Неорганическое связующее

 

1. НЕОРГАНИЧЕСКОЕ.СВЯЗУЮЩЕЕ для составов, используемых преимущественно дляКокилей, включакщее ортофосфорную кислоту в качестве растворителя, а в качестве наполнителя материал на основе соединений алюминия, отличающееся тем,что, с целью получения его стабильных свойств, связующее в качест:V -Г. .-. -. Ji IS ве материала на основе соединения алюминия содержит отходы от обработки силуминового литья при следующем соотношении ингредиентов, мае.%: Ортофосфорная кислота 93,0-97,0 Отходы от обработки силуминового литья 3,0-7,0 2.Связующее поп.1, отличающееся тем, что оно содержит ортофосфорную кислоту 40%-ной концентрации . 3.Связующее по п.1, отлич аю щ е е с я тем, что отходы силуминового литьй имеют следукнций состав, мас.%: (Л 6,0-13,0 Кремний 0,1-0,4 Магний 0,3-0,5 Марганец 0,9-1,0 Железо 0,2-0,6 Медь , 0,2-0,5 Цинк 0,015-0,15 Титан 4 Остальное Алюминий 00 о D

(l 9) (I l f

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4(5!)В 22 С 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3637581/22-02 (22) 30.08.83 .(46) 07.04.85. Бкюп. Ф 13 (72) Ч.В.Усачева и Г.Б.Тигнян (71) Камское объединение по производству большегрузных автомобилей (53) 721.742.486(088.8) (56) 1. Понилов Л.Я. Советы заводскому технологу, гл. III. Лениздат, 1975, с. 40-50.

2. Покрытия кокильные противопригарные для алюминиевого литья. РТМ-2, Министерство станкостроения. HHHCII

Одесса, 1971.

3. Сычев М.М. Неорганические клеи.

Л., "Химия", 1974, с. 14. (54)(57) 1. НЕОРГАНИЧЕСКОЕ СВЯЗУЮЩЕЕ для составов, используемых преимущественно для кокилей, включакщее ортофосфорную кислоту в качестве растворителя, а в.качестве наполнителя материал на основе соединений алюминия, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью получения его стабильных свойств, связующее в качест.ве материала на основе соединения алюминия содержит отходы от обработки силуминового литья при следующем соотношении ингредиентов, мас . Ж:

Орт офосфорная кислота 93,0-97,0

Отходы от обработки силуминового литья 3,0-7,0

2. Связующее ro п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что оно содержит ортофосфорную кислоту 40Х-ной концентрации.

3. Связующее по п.t, о т л и ч аю щ е е с я тем, что отходы силуминового литья имеют следующий состав, мас .7.:

Кремний 6,0-13,0

Магний О, 1-0,4

Марганец 0,3-0,5

Железо 0,9-1,0

Медь, 0,2-0,6

Цинк 0,2-0,5

Титан 0,0 f 5-0, 15

Алюминий Остал ьное

11486

Изобретение относится к составам неорганических связующих и может быть использовано в высокотемпературных клеях-связках, при футеровке, в строительных материалах, а также

B литейном производстве для кокильных покрытий.

Широко известно применение в качестве связующего для кокильных покрытий жидкого стекла высокой модуль-1О ности j1).

Известно также использование в качестве связующего для кокильных покрытий алюмофосфатной связки (АФС), которую готовят из материала на ос- 15 нове соединений алюминия, например, А1(ОН), используемого в качестве наполнителя, и концентрированной ортофосфорной кислоты НЗРО, используемой в качестве растворителя соеди- 20 нений алюминия. Растворяют гидромсид алюминия в ортофосфорной кислоте при нагревании до 130. С в течение 3035 мин до закипания раствора при перемешивании 1 2 j. Z5

Однако товарный гидроксид алюминия от партии к партии имеет различную растворимость в ортофосфорной кисло-. те, поэтому соотношение Р20 .А1 0» которое должно выдерживаться равным ЗО

3:4 (3),.часто 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- 40 лоту в качестве растворителя, а в ка" честве наполнителя материал на основе соединения алюминия, в качестве материала на основе соединения алюминия содержит отходы от. обработки силуминового литья при следующем соот.ношении ингредиентов, мас.%:

Ортофосфорная кислота 93,0-97,0

Отходы от обработки силуминовот го литья 3,0-7,0

При этом ортофосфорная кислота используется 40%-ной концентрации, а отходы силуминового литья имеют следующий состав, мас . %: °

Кремний 6, 0-1 3,.0

Иа гний 0,1-0,4

91 2

Марганец О, 3-0, 5

Железо 0,9-1,0

Медь 0,2-0,6

Цинк 0,2-0 5

Титан 0 015-0, 15

Алюминий Остал нное

Отходы от обработки литья из алюминиевых сплавов, ГОСТ 2685-75, (АЛ-2, АЛ-4, АЛ-9) прокаливаются при температуре 180-200 С для.выгорания имеющейся в них смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) .и загружают в

40%-ную ортофосфорную:кислоту в рассчитанном количестве (P>О .АФ 05=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 40%-ной концентрации ортофосфорной кислоты обусловлен технологическим, химическим а также экономическим факторами.

При технологическом факторе получаемое алюмофосфатное связующее имеет наиболее приемле}ь}е 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%-ная ортофосфорная кислота достаточно активна, так как при такой концентрации в ней растворяются даже корунд и нет необходимости добавлять активаторы а также подогревать, что было бы неизбежным при малой концентрац}ни кислоты. Кроме того, реакция идет с достаточной скоростью без подогрева и без выбросов из реакционной емкости, т.е. реакцией можно управлять в условиях производства.

