Стержневая смесь со связующим на основе сульфата магния

Авторы патента:

B22C1/00 - Изготовление литейных форм (формовка огнеупорных материалов вообще B28B)

Владельцы патента RU 2500499:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "КнАГТУ") (RU)

Изобретение относится к литейному производству. Смесь содержит, мас.%: кварцевый песок 85,5-87,5; MgSO₄·7H₂O 4,0-4,5; маршаллит 3,0-3,5 и воду 5,5-6,5. Обеспечивается увеличение прочности смеси. 2 табл.

Изобретение относится к литейному производству, в частности к области изготовления литейных стержней.

Известна стержневая смесь, содержащая в качестве связующего MgSO₄·7H₂O (Евстигнеев А.И., Петров В.В., Дмитриев Э.А., Салина М.В. Исследование неорганических связующих на основе сульфата магния // Литейное производство - 2008. №11. - С.27-29). Упрочнение смеси происходит за счет плавления MgSO₄·7H₂O при нагревании. Расплав сульфата магния концентрируется, преимущественно, в местах контакта зерен наполнителя. Находясь в расплавленном состоянии, из кристаллической решетки сульфата магния происходит удаление воды, что, в свою очередь, приводит к кристаллизации расплава сульфата магния и, как следствие, связывания зерен огнеупорного наполнителя. Смеси, с использованием в качестве связующего MgSO₄, экологически безопасны на всех этапах технологического процесса, легко выбиваются и регенерируются при смачивании водой. Однако эти смеси имеют значительный недостаток - низкую прочность в сыром и в отвержденном состоянии. Данный недостаток не позволяет использовать смеси с MgSO₄ для изготовления сложных по конфигурации стержней и использовать их для получения ответственных отливок.

Задачей предлагаемого изобретения является создание стержневой смеси. Техническим результатом изобретения является повышение прочностных свойств смеси с сохранением способности легко выбиваться и регенерироваться при смачивании водой.

Для достижения указанного технического результата, смесь для изготовления литейных стержней, включающая огнеупорный наполнитель в виде кварцевого песка, воду и сульфат магния (MgSO₄·7H₂O), дополнительно содержит маршалит при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Огнеупорный наполнитель	85,5-87,5
MgSO₄·7H₂O	4,0-4,5
Маршалит	3,0-3,5
Вода	5,5-6,5

Наибольшая прочность смеси в отвержденном состоянии достигается при содержании в смеси маршалита в количестве 3,0-3,5% при условии содержания в смеси сульфата магния в количестве от 4,0 до 4,5%. Содержание в смеси маршалита менее 3,0% приведет к снижению прочности, а содержание в смеси более 3,5% маршалита приводит к существенному снижению газопроницаемости смеси.

Эффект значительного повышения прочности смеси как в сыром состоянии, так и в отвержденном за счет ввода в ее состав маршалита достигается в результате армирования маршалитом манжет, связывающих зерна наполнителя. Армирование связывающих зерна наполнителя манжет, состоящих из сульфата магния, маршалитом значительно повышает их вязкость, что приводит к повышению прочности смеси в сыром состоянии. Во время сушки в армированных маршалитом манжетах в меньшей степени проявляются усадочные процессы и, как следствие, снижаются внутренние напряжения возникающие в них. В свою очередь, снижение внутренних напряжений возникающих во время сушки смеси в связующих манжетах приводит к повышению прочности смеси в отвержденном состоянии.

Пример получения заявленной смеси.

Перед приготовлением смеси готовят связующий раствор путем последовательного растворения в расчетном количестве воды расчетного количества порошка MgSO₄·7H₂O. Для более эффективного растворения соли рекомендуемая температура воды 30-35°C. Полученный раствор вводят в кварцевый песок предварительно смешанный с расчетным количеством маршалита и перемешивают полученную смесь в катковом смесителе в течение 5-8 мин. Полученную смесь подают на стержневой участок. В герметичной таре готовая смесь имеет неограниченную живучесть. Отверждение смеси происходит при ее нагревании. Экспериментально установлена оптимальная температура отверждения 140-150°C.

В нижеприведенной таблице 1 приведены составы стержневых смесей.

Таблица 1
Ингредиенты	Состав 1, мас.%	Состав 2, мас.%	Состав 3, мас.%
Огнеупорный наполнитель	85,5	86	87,5
MgSO₄·7H₂O	4,0	4,3	4,5
Маршалит	3,0	3,3	3,5
Вода	5,5	6,0	6,5

В нижеприведенной таблице 2 даны технические характеристики свойств заявляемой стержневой смеси в сравнении с известной смесью. Из представленной таблицы следует, что введение в смесь небольшого количества маршалита, позволяет повысить прочность практически более чем в два раза с сохранением возможности к полной регенерации смеси.

Предлагаемая смесь может использоваться для изготовления литейных стержней в подогреваемых ящиках в условиях различной серийности производства.

