Способ приготовления модифицированного жидкостекольного связующего для изготовления литейных форм и стержней

 

Изобретение относится к литейному производству, a именно к способам приготовления модифицированных жидкостекольных связующих, используемых в составах самотвердеющих смесей с отвердителем - двухкальциевым силикатом (феррохромовым шлаком) при изготовлении литейных форм и стержней. Цель - улучшение физико-химических свойств форм и стержней при отверждении двухкальциевым сил 1катом, сокращение расхода связующего, a также облегчение выбиваемости. Сущность способа, основанного на электрофизической обработке в процессе растворения в жидком стекле модифицирующей добавки, заключается в осуществлении электрофизической обработки импульсными электрическими разрядами в количестве 200-400 импульсов при энергии одного импульса 1,6-2,2 кДж на 1 кг связующего. При этом в качестве модифуищрующей добавки используют полифосфат натрия со степенью полимеризации п 10-27. Реализация способа позволяет повысить прочность форм и стержней на 50-60% или же сократить содержание связующего в смеси с 6,5 до 5,0 мас.% без потери прочности, a также существенно облегчить; выбивку смеси из от лирок. 1 з.п. ф-лы, 2 табл. S (Л с о 4 СЛ IsD

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСИИХ

РЕСПУ БЛИН (51)4 В 22 С 1/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Г10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ :

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 », ( (21) 4142242/31-02 (22) 08.09,86 (46) 23.06,88. Бюл. Ф 23 (71) Белорусский политехнический институт (72) Д.М.Кукуй, А.E Иодо, В.Ф.Одиночко и Б.Ф.Дудецкий (53) 621.742.4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1247341, кл. С 01 В 33/32, 1983.

Авторское свидетельство СССР

У 1360876, кл. В 22 С 5/04, . В 22 С 1/18, 24.03.86. (54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ИОДИФИЦИРОВАННОГО ЖИДКОСТЕКОЛЬНОГО СВЯЗУ10ЦЕГО

ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРИ И

СТЕРЖНЕЙ (57) Изобретение относится к литейному производству, а именно к способам приготовления модифицированных жидкостекольных связующих, используемых в составах самотвердеющих смесей с отвердителем — двухкальциевым силикатом {феррохромовым шлаком) при из„Л0„„4 4 2 А1 готовлении литейных форм и стержней, Цель — улучшение физико-химических свойств форм и стержней при отверждении двухкальциевым силикатом, сокращение расхода связующего, а также облегчение выбиваемости. Сущность способа, основанного на электрофизической обработке в процессе растворения в жидком стекле модифицирующей добавки, заключается в осуществлении электрофизической обработки импульсными электрическими разрядами в количестве 200-400 импульсов при энергии одного импульса 1,6-2,2 кДж на 1 кг связующего. При этом в качестве модифицирующей добавки используют полифосфат натрия со степенью полимериэации п=10-27. Реализация способа позволяет повысить прочность форм и стержней на 50-607 или же сократить содержание свяэующего в смеси с 6,5 до 5,0 мас.Х без по.тери прочности, а также существенно облегчить выбивку смеси из отливок.

1 з.п. ф-лы, 2 табл.

И зобретение относится к литейному производству, а именно к способам ггриг отовления модифицированных жидкостекольных связующих, используелгых в составе самотвердеющих смесей с отвердителем — феррохромовым шлаком при изготовлении литейных форм и стержней.

Цель изобретения — улучгпение физи- 10 ко-механических свойств форм и стержней при отверждении двухкальциевым силикатом, сокращение расхода связующего, а также облегчение выбиваемости. 15

При импульсной обработке электрическими разрядами под воздействием возникающих при этом процессе факторов, таких как мощная ударная волна, высокоскоростная струя, имеющая кави- 20 тационный генезис, акустическое излучение, большой ток разряда, электроМагнитное излучегые, вероятно проис— ходит дробление полифосфата на мелкодисперсные частицы с последующим внед25 рением его в структуру жидкого стекла.

Для модифицирования сья зующего ис пользуют ла бор аторно е оборудова ние, в состав которого входят типовой генератор импульсных токов (ГИТ) и пульт управления от установки для электрогидравлической очистки отливок. Регулирование напряжения на входе ГИТ осуществляют с по!гощью трехфазного регулятора напряжения. Разрядной камерой служит специально изготовленное устройство и..- нержавеющей стали. Для электрической изоляции электродов служит вакуумная резина и полиэтилен. В качестве модифика- 4О тора используют полифосфат натрия со степенью полимеризации и 10 — 27.

Параметры электрогидравлической обработки, определяющие удельную энергию, затрачиваемую на один разряд, а также величина рабочего разрядного

rромежутка, влияющая на эффективность сбрабоки, определяют с использованием математического планиротзания эксг.еримента: U=50-55 кВ, С=4-4,2 мкФ;

L=(7,5-8,5) 10 м, где U — напряже50 ние между электродами; С вЂ” емкость р а зряд ных конденсаторов; L — величина рабочего разрядного промежутка. удельная энергия, затрачиваемая на один пробой рабочего разрядного

r:ðoMåæóòKà, CU2

Zm где m — масса материала, кг, Изменение частоты разрядных импульсов в пр ед ела х О, 5-5, 0 Гц с ущественно не влияет на свойства смеси.