Поскольку 40%-ная ортофосфорная кислота в соотношении, указанном в предлагаемом техническом решении, при соблюдении Р О A1qO =3:4 полностью растворяет алюминиеву ч стружку, увеличение концентрации кислоты нецелесообразно. Этим обуславливается экономический фактор.

Изменение концентрации кислоты в пределах +5% решающего действия на

114869

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

3

l достижение поставленной цели не оказывает. Это изменит лишь физико-химические характеристики связующего (плотность, вязкость, Fh) . Ha каждую концентрацию кислоты будет необходим пересчет соотношения Р О . А1 05 для того, чтобы реакция прошла полностью.

Реакция идет экзотермически без предварительного подогрева в течение 3-4 ч до полного превращения 10 алюминия в смесь А1(Н РО )5 и

А1 (НР04)з,кремний остается во взвешенном состоянии, примеси Mg Mn u т.д. переходят в растворимые соединения.

Поскольку окисел А1 0> малоактивен, инициатором реакции являются примеси. 3а счет интенсивного выделения тепла, получаемого при реакции примесей с ортофосфорной кислотои и 20 водой и разогрева системы в целом начинается пропесс взаимодействия А1 О 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-2, AJ1-4, АЛ-9. 3t

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 обработки литья из алюминиевых сплавов

АЛ-2, АЛ-4, АЛ-9 при соотношении в мас.7.

1,25 г/см ), сохраняет свойств» в течение длительного времени.

На осноне алнмофосфатного связующего, полученного нэ. 407-ной ортофосфорной кислоты и отходов от обработки литья из алюминиевого сплава (состав 2) приготовлено кокильное покрытие с теми же наполнителями,что и известное кокильное покрытие

1-АФ-2 на основе АФС из гидроксида алюминия и концентрированной ортофосфорной кислоты.

Состав кокильного покрытия 1-АФ-2, мас.7:

Алюмофосфатное связующее 48-.53

Шамот зерновой 24-25

Глина формовочная бентонитовая 12-13

Каолин обогащенный 12-13

Состав кокильного покрытия на основе предлагаемого алюмофосфатного связующеro, мас.7.:

Алюмофосфатное

1 связующее 48-53

Наполнители 52-4 7

Оба состава проверялись по физикохимическим и технологическим характеристикам после разбавления водой до рабочей плотности 1, 18-1,25 г/см в процессе хранения в течение трех месяцев (табл.3). Срок годности покрытия 1-АФ-2 по ТУ 2-,043-459-77

3 месяца (табл.3).

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.3 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 адгезии, обусловленной стабильностью алюмофосфатного связующего.

Зкономический эффект от применения изобретения составит около

150 руб. на 1 т алюмофосфатного связующего. о а фч 3

ФФ

° Ф

O б б а

«б

С4

О

Cl л ю л б

° Э а о

1 Ъ

Ф Ъ аЪ Е

1ГЪ о а

D аЪ

D а

О бЪ б о бЪ

°, О

О а

О1 а

О а (4 а о и

° Ь

Cl и а о

«Ф

Ю о е

1148691 ааа е

° ГЪ Е а а

° б аа е»

Ю Ф э а

А ф е» а °

3» ь»

О.

an c

Caa Oa

В

Й о

Ф(ф

Е аЪ

° е л

° °

I 1

Фч ааа

«Ф Ф а б в о

t4 С Ъ

Ф Ю

С«а Ф«4 е б

О О

ОО

Ф а

4 4

Ф б иЪ

МЪ Е

А иЪ МЪ

О СЧ еч еи

1 I ф е

° - еч о е»

»

1 an

Саа Оъ о о

11486 31

Таблица 2

200-220 1,75

0,7

15-18 1,59-1,52 3 месяца не изменяется

0,8-0,9

0,50-0,60 24-26 1,42-1,45 То же

19-20 1, 51-1, 54

0,9-1,0

Компоненты для получения алюмофосфатного связукицего

А1 (ОН) ." 65X-Has H PO

АЛ-2 (стружка):40K.-ная

Н,РО+

АЛ-4 (стру,. a) 40Й-ная

8HçPPOt.АЛ-9 (стружка);407-ная

НЗР 4

Вязкость, с

Плотность, г/см

Срок хранения

На 12-15 сут" ки осадок

О

C á ббб

4Ч

О о о

f» л (Ч

О о л

ы

СЧ а ф иб

Ю

М б

М

Ф»

Cl о к

61 ббЪ

4Ч а

CO (PI

СЧ .I

ОО

CCl

4Ч а

М .I» М о

Й л

Х

О бб

Ю о

C) сЧ

40 «

9 а

4 i I

Ф а «

Vl

СЮ б б б/\ а бб

C4 а

ok c

К C4 De

1148691

Таблица 4

Плотность г/смз

Связующее

Примечание

Связующее покрытия

1-АФ-2

Практически отсутствуют клеящие свойства

1,05

2,8

1,12

Елейкость сохраняется

0,85

Предлагаемое

Заказ 1789/6 Тирах 747 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, кл.Проектная, 4

Составитель В.Шувалов

Редактор E,Ïàïï Техред M ° Надь . Корректор И.Эрдейи