Способ приготовления жидкостекольного связующего

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУВЛИН ОЮ (11) 53 А 1 Ш 4 В 22 С 5/04 1/18 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ СЛ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Институт проблем литья АН УССР(56) Авторское свидетельство СССРВ 691235, кл, В 22 С 1/02, 1977.Авторское свидетельство СССРВ 963179, кл, В 22 С 5/04, 1980.Авторское свидетельство СССР1 Р 707034, кл. В 22 С 1/18, 1978,(54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЖИДКОСТЕКОЛЬНОГО СВЯЗУЮЩЕГО(57) Изобретение относится к областилитейного производства и может бытьиспользовано для приготовления жидкостекольного связующего, используемого для изготовления литейных форм нстержней. Цель изобретения - стабилизация Физико-механических и технологических свойств связующего, улучшение выбиваемости смеси из отливок,повышение прочности и снижение осыпаемости форм и стержней. Цель достигается за счет определенного порядкаввода компонентов при приготовлениисвязующего. Способ приготовленияжидкостекольного связующего, включа"ющий смешиваниежидкого стекла и ортофосфорной кислоты, заключается втом, что ортофосфорную кислоту передвводом в жидкое стекло подвергаютдвухступенчатой нейтрализации. Напервой стадии в фосфорной кислотерастворяют 10-20 мас,Ж порошкообразной кальцинированной соды. На второйстадии композицию, состоящую из ортофосфорной кислоты и соды, смешивают с едким натром плотностью 1,261,30 г/см в соотношении 1:2, послечего 5-20 мас.Х полученного растворасмешивают с 80-953 жидкого стекла.Такой порядок приготовления связующего позволяет получать соли монои динатрийфосфата, что позволяетстабилизировать физико"механическиесвойства связующего и технологические свойства смесей. 5 табл.1 128Изобретение относится к литейномупроизводству и может быть использовано для приготовления связующихкомпозиций, применяемых для жидкостекольных смесей,Цель изобретения - стабилизацияфизико-механических и технологических свойств связующего, улучшениевыбиваемости смеси из отливок, повышение прочности и снижение осипаемости Форм и стержней.Способ приготовления жидкостекольного связующего заключается вследующем,Концентрированную ортофосфорнуюкислоту перед вводом в жидкое стекло подвергают двухступенчатой нейт-,рализации, На первой ступени в нейрастворяют 10-20 мас.Ж порошкообразной кальцинированной соды, навторой смешивают с едким натромплотностью 1,26-1,30 г/см преимущественно 1,28 г/см в соотношении1:2, 5-20 мас,7. полученного растворасмешивают с 80-95 мас,Х жидкогостекла.На первой ступени нейтрализацииортофосфорной кислоты порошкообразной кальцинированной содой идет процесс образования солей моно- и динатрийфосфата. На второй стадиинейтрализации ортофосфорной кислотыедким натром плотностью 1,26-1, 30 г/смпроцесс образования солей моно- идинатрийфосфата завершается.Предлагаемый способ двухстадийной нейтрализации ортофосфорной кислоты имеет ряд технических преимуществ по сравнению с одностадийной,например едким натром. Во-первых,двухстадийный способ позволяет использовать высококонцетрированнуюортофосфорную кислоту, что устраняетвведение излишней воды в связующее,которая отрицательно влияет на прочностные свойства смеси, а также повысить количественное содержание всоставе связующего и смеси РОкоторая обеспечивает упрочнение смеси при комнатнойтемпературе, и разупрочнение при заливке форм металлом. Во-вторых, при использованиидвухступенчатого способа нейтрализации ортофосфорной кислоты улучшаютсясанитарные условия и техника безопасности труда, так как при введенииедкого натра в ортофосфорную кислоту(после растворения в ней кальцинированнойсоды) процесс нейтрализации 9583 2идет спокойно, без парозых выделенийи выбросов. В-третьих, при нейтрализации ортофосфорной кислоты едкимнатром необходимо предъявлять высокиетребования по технике безопасности,так как процесс образования солейидет очень интенсивно с большимивыбросами, тепловыми и паровыми выделениями, вместе с тем, образующие 10 ся соли фосфорной кислоты мгновеннопереходят в кристаллическое состояние, что затрудняет ее дозировку иограничивает растворимость в жидкостекольном связующем.15 Жидкое стекло используют натриевоес модулем 2,8-3,0, плотностью 1,421,50 г/см (ГОСТ 13078-81), передсмешиванием его с нейтрализованнойортофосфорной кислотой в жидкое20 стекло предварительно вводят 1218 мас.Ы едкого натра плотностью1,26-.1,30 г/смэ и доводят модульжидкого стекла до 2,0-2,3.Едкий натр использовали техни 25 ческий (ГОСТ 2263-71). Соду кальцинированную порошкообразную по ТУ 618-171-78. Ортофосфорную кислотузкстракционную или термическую(ГОСТ 10678-76).ЗО Характеристикой эффективностиспособа приготовления связующего являются свойства смеси (улучшение выбиваемости из отливок, повышениепрочности Форм и стержней, снижениеЗ осыпаемости, стабильность Физикохимпческих свойств связующего).