RU2703637C1 - Mixture for making molds and rods - Google Patents
Mixture for making molds and rods Download PDFInfo
- Publication number
- RU2703637C1 RU2703637C1 RU2019106201A RU2019106201A RU2703637C1 RU 2703637 C1 RU2703637 C1 RU 2703637C1 RU 2019106201 A RU2019106201 A RU 2019106201A RU 2019106201 A RU2019106201 A RU 2019106201A RU 2703637 C1 RU2703637 C1 RU 2703637C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mixture
- liquid
- glass
- liquid glass
- zinc
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C1/00—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mold Materials And Core Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к литейному производству, в частности к изготовлению литейных форм и стержней из песчано-жидкостекольных смесей, отверждаемых тепловой сушкой.The invention relates to foundry, in particular to the manufacture of foundry molds and cores from sand-liquid glass mixtures, heat-cured.
Песчано-жидкостекольные смеси широко применяются в литейном производстве при изготовлении форм и стержней. Их существенными недостатками являются низкие выбиваемость и регенерируемость вследствие повышенной спекаемости жидкого стекла с формовочным песком и сложностей рециклинга отработанных смесей в связи с тем, что в приготовляемых смесях накапливается содержание оксида натрия Na2O, который снижает огнеупорность смесей.Sand-liquid glass mixtures are widely used in foundry in the manufacture of molds and cores. Their significant disadvantages are low knockability and regenerability due to the increased sintering ability of water glass with molding sand and the difficulties of recycling used mixtures due to the fact that the content of sodium oxide Na 2 O accumulates in the prepared mixtures, which reduces the refractoriness of the mixtures.
Наиболее доступный и распространенный способ влияния на остаточную прочность жидкостекольных смесей - модифицирование жидкого стекла и введение различных добавок в состав смеси. В литейном производстве для улучшения выбиваемости жидкостекольных смесей часто используются неорганические добавки. Они обладают рядом преимуществ по сравнению с органическими: экономичностью и нетоксичностью, эффективностью воздействия, возможностью применения в широком интервале температур, что значительно расширяет область их применения.The most affordable and common way to influence the residual strength of liquid glass mixtures is to modify liquid glass and introduce various additives into the mixture. In foundry, inorganic additives are often used to improve the knockability of liquid glass mixtures. They have a number of advantages compared to organic ones: cost-effectiveness and non-toxicity, impact efficiency, the possibility of application in a wide temperature range, which significantly expands the scope of their application.
Известна смесь на основе жидкостекольного связующего 4-5%, едкого натра 0,9-1,1%, каолина 3,5-4,5%, прокаленного при 630-770°C, огнеупорного наполнителя на основе диоксида кремния[1]. Недостатком этой смеси является низкое значение прочности на сжатие, что отрицательно сказывается на качестве литейной формы.A known mixture based on a liquid glass binder of 4-5%, caustic soda 0.9-1.1%, kaolin 3.5-4.5%, calcined at 630-770 ° C, a refractory filler based on silicon dioxide [1]. The disadvantage of this mixture is the low value of compressive strength, which negatively affects the quality of the mold.
Также известна жидкостекольная стержневая смесь [2], содержащая боксит, жидкое стекло, едкий натр, сульфидно-спиртовую барду (лигносульфонат технический) и кварцевый песок. Лигносульфонат технический введен в жидкостекольную смесь для улучшения выбиваемости смеси после заливки в нее жидкого металла, однако смесь с добавкой лигносульфоната имеет значительный недостаток - при введении лигносульфоната несколько повышается влажность жидкостекольной смеси и уменьшается ее прочность в отвержденном состоянии. Данный недостаток не позволяет повысить содержание лигносульфоната технического в жидкостекольной смеси более чем на 1,5% и тем самым еще более улучшить выбиваемость смеси, что очень важно при изготовлении сложных стержней, формирующих труднодоступные полости в отливках.Also known is a liquid glass core mixture [2] containing bauxite, liquid glass, caustic soda, sulfide-alcohol stillage (technical lignosulfonate) and quartz sand. Technical lignosulfonate is introduced into the liquid-glass mixture to improve the knockability of the mixture after pouring liquid metal into it, however, the mixture with the addition of lignosulfonate has a significant drawback - when the lignosulfonate is added, the moisture of the liquid-glass mixture slightly increases and its strength in the cured state decreases. This drawback does not allow to increase the technical lignosulfonate content in the liquid glass mixture by more than 1.5% and thereby further improve the knockability of the mixture, which is very important in the manufacture of complex rods forming hard-to-reach cavities in castings.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является смесь для изготовления литейных форм и стержней[3], включающая: жидкое стекло; едкий натр (10% водный раствор); гидролизная смола (побочный продукт от сернокислотного лигниносодержащего сырья); огнеупорный наполнитель - остальное, при следующих соотношениях ингредиентов, мас. %:The closest in technical essence and the achieved effect is a mixture for the manufacture of foundry molds and cores [3], including: liquid glass; caustic soda (10% aqueous solution); hydrolysis resin (a by-product from sulfuric acid lignin-containing raw materials); refractory filler - the rest, with the following ratios of ingredients, wt. %:
Гидролизная смола - побочный продукт сернокислотного гидролиза лигнинсодержащего сырья. В связи с дефицитностью лигнинсодержащего сырья в некоторых регионах, гидролизная смола имеет ограниченную доступность. Также недостатком прототипа является низкая прочность в отвержденном состоянии.Hydrolysis resin is a by-product of sulfuric acid hydrolysis of lignin-containing raw materials. Due to the scarcity of lignin-containing raw materials in some regions, hydrolysis resin has limited availability. Also a disadvantage of the prototype is the low strength in the cured state.
