Самотвердіюча суміш для виготовлення ливарних форм та стержнів

Самотвердіюча суміш для виготовлення ливарних форм та стержнів, що містить вогнетривкий 29274 автори не передбачали його використання для затверджування сумішів на рідкому склі. Відомо (П.А. Борсук, А.М. Лясс. Жидкие самотвердеющие смеси. М., Ма шиностроение, 1979, с. 79), що Al 2(SO4) 3 не може бути використаний для затверджування рідкого скла. Тобто авторам не вдалося виявити можливості цієї солі, як затверджувача рідкого скла. В основу винаходу поставлено задачу удосконалити властивості самотвердіючої суміші для виготовлення ливарних форм та стержнів, яка містить вогнетривкий наповнювач, рідке скло та затверджувач, шля хом використання в якості затверджувача рідинноскляної суміші частково збезводненого або збезводненого, або суміші частково збезводненого та збезводненого сульфату алюмінію, одержаних при прожарюванні у інтервалі температур 270-700°С на протязі 0,5-3,0 години (переважно 400-650°С на протязі 0,5-1,5 години), наступним охолодженням і подрібленням до розмірів часток менше 200 мкм, що дозволяє одержати значно більшу швидкість твердіння суміші і разом з тим зменшити її оста тню міцкість після заливання форми в порівнянні з прототипом. Кристалогідрат сірчанокислого алюмінію використовується для збезвожування у вигляді попередньо подріблених часток розміром 20...40 мм або гранульованих конгломератів. Поданий температурний режим (температура та час) дозволяє, одержати матеріал з різною активністю як затверджувача рідкого скла. Останнє також досягається наступним роздрібленням високопористої маси, що легко розсипається до часток менше 200 мкм (переважно менше 100 мкм). Кількість затверджувача може коливатися від 0,2 до 2,5 мас.% в залежності від вмісту рідкого скла. При запровадженні у суміш затверджувача менше 0,2 мас.% вона тужавіє дуже повільно і міцність її недостатня для виготовлення форм і стержнів. При доданні затверджувача більше 2,5 мас.% швидкість твердіння збільшується настільки, що живучість раптово скорочується і значно збільшується обсипальність суміші. В'яжучим, у суміші є рідке скло з модулем (відношення SiO2:Na2O) 2,0...2,8 густиною 1,30... ...1,52 г/см 3. Якщо змінювати модуль та густину рідкого скла у позначених межах, то можна змінювати живучість суміші в залежності від її застосування. Кількість рідкого скла у суміші може змінюватися від 3 до 8 мас.%. Якщо вміст рідкого скла в суміші буде більше 8 мас.%, то збільшується її обсипальність і не забезпечуються необхідні властивості по міцності, а також збільшується прилипання суміші до стержньового ящика і різко збільшується її газовитвірна здатність за рахунок підвищеного вмісту вологи. Приклад. Готують суміш шляхом змішування піску (наприклад марки К02Б) з рідким склом (наприклад з модулем 2,37 та густиною 1,46 г/см 3) з наступним уведенням затверджувача, одержаного з кристалогідрату сульфату алюмінію, наприклад, шляхом нагрівання його до температури 500°С і витримці при цій температурі на протязі 1,0 години з наступним охолодженням продукту і подрібленням до розмірів часток менше 100 мкм. З виготовленої суміші готують стандартні циліндричні зразки, які випробують на міцність при стисканні за ГOCT 23409.7-78 та обсипальність за ГОСТ 23409.9-78. Роботу вибивки визначають за величиною залишкової міцності та стискання зразків, прожарених при 800°С. Склад і властивості сумішів наведені в таблиці. З таблиці видно, що використання рідкоскляної суміші з поданим затверджувачем забезпечує достатньо високу міцність. При цьому визначається переважним співвідношення рідкого скла до затверджувача 5:1 до 3:1. При однаковому вмісті рідкого скла (див. таблицю, суміші № 1, 4) властивості суміші що до міцності, за прототипом та запропонованим варіантом рівнозначні, а вибиваємість запропонованої суміші на порядок нижче. Запропонований затверджувач забезпечує значно більшу швидкість твердіння суміші в порівнянні з прототипом. Так, наприклад, міцність запропонованої суміші у початковий період (через 2 години), у суміші згідно прототипу досягається лише через 4 години, а через 4 години міцність запропонованої суміші досягає такої міцності, яку має суміш згідно прототипу тільки після витримки на протязі 24 годин (див. таблицю суміші № 4-7). Збільшення вмісту рідкого скла та затверджувача у сумішах значно підвищують їх показники міцності і разом з тим зберігають на низькому рівні остатню міцність суміші після заливання форми металом (див. таблицю суміші № 8-13). Все це є суттєві переваги запропонованих сумішів у порівнянні з прототипом. Рідке скло є дешевий, недефіцитний зв'язуючий матеріал, що розповсюджений по Україні, для виготовлення ливарних форм та стержнів. 2 29274 Таблиця Пісок К02Б Рідке скло: М=2,37; густина 1,45 г/см 3 Рідке скло: М=2,45; густина 1,45 г/см 3 Ацетат етиленгликоль Затверджував на основі сірчанокислого алюмінію Вміст інгредієнтів у суміша х № у мас.% 1 ві2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 домо 95,60 96,50 95,25 95,00 94,75 94,00 93,75 93,50 92,50 92,00 91,25 90,75 89,50 3,0 4,0 4,0 4,0 5,0 5,0 5,0 6,0 6,0 7,0 7,0 8,0 4,0 0,4 0,20 0,75 1,00 1,25 1,00 1,25 1,50 1,50 2,00 1,75 2,25 2,50 Властивості Міцність на стис0,9 кання МПа через, годин 1 2 3 4 1,8 24 3,5 Обсипальність, % 0,20 Живучість, хв. 10 Залишкова міцність на стискання, МПа, після прожа- 10,0 рювання при 800°С 0,3 0,6 0,9 1,2 1,2 1,3 1,6 1,8 2,0 2,2 2,3 2,5 0,6 1,0 1,2 0,30 12 1,5 2,2 2,4 0,15 10 1,8 2,4 2,6 0,12 9 2,0 2,5 2,6 0,10 8 2,2 2,7 3,0 0,10 10 2,4 2,9 3,2 0,09 9 2,6 3,0 3,2 0,08 8 2,8 3,2 3,4 0,07 9 3,0 3,4 3,6 0,08 8 3,2 3,8 4,0 0,06 9 3,4 4,0 4,2 0,05 8 3,5 4,2 4,5 0,05 8 0,42 0,81 0,73 0,65 1,00 0,92 0,80 1,20 1,00 1,20 1,00 1,00 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 34 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 3