Таблица 2
Показатель	Заявляемая смесь с MgSO₄ и маршалитом	Известная смесь с MgSO₄
Прочность на разрыв, МПа	1,6-2,0	0,65-0,85
Прочность на сжатие в сыром состоянии, МПа	0,04	0
Газопроницаемость, ед	120	160
Оптимальная температура отверждения, °C	140-150	140-150
Термостойкость, °C	1100	1100
Количество циклов регенерации после заливки Al-сплавом	неогр.	неогр.

Смесь для изготовления литейных стержней, состоящая из огнеупорного наполнителя в виде кварцевого песка, связующего - MgSO₄·7H₂O и воды, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит маршаллит при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Огнеупорный наполнитель	85,5-87,5
MgSO₄·7H₂O	4,0-4,5
Маршаллит	3,0-3,5
Вода	5,5-6,5

Изобретение относится к области литейного производства. Водный раствор алюмоборфосфатного концентрата подвергают электродиализу при силе тока 0,2…1,5 А, затем смешивают с водным раствором поливинилового спирта в объемном соотношении (2…4):1.

Способ изготовления средства замены бурового долота или сопла // 2498877

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению керамической вставки для формирования в процессе литья в корпусе бурового инструмента полости для установки сменной детали.

Смесь для изготовления литейных форм и стержней // 2495731

Изобретение относится к литейному производству. Смесь содержит шламовый отход производства поливинилхлорида в количестве 97-99 мас.%, содержащий, мас.%: Н2О 50,2; CaSO4·2H2O 12,2; Са(ОН)2 7,2; NaCl 28,2; NaSO4 2,0; NaOH 0,2 и древесные опилки.

Способ получения активированного бентонита // 2489388

Изобретение относится к способу получения активированного бентонита. .

Суспензия для изготовления форм точного литья методом электрофореза // 2488458

Изобретение относится к области литейного производства. .

Способ изготовления комбинированных литейных форм из жидкостекольных самотвердеющих смесей // 2486987

Изобретение относится к литейному производству. .

Гипсовая смесь для изготовления форм точного литья // 2484916

Изобретение относится к литейному производству. .

Суспензия для изготовления форм точного литья методом электрофореза // 2481917

Изобретение относится к области литейного производства. .

Суспензия для изготовления форм точного литья методом электрофореза // 2481172

Изобретение относится к области литейного производства, а именно к форетическим суспензиям, используемым для изготовления керамических форм по удаляемым моделям методом электрофореза.

Клеевая композиция на основе фенольной смолы // 2480308

Изобретение относится к клеевой композиции на основе фенольной смолы и ее использованию для форм и стержней форм. .

Суспензия огнеупорная для оболочковых форм по выплавляемым моделям // 2503520

Изобретение относится к литейному производству. Суспензия включает этилсиликат, спиртовой раствор нитрата алюминия девятиводного, микропорошки электрокорунда, алюминиевый порошок и оксид иттрия при следующем соотношении компонентов, мас.%: этилсиликат 5,0-8,0; спирт этиловый 14,0-17,0; нитрат алюминия девятиводный 1,3-2,0; кислота соляная или азотная 0,06-0,1; поливинилбутираль 0,03-0,09; алюминиевый порошок 3,0-6,0; оксид иттрия 4,0-8,0; микропорошки электрокорунда - остальное. Обеспечивается уменьшение степени взаимодействия керамической формы с металлом отливок. 2 табл.

Дисперсия, суспензия и способ получения формы для точного литья с использованием суспензии // 2504452

Суспензия для получения литейной формы содержит от 50 до 80 мас.% термостойких частиц, средний размер которых составляет от 0,5 до 150 мкм, от 5 до 35 мас.% частиц оксида алюминия, средний диаметр которых составляет менее 300 нм, и от 5 до 35 мас.% воды, pH указанной суспензии составляет от 5 до 12. Суспензию получают путем смешивания водной дисперсии, содержащей частицы оксида алюминия, с термостойкими частицами, средний размер которых составляет от 0,5 до 150 мкм, и, если это необходимо, с добавками. Средний диаметр частиц оксида алюминия в дисперсии составляет менее чем 300 нм в твердом виде, содержание частиц оксида алюминия составляет более чем 15 мас.%, а pH составляет от 5 до 12. С использованием суспензии получают литейную форму для точного литья. Обеспечивается повышение устойчивости суспензии, сокращение времени сушки формы, повышение прочности формы и упрощение ее изготовления. 5 н. и 10 з.п. ф-лы, 4 табл., 5 пр.

Композиции, содержащие определенные металлоцены, и их применение // 2512517

Изобретение относится к огнеупорной композиции для получения литейных форм. Композиция содержит (a) не менее 85 частей по массе огнеупора, (b) 0,5-10 частей по массе связующего и (c) трикарбонил циклопентадиенил марганца, его производные, в количестве от примерно 0,0005 до примерно 4 частей по массе, где части по массе указаны в расчете на 100 частей по массе огнеупорной композиции. Также предложены способы изготовления литейной формы и способ литья металлической детали. Изобретение позволяет изготовить литейные формы с улучшенными экзотермическими свойствами. 4 н. и 9 з.п. ф-лы, 4 табл., 2 пр.