Задачей изобретения является создание песчано-жидкостекольной смеси теплового отверждения, которая обеспечивала бы улучшенную выбиваемость при сохранении технологических характеристик смеси на требуемом уровне.The objective of the invention is to create a sand-liquid glass mixture of thermal curing, which would provide improved knockout while maintaining the technological characteristics of the mixture at the required level.
Техническое решение достигается тем, что смесь для изготовления литейных форм и стержней, включающая в качестве связующего жидкое стекло, огнеупорный наполнитель, согласно изобретению дополнительно содержит технологическую добавку - жидкий отход химической очистки оцинкованной стальной обрези от цинкового покрытия в виде водного раствора хлорида цинка, при следующих соотношениях компонентов, % мас:The technical solution is achieved by the fact that the mixture for the manufacture of foundry molds and cores, including liquid glass as a binder, a refractory filler, according to the invention further comprises a technological additive - liquid waste chemical cleaning galvanized steel trim from zinc coating in the form of an aqueous solution of zinc chloride, with the following ratios of components,% wt:
Сущность изобретения состоит в следующем.The invention consists in the following.
В ходе изготовления литейной формы или стержня песчано-жидкостекольная смесь, содержащая указанную технологическую добавку, подвергается нагреву до 200-250°C.During the manufacture of the mold or core, the sand-liquid glass mixture containing the specified technological additive is heated to 200-250 ° C.
Обычно песчано-жидкостекольная смесь содержит 4-6% мас, жидкого стекла [4].Usually a sand-liquid glass mixture contains 4-6% wt, water glass [4].
Технологическая добавка - жидкий отход химической очистки оцинкованной стальной обрези от цинкового покрытия представляет собой 11,5%-ный водный раствор хлорида цинка. Оцинкованная стальная обрезь в большом количестве образуется на предприятиях автомобилестроения.Technological additive - liquid waste of chemical cleaning of galvanized steel trim from zinc coating is an 11.5% aqueous solution of zinc chloride. Galvanized steel trim in large quantities is formed at the automotive enterprises.
Вначале при нагреве до 100°C происходит дегидратация водного раствора хлорида цинка. Одновременно раствор гидролизуется, выделяя гидрооксид цинка Zn(OH)2 [5]. На следующей стадии нагрева при температуре 125°C происходит разложение гидроксида цинка с улетучиванием химически связанной воды в виде пара Zn(OH)2=ZnO+Н2О (пар).Initially, when heated to 100 ° C, dehydration of an aqueous solution of zinc chloride occurs. At the same time, the solution is hydrolyzed, releasing zinc hydroxide Zn (OH) 2 [5]. In the next stage of heating at a temperature of 125 ° C, zinc hydroxide decomposes with the evaporation of chemically bound water in the form of vapor Zn (OH) 2 = ZnO + Н 2 О (steam).
При дальнейшем росте температуры, как в ходе изготовления литейной формы или стержня, так и контакте с заливаемым в форму металлическим расплавом, получившаяся окись цинка ZnO вступает в химическую реакцию с силикатами натрия, содержащимися в жидком стекле, образуя тугоплавкие комплексные соединения, способствуя формированию прочности материала формы или стержня и параллельно снижая количество жидкого стекла в смеси. Последнее обстоятельство играет решающую роль для улучшения выбиваемости жидкостекольной смеси.With a further increase in temperature, both during the manufacture of the mold or core, and in contact with the molten metal being poured into the mold, the resulting ZnO zinc oxide reacts with sodium silicates contained in the liquid glass, forming refractory complex compounds, contributing to the formation of material strength shape or rod and at the same time reducing the amount of water glass in the mixture. The latter circumstance plays a decisive role in improving the knockability of a liquid-glass mixture.
