфорной кислоты и отходов от обработки литья из алюминиевого сплава(состав 2) приготовлено кокильное покрытие с теми же наполнителями,чтои известное кокильное покрытие1-АФна основе АФС из гидроксидаалюминия и концентрированной ортофосфорной кислоты.Состав кокильного покрытия 1-АФ, мас .7:Алюмофосфатноесвязующее 48-.53Шамот зерновой . 24-25Глина формовочнаябентонитовая 12-1 3Каолин обогащенный 12-13Состав кокильного покрытия на основе предлагаемогоалюмофосфатного связующего, мас.7.:Алюмофосфатное1связующее 48-53Наполнители 52-4 7Оба состава проверялись по физикохимическим и технологическим характеристикам после разбавления водой до рабочей плотности 1, 18-1,25 г/смв процессе хранения в течение трехмесяцев (табл.З). Срок годности по"крытия 1-АФпо ТУ 2-,043-459-773 месяца (табл.З).После месячного хранения связующее обоих покрытий отцентрифугировалось от наполнителей и замерились,те же показатели. Результаты представ- ленные в табл.4.Из данных, представленных в табл.З и 4, видно, что,предлагаемое связующее не изменяет своих свойств и стабилизирует кокильное покрытие с технологической точки зрения.Стойкость его к истиранию с течением времени не изменяется, что говорит о высокой адгезйи, обусловленной стабильностью алюмофосфатного связующего.1Зкономический эффект от применения изобретения составит около 150 руб. на 1 т алюмофосфатного связующего.е ае еФЧ мЪ э.о сч 1 1 Ф Ю л 71148691 Таблица200-220 1,75. 0,7 15-18 1,59-1,52 3 месяца неизменяется 0,8-0,9 0,50-0,бО 24-26 1,42-1,45 То же 19-20 1, 51-1, 54 ф 0,9-1,0 Компоненты для полученияалюмофосфатного связукюцего А 1(ОН)у 653-ная НзРО АЛ(стружка);407.-наяН зРО+ АЛ(стру,. са); 40 Ж-наяпа%Срок хранения На 12-15 сут"кв осадокВязкость,с Связующее покрытия1-АФПрактически отсутствуют клеящие свойства 1,05 2,8 12 Елейкость сохраняется 1,12 0,85 Предлагаемое Составитель В.ШуваловРедактор В.Папп Техред М.Надь Корректор И.Эрдейи Заказ 1789/6 Тирах 747 .ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д.4/5Филиал ППП "Патент", г.Уагород, кл.Проектная, 4