Однако с увеличением частоты разряда увеличивается производительность процесса модифицирования. Поэтому целесообразно проводить обработку с наибольшей частотой, которую может обеспечить ГИТ.

В табл. 1 отражены особенности модифицирования связующих и составы смесей, приготовленных с этими связующими, в табл. 2 — свойства указанных смесей.

Связующее готовят следующим образом.

В камеру для электрогидравлической обработки в указанных соотношениях подают жидкое стекло и кусковой полифосфат натрия (ПФН), после чего осуществляют обработку импульсными электрическими разрядами. Приготовленное

Связующее в миксере перемешивают с водой и поверхностно-активным веществом (IIAB). В качестве ПАВ используют

ДС-РАС в количестве 1,5% от массы жидкоro стекла.

При изготовлении связующего в лабораторном смесителе сначала в течение мин перемешивают сухие компоненты смеси, после чего вводят жидкостекольную композицию и смесь перемешивают в течение 2 мин.

При определении прочности, текучести и осыпаемости используют стандартную методику. Работа выбивки оценивается по известной методике, только для испытаний использованы стандартные образцы 50х50 см.

В качестве огнеупорного наполнителя используют кварцевый песок марки 1К02А. ! (ак видно из приведенных результатов, модифицированием жидкого стекла твердым полифосфатом натрия со степенью полимеризации 10 — 27 совместно с обработкой импульсными электрическими разрядами можно повысить прочность жидкой самотвердеющей смеси на 50-60% или же сократить содержание связующего в смеси с 6 5 до 5% без потери прочности, снижения текучески и осыпаемости, существенно облегчив при этом работу выбивки.

Аналогичные результаты получаются при изготовлениии жидкостекольной пластичной самотвердеющей смеси.

1404 152

Таблица 1

Смесь

ПФН, вводимый в жидкое стекло

Ферро- Вода хромовый

Жидкостекольное

Кварцевый пеКоличество импульсов

Энергия одного импул ьса на

1 кг связующего, кДж связующее (жидкое стекло m=2,8 (=1420 кг/м

+11ФН) сок

1К02А шлак

300

1 1,3

2 1,6

300

3 1,9

4 2,2

0,115

5 2,5

100

4,42 1,33

88,50 5,75

400

500

0,29

10 1,9

0,58

О, 173

О, 230

300

13

4,10 1,51

89,05 5,34

3, 77 1, 7.1 О, 1 15

3,43 1,89

89, 59 4,93

90,17 4,51

300

15 1,9

3,09 2,09

90,73 4,08

Фор мула иoбрет ения

1. Способ пригот аления модифицированного жидкостекольнот о связуюmего для изготовления литейных форм и стержней, включающий электрофизич ес кую обработку жидкого стекла в процессе модифицирования его добавкой,отличающийся тем, что, с целью улучшения физико-механич ес ких с войс т в форм и стержней при отверждении двухкальциевым силиПараметры электрогидравличес кой обработки связующего катом, сокрашения расхода снязующего, а также обло чения выбиваемости, электрофизическую обработку осуществляют импульсными электрическими разрядами в количестве 200-400 импульсов при энергии одного импульса 1,б2,2 кДж на 1 кг связующего.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю— шийся тем, что в качестве модифицирующей добавки используют полифосфат натрия.

Содержание ингредиентов смеси, мас.7.

1404152

Та бли ца 2

Прочность на сжатие, МПа, через

Работа вы бивки, Дж

Ос ыпа емос т ь, X

Смесь

Живучесть, мин

40 мин

1 0,26-0,32

2 0,30-0,36

3 0,45-0,53

4 0,46-0,56

5 0,43-0,50

0,70-0,89

0,87-1,09

1,28-1 45

1,30-1,45

1,26-1,38

0,85-1, 12

1, 05-1, 2О

1, 20-1, 30

11,8

11,3

11,3

6 0,.30-0, 38

11,7

7 0 38-0,43

11,6

8 0,43-0,52

1, 10-1, 15

12,0

0,75-0,82

0Ä90-1,ОО

0,98-1, 12

0,75-0,91

0,12-1,26

0,92-1,05 .0,71-0,85

0,63-0,70

100

60 t 1,4

11,6

1 1,8

11,9

Составитель С.Тепляков

Редактор В.Петраш Техред M.Ходанич Корректор М.Максимишинец

Заказ 3020/8 Тираж 740 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

9 0,38-0,48

10 0 27-0,33

11 0,33-0,42

12 0,38"0,48

13 0,29-0,40

14 0,42-0,48

15 0,37-0,44

16 0,28-0,35

17 О, 25-О, 3

О, 40-О, 50

0,24-0,33

О, 10-О, 15

О, 10-0, 13

0,15-0,22

0,26-0,32

О, 16-0, 23

О, 13-0, 18

Ов 17-Оу 24

0 40 0 50

Оьзо-0 40

0,28-0,33

0,40-0,50

О, 18-0, 23

0Ä 28-О, 38

0,39-0,48

0,55-0,60