Это связано с тем, что жидкое стекло обладает высокой адгезией к традиционному материалу огнеупорного наполнителя смеси - кварцу, и, как следствие, разрушение затвердевшей жидкостекольной смеси идет по когезионному механизму. При этом прочность изделия из такой смеси напрямую зависит от количества введенного в нее связующего: чем меньше жидкого стекла содержится в смеси, тем легче выбивка форм и стержней [6].This is due to the fact that liquid glass has high adhesion to the traditional material of the refractory filler of the mixture - quartz, and, as a result, the destruction of the hardened liquid-glass mixture proceeds by the cohesive mechanism. Moreover, the strength of the product from such a mixture directly depends on the amount of binder introduced into it: the less liquid glass is contained in the mixture, the easier the knocking out of molds and rods [6].
Пример реализации изобретения.An example implementation of the invention.
Для приготовления смеси использовали в качестве связующего - натриевое жидкое стекло ГОСТ 13078-81 с модулем 2,6 плотностью 1,47 г/см3, в качестве огнеупорного наполнителя - сухой кварцевый песок марки 2К02 - ГОСТ 2138-84.To prepare the mixture, sodium liquid glass GOST 13078-81 with a module of 2.6 with a density of 1.47 g / cm 3 was used as a binder, and dry quartz sand of grade 2K02 - GOST 2138-84 as a refractory filler.
Смесь приготавливают следующим образом.The mixture is prepared as follows.
В смешивающие бегуны загружают кварцевый песок и технологическую добавку, смесь перемешивают в течение 3-5 минут. Затем добавляют жидкое стекло и перемешивание проводят еще 4-5 минут до получения однородной массы, после чего смесь готова к формовке.Quartz sand and technological additive are loaded into the mixing runners, the mixture is stirred for 3-5 minutes. Then liquid glass is added and mixing is carried out for another 4-5 minutes until a homogeneous mass is obtained, after which the mixture is ready for molding.
Содержание технологической добавки варьировалось в пределах от 2,0 до 7,0 с шагом 1,0% масс. Из смеси каждого варианта изготавливались образцы для контроля прочности на сжатие в сыром состоянии, прочности после сушки и продувки углекислым газом и газопроницаемости.The content of technological additives ranged from 2.0 to 7.0 in increments of 1.0% of the mass. Samples were made from the mixture of each variant to control the compressive strength in the wet state, the strength after drying and blowing with carbon dioxide, and gas permeability.
Прочность образцов в сыром состоянии и после сушки определяли на аппарате для исследования прочности формовочных и стержневых масс CentrozapLRU. Газопроницаемость образцов определяли с помощью аппарата для исследования проницаемости формовочных масс CentrozapLPiR. Выбиваемость смеси определяли с помощью лабораторного копра модели CentrozapLU-1.The strength of the samples in the wet state and after drying was determined on an apparatus for studying the strength of the molding and core masses of CentrozapLRU. The gas permeability of the samples was determined using an apparatus for studying the permeability of the molding materials CentrozapLPiR. The knockability of the mixture was determined using a CentrozapLU-1 laboratory copra model.
Из смеси каждого варианта изготавливались стержни-пробы в виде цилиндров размерами диаметр - 50 мм, высота 50 мм.Samples rods in the form of cylinders with a diameter of 50 mm and a height of 50 mm were made from a mixture of each variant.
Стержни-пробы устанавливались в опытную форму, которая заливалась серым чугуном при температуре 1300-1320°С. После заливки формы выдерживались до полного охлаждения отливок, затем стержни-пробы выбивались из отливок на лабораторном копре. Выбиваемость определялась по числу ударов копра.Sample rods were installed in the experimental form, which was filled with gray cast iron at a temperature of 1300-1320 ° C. After pouring, the molds were kept until the castings were completely cooled, then the sample rods were knocked out of the castings on a laboratory head. Knockout was determined by the number of strokes of the copra.
Составы испытанных смесей даны в таблице 1, результаты представлены в таблице 2.The compositions of the tested mixtures are given in table 1, the results are presented in table 2.
Из таблицы 2 видно, что при содержании в смеси технологической добавки в количестве, меньшим 3,0% масс, сильно снижается выбиваемость смеси. В свою очередь, содержание технологической добавки выше уровня в 6,0% масс, ведет к существенному снижению прочности в сыром состоянии и недостаточной газопроницаемости смеси.From table 2 it is seen that when the content in the mixture of technological additives in an amount less than 3.0% of the mass, knockout of the mixture is greatly reduced. In turn, the content of the technological additive above the level of 6.0% of the mass leads to a significant decrease in strength in the wet state and insufficient gas permeability of the mixture.