Способ связывания немонолитных оксидных неорганических материалов этерифицированными аминопласт-смолами, отвержденные композиции из этих материалов и этерифицированные аминосмолы // 2516505

Изобретение относится к способу связывания немонолитных оксидных неорганических материалов отверждаемыми композициями, а также к отвержденным композициям, которые могут быть получены указанным способом. Способ заключается в осуществлении контакта неорганических материалов с отверждаемой композицией, содержащей, по меньшей мере, одну отверждаемую этерифицированную карбамидо-формальдегидную смолу, содержащую определенные структурные единицы, с последующим термическим отверждением смолы. Причем количество отверждаемой композиции составляет от 0,5 до 60 мас.% в пересчете на неорганические материалы и отверждение осуществляют при температуре от более 0 до 280°С. Полученные отвержденные композиции обладают улучшенными физико-механическими характеристиками. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 11 табл.

Термостойкая матрица и способ ее получения (варианты) // 2525554

Изобретение относится к оснасткам для получения изделий композиционных материалов способом горячего отверждения. Термостойкая матрица выполнена из смеси портландцемента и расширяющегося цемента, или из смеси портландцемента и напрягающего цемента, причем доля расширяющегося или напрягающего цемента равна «А», где А определяется из соотношения: А=Ку/(Кр+Ку), где: Ку - коэффициент усадки портландцемента, Кр - коэффициент расширения расширяющегося или напрягающего цемента. Матрица содержит арматуру в виде стальной сетки или проволоки, или в виде высокопрочных высокомодульных волокон или пленок. Внутри матрицы имеется один или несколько слоев электропроводящего материала, подключенного к источнику электричества. Изобретение обеспечивает повышение физико-механических свойств изделий, получаемых в матрицах. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 4 пр.

Модифицированные бентониты для современных литейных приложений // 2526336

Изобретение относится к литейному производству. Литейную форму получают путем введения смеси для получения литейной формы в модель, уплотнения смеси для получения литейной формы внутри модели и извлечения литейной формы из модели. Смесь для получения литейной формы содержит формовочный песок и жидкую композицию, содержащую связующее, модификатор и воду. Связующее содержит смектитовую глину. Модификатор содержит карбонат металла или карбонат бора. Карбонатом металла является карбонат кальция магния или металла, выбранного из группы, состоящей из алюминия, кальция, железа, калия, магния, бора, цинка, свинца, меди и их производных. Обеспечивается получение смеси, устойчивой к термической деструкции при повышенных температурах. 5 н. и 15 з.п. ф-лы, 11 табл., 4 пр.

Связующее для литейных форм и стержней // 2528284

Изобретение относится к составам связующих, предназначенных для изготовления литейных форм и стержней теплового отверждения. Связующее изготовлено на основе растительного масла с добавлением анионного ПАВ, выбранного из ряда: натриевые, калиевые, триэтаноламиновые, моноэтаноламиновые, аммиачные соли жирных кислот, таллового масла, соапстока, таллового пека, канифоли, их смеси; и с добавлением неионогенного ПАВ в виде продукта этоксилирования или пропоксилирования алкилфенолов, жирных кислот, жирных спиртов, содержащего в своей структуре 2÷15 этоксилированных или пропоксилированных звеньев. Достигнута высокая стабильность приготовленной из связующего эмульсии, формовочные смеси на основе связующего характеризуются высокими прочностными характеристиками, отсутствует налипание стержневой смеси к оснастке, возможны длительное хранение связующего и его транспортировка при отрицательных температурах. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

Формовочная смесь для изготовления литейных форм и стержней // 2533250

Изобретение относиться к литейному производству. Смесь содержит кварцевый песок 82-85 мас.%, огнеупорную глину или бентонит 5-8 мас.%, 6-8% водный раствор стиромаля 5-8 мас.%, декстрин 2-2,5 мас.% и воду 2-5 мас.%. Достигается обеспечение прочности смеси через 30-40 минут после ее приготовления, повышение качества готового литья и повторно используемого песка из отработанной смеси. 1 з.п. ф-лы, 2 пр.

Огнеупорная уплотнительная смесь // 2549026

Изобретение относится к области литейного производства. Смесь содержит, мас.%: порошковую глину 7-15, воду 2,8-4,2, многоатомный спирт 2,8-4,2 и формовочный песок - остальное. Обеспечивается повышение живучести огнеупорной уплотнительной смеси. 6 з.п. ф-лы., 2 табл.

Наполнитель для литейных формовочных смесей // 2552216

Изобретение относится к литейному производству. Наполнитель содержит в мас.%: хромитовый песок 30-70, дистен-силлиманит 70-30. Используемый хромитовый песок имеет округлую форму. Средний размер зерна дистен-силлиманита составляет от 0,83 до 1,25 от среднего размера зерна хромитового песка. Обеспечивается уменьшение пригарообразования на отливках. 4 з.п. ф-лы, 11 табл.