Составы растворов нейтрализованной ортофосфорной кислоты на 1-йступени порошкообраэной кальциниро 40 ванной содой и на 2-й ступени едкимнатром приведены в табл. 1 и 2 соответственно,Составы жидкостекольного связующего приведены в табл, 3,Составы формовочных смесей, ихфизико-механические и технологические свойства приведены в табл. 4и 5 соответственно.Из данных табл. 3 видно, чтопредлагаемый способ приготовленияжидкостекольного связующего позволяет получить связующее устойчивое придлительном хранении, При сниженииу кальцинированной соды на первойступени нейтрализации ортофосфорнойкислоты меньше 10 мас.7 (табл. 1,п, 1) необходимо увеличивать количество едкого натра для нейтрализации3 1289 фосфорной кислоты на второй ступени от 2:1 до 3:1 (см. табл. 2, и. 1), что приводит к появлению сгустков в связующем и переходу его в пастообраэное состояние (табл. Э, и. 1). При увеличении кальцинированной соды больше 20 мас.% в связующем при хранении образуются кристаллы (табл. 1-3, и, 5), При ведении нейтрализации фосфорной кислоты только одним 10 едким натром (в одну ступень) снижается количество РО в связующем и смеси в 3,35 раза, что приводит к снижению прочностных свойств смеси в исходном состоянии и увеличению ос таточной прочности смеси после прокалки в 1,5-Э,5 раза соответственно (табл. 1-5, пп. 2-4, 6). Вместе с тем, при использовании для нейтрализации фосфорной кислоты только едко го натра при хранении связующего в течение 5-6 сут оно переходит в пастообразное состояние.Оптимальное содержание нейтрализованной ортофосфорной кислоты в 25 жидкостекольном связующем 15-17 мас,%, При увеличении нейтрализованной фосфорной кислоты в жидкостекольном связующем больше оптимального значения снижается исходная прочность смеси, 30 вместе с тем, снижается и прочность смеси после прокалки, а при снижении нейтрализованной фосфорной кислоты в связующем остаточная прочность после прокалки возрастает (табл. 3, 5, п. 2-4). Поэтому в зависимости от конкретных требований производства к общей и поверхностной прочности стержней и условий выбивки отливок необходимо выбирать количество добавки к жидкому стеклу.Предлагаемый способ приготовления связующего обеспечивает стабильные свойства жидкостекольного связующего при длительном его хранении (больше 45 6 мес.) по сравнению с прототипом,583 4где связующее расслаивается и появляется осадок через сутки после ее приготовления. Прочностные свойства смеси по предлагаемому способу выше в2-3 раза чем у прототипа, а осыпаемость ниже на 2,0-2,5 порядка, Расход связующего сокращается на 50%,а остаточная прочность смеси послеопрокалки при 400-1000 С в течениечаса снижается в 2-7 раэ (табл. 3-5,пн. 2-4,9), Связующее, приготовленноепо предлагаемому методу, возможноиспользовать не только для изготовления-.стержней и форм СО-процессом,но и при тепловой сушке,Наличие ряда технических преимуществ у составов смесей с использованием предлагаемого способа приготовления связующего обеспечивает егоширокое внедрение в литейных цехахмашиностроительных заводов. Формула из обре те ния Способ приготовления жидкостекольного связующего для формовочных и стержневых смесей, включающий смешивание жидкого стекла и ортофосфорной кислоты, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью стабилизации физико-механических и технологических свойств связующего, улучшения выбиваемости смесей, повышения прочности и снижения осыпаемости форм и стержней, ортофосфорную кислоту перед вводом в жидкое стекло подвергают двухстадийной нейтрализации: на первой стадии в ней растворяют 10-20 мас.% порошокообразной кальцинированной соды, на второй - композицию, состоящую из фосфорной кислоты и соды, смешивают с едким натром плотностью 1,26-1,30 г/см в соотношении 1:2, затем 5-20 мас.% полученного раствора смешивают с 80-95 мас,% жидкого стекла.1289583 6Таблица Состав раствора 6 1 2 3 4 5 Концентрированнаяэкстракционная ортофосфорная кислотаплотностью 1,66 г/см 85 100 15 20 10 30 Содержание компонентов, мас,М Состав раствора 6 2 3 4 5 25 33,5 33,5 33,5 33,5 10 665 665 665 665 90 Сода кальцинированная порошкообразная Состав раствора ортофосфорной кислоты после1-й ступени нейтрали"зации соответственнотабл. 1; Едкий натр плотностью1,28 г/см 90 85 80 Таблица 2(Ч а (о1 о й в оЭа тт 1Э (х сч СЧ м 1л оа о о коц Э (ф Э а о э х ефох иих х Ф а О юЩ ф о хх о о (щ ътР 1 о э В Х т ххц Д Э Э о э ( ( о в В 60 м 1 Х Вх оЭг (- в цЫ ох ао Эх х о о о х ол фэх о х а т Э 2 м в фВ ф ф щ л о Рт о о Ьй оот л В О В й(Ч о Рате хао о( зЗхц ао э 1289583(тЪВте н( хеЭ вьох кохо В В(- ооф ао В КО О ( о офоэх о (. о ооох В ф О Ц Э С Вх.Э х В Х х а ц Х В хвх Э ф Э Ц х аах в о э а хоскф 1 ,ф Р о Х 1 Х 1 ф 1 ч а ф щаа в о о ом ещ (чф (3 м ф ф Чаай афо о - - оС м Ф ф О о ощ м счО лвсч о л Ф сч ф а в б 3 Ю фв о11 Ф1 1 1о о ф0 б Фф ю лво о о вл щФчещ Фч щ ФЧ вщм ащ чщ ф1 о1 3 о о ою м ф м 1е фч счво о о о ф Ф л Фщ о л м ф ов а в ЕЧ а 1о о бсмо о ОС 0 00 ч м ф л 00 Оа1 1 ащвщ (Ч 0 вщ Ь Ф1 сч г о о ф у ЮЧф е фющ а лч м ф м а а ащщ вщ Фч ф м Фч л ФаО ф щщи ф м ос сч аЧ о. о