Способ активации песка
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пп 5388Î9
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23.06.75 (21) 2149937/02 (51) М. Кл. В 22С 5/00 с присоединением заявки №
Государственный комитет (23) Приоритет
Опубликовано 15.12.76. Бюллетень № 46
Дата опубликования описания 06.01,77
Совета Министров СССР
IIo делам изобретений и открытий (53) УДК 621.742.59 (088.8) (72) Авторы изобретения
Ю. П. Васин, В. М. Александров, Б. А. Кулаков, T А. Османов, Г. Г. Цайзер и P. И. Червяков
Челябинский политехнический институт имени Ленинского Комсомола (71) Заявитель (54) СПОСОБ АКТИВАЦИИ ПЕСКА
Изобретение относится к литейному производству и может |применяться для литья как черных, так и цветных металлов.
Известен способ активации смесей, заключающийся в том, что в них вводят силаны, например аминопропил триэтоксилан (1). Однако получаемые при этом смеси имеют ограниченную живучесть.
Наиболее близким к описываемому изобретению по технической. сущности и достигаемому результату является способ активации песков, заключающийся в обработке их химическими веществами, например воланом (21.
Однако указанный способ не позволяет полностью исключать глинистую составляющую песков, а следовательно, не обеспечивает создания необходимых условий для формирования прочности.
Целью изобретения является повышение прочности стержневых и формовочных смесей, блокирование вредного влияния глинистой составляющей и снижение количества вводимых в смесь органических связующих. Это достигается тем, что перед обработкой песка химическим веществом его плакируют 1
3 вес. % водного раствора дигидрофосфата алюминия плотностью 1,25 — 1,43 г/см, обсыпают 1,5 — 7 вес. % мелкозернистого материала, химически активного к водному раствору дигидрофосфата алюминия, и проводят термическую обработку при 185 — 700 С.
В качестве мелкозернистого материала песок обсыпают окислами железа и хрома. Могут быть использованы также окислы магния, марганца, хрома и карбид кремния.
Введение высокодисперсных химически активных материалов оказывает положительное влияние на связующее в процессе формирования прочности за счет увеличения поверхности контакта со связующим материалом, а также каталитического влияния, например, при применении Cr 03, Fe>O> и др.
При термической обработке происходит отверждение пленки дигидрофосфата алюминия
Аl (Н2РО4) 3 на поверхности зерен песка, что приводит к образованию плотного непроницаемого покрытия, которое блокирует вредное влияние глинистой составляющей. В результате отверждения пленки происходит образование прочной связи мелкодисперсных материалов и песка с пленкой дигидрофосфата алюминия.
Способ осуществляют следующим образом.
25 В обычные смесеприготовленные бегуны загружают песок, добавляют 1 — 3 вес. % водного раствора Аl (Н2РО4) 3 плотностью 1,25—
1,43 г/см, и все перемешивают в течение 1
3 мин. В полученную смесь вводят 1,5
538809
Составы, вес. %
Ингредиенты
Основа
Песок
1,5
13
7 вес. /о мелкозернистого материала с размером зерна до 60 мкгл, например Сг Оз, ге Оз, SiC, Рез04 и др. После этого смесь, т. е. песок, покрывают дигидрофосфатом алюминия и мелкозернистым материалом, выгружают из бегунов и нагревают до 150 — 700 С с последующим охлаждением на воздухе.
После термической обработки в результате отверждения пленки смесь рассыпается на отдельные зерна и, таким образом, плакированный песок становится годным для употребления в качестве наполнителя при изготовлении форм и стержней.
Введение мелкозернистого материала с размером зерна более 60 мкм нежелательно, так как дальнейшее увеличение размеров не обеспечивает равномерного распределения его no поверхности зерен песка, огрубляет и уменьшает их наружную поверхность, что препятствует снижению расхода связующих материалов.
Содержание водного раствора дигидрофосфата алюминия выше 3 вес. / приводит к утолщению пленки, что может вызвать спекание зерен песка в конгломерат, и при содержании менее 1 вес. /в пленка оказывается очень тонкой и практически не связывает мелкодисперсное покрытие с поверхностью песка.
Плотность водного раствора дигидрофосфата алюминия 1,25 — 1,43 г/см обеспечивает наилучшее растекание и смачивание на подигидрофосфат алюминия (.(1,25 г/смз)
Окись хрома
Смола ПК 104
Прочность образцов иа разрыв при температуре термообработки ЗОО С в течение 45 мии, кгс/см
Обработка формовочных песков описываемым способом позволяет полностью блокировать вредное влияние глинистой составляющей, снизить расход связующих материалов, повысить их удельную прочность при изготовлении форм и стержней и улучшить условия труда.
Формула изобретения
1. Способ активации песка, используемого преимущественно для стержневых и формовочных смесей, включающий обработку его химическим веществом и последующую термическую обработку, отличающийся тем, что, с целью повышения проч ности стержверхности зерен песка. Увеличение плотности приводит K затрудненному и неравномерному распределению раствора в массе песка, а снижение — к потере прочностных свойств.
Увеличение содержания вводимого мелкозернистого материала свыше 7 вес. /о обусловливает дополнительный повышенный расход дигидрофосфата алюминия и соответственно спекание материала. Кроме того, увеличение содержания мелкозернистого материала свыше 7 /о не обеспечивает заметного повышения прочности форм и стержней. Снижение содержания вводимого мелкозернистого материала ниже 1,5 вес. приводит к недостаточному покрытию поверхности зерен песка и не обеспечивает достижения необходимой величины наружной поверхности зерен песка, позволяющей повысить удельную прочность связующих материалов.
Термообработку песка, покрытого дигидрофосфатом и мелкозернистым материалом, осуществляют при 150 — 700 С. При температурах ниже 150 С процесс отверждения идет очень медленно, а повышение температуры
25 выше 700 С не вызывает заметного увеличения прочности пленки и ее сцепления с песком и мелкозернистым материалом.
Сравнительные характеристики песков, акЗО тивированных известньвм способом (состав
4) и предлагаемым (составы 1 — 3), приведены в таблице. невых и формовочных смесей, блокирования вредного влияния глинистой составляющей и снижения количества вводимых в смесь органических связующих, перед обработкой песка химическим веществом его плакир уют
1 — 3 вес. водного раствора дигидрофосфата алюминия плотностью 1,25 — 1,43 г/см, об40 сыпают 1,5 — 7 вес. /в мелкозернистого материала, химически активного к водному растводу дигидрофосфата алюминия, и проводят термическую обработку при 185 — 700 С.
2. Способ по п. 1, отлич а ющий ся тем, что в качестве мелкозернистого материала пе сок обсыпают окислами железа.
3. Способ по п. 1, отлич ающи и ся тем, 538809
Составитель Г. Пугачева
Техред М. Семенов
Корректор Л. Брахнина
Редактор Н, Корченко
Заказ 2821/6 Изд. № 1862 Тираж 1003 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, 7К-35, Раушская, наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2 что в качестве мелкозернистого материала песок обсыпают окислами хрома.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:
1. РЖ «Технология машиностроения», 1969, М 9, 9Г180П.
2. Авт. св. № 3666915, М. Кл. В 22С 5/00, 1970 (прототип).