Очевидно, что смесь с содержанием технологической добавки в пределах 3,0-6,0% масс. в сравнении с прототипом обеспечивает улучшенную выбиваемость при сопоставимых прочностных характеристиках.It is obvious that the mixture with the content of technological additives in the range of 3.0-6.0% of the mass. in comparison with the prototype provides improved knockability with comparable strength characteristics.
Промышленная применимость изобретения.Industrial applicability of the invention.
Жидкостекольная смесь может быть применена в литейном производстве для изготовления литейных форм и стержней при получении литых изделий из чугуна, стали и цветных металлов.The liquid-glass mixture can be used in foundry for the manufacture of foundry molds and cores for the production of cast products from cast iron, steel and non-ferrous metals.
Цитируемые источники:Quoted sources:
1. Авторское свидетельство СССР 1369848, МКИВ 22 С 1/18. Смесь для изготовления литейных форм и стержней. И.А. Микей, С.А. Флейтман, О.И. Смолькова, Р.И. Мирюк.1. USSR author's certificate 1369848, MKIV 22 C 1/18. Mix for the manufacture of molds and cores. I.A. Mikey, S.A. Fleitman, O.I. Smolkova, R.I. Miryuk.
2. Авторское свидетельство СССР 607637, МКИ В22С 1/100. Жидкостекольная стержневая смесь. Н.В. Ветошкин, А.И. Овсянников, С.И. Борц, Л.М. Камай, А.А. Егоров.2. USSR copyright certificate 607637, MKI B22C 1/100. Liquid glass core mixture. N.V. Vetoshkin, A.I. Ovsyannikov, S.I. Borts, L.M. Kamai, A.A. Egorov.
3. RU 2167021. Смесь для изготовления литейных форм и стержней. Горелов Р.Н., Дурнев В.А., Кистенева Н.В., Пальченков Ю.Д., Спасский В.В.3. RU 2167021. Mixture for the manufacture of foundry molds and cores. Gorelov R.N., Durnev V.A., Kisteneva N.V., Palchenkov Yu.D., Spassky V.V.
4. Жуковский, С.С. Формовочные материалы и технология литейной формы [Текст]: справочник / С.С. Жуковский, Г.А. Аниеович, Н.И. Давидов и др.; под общ. ред. С.С. Жуковского. - М.: Машиностроение, 1993.4. Zhukovsky, S.S. Molding materials and mold technology [Text]: reference book / S.S. Zhukovsky, G.A. Anieovich, N.I. Davidov et al .; under the general. ed. S.S. Zhukovsky. - M.: Mechanical Engineering, 1993.
5. Гринвуд Н., Эрншо А. Химия элементов. - Т. 2. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний. 2008. 666 с.5. Greenwood N., Earnshaw A. Chemistry of elements. - T. 2. - M .: BINOM. Knowledge laboratory. 2008.666 p.
6. Лясс A.M. Быстротвердеющие формовочные смеси. - М.: Машиностроение, 1965. - 332 c.6. Lyass A.M. Fast hardening molding sand. - M.: Mechanical Engineering, 1965. - 332 p.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019106201A RU2703637C1 (en) | 2019-03-05 | 2019-03-05 | Mixture for making molds and rods |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019106201A RU2703637C1 (en) | 2019-03-05 | 2019-03-05 | Mixture for making molds and rods |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2703637C1 true RU2703637C1 (en) | 2019-10-22 |
Family
ID=68318164
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019106201A RU2703637C1 (en) | 2019-03-05 | 2019-03-05 | Mixture for making molds and rods |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2703637C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU607637A1 (en) * | 1976-06-15 | 1978-05-25 | Проектно-Конструкторский Технологический Институт Всесоюзного Промышленного Объединения Угольного Машиностроения | Water-glass core sand |
| SU1369848A1 (en) * | 1986-03-11 | 1988-01-30 | Специальное Проектно-Конструкторское И Технологическое Бюро По Промышленным Электровозам Днепропетровского Электровозостроительного Завода | Sand for making moulds and cores |
| SU1685586A1 (en) * | 1989-08-14 | 1991-10-23 | Б.С.Линецкий, В.С.Белогуб, Ю.В.Кудр шов.Л.Г.Л ликова.О.А.Л хов, И.Э.Плечкин, В.С.Шарпаков, Ю.В.Мельник и Г.Б.Шамес | Moulding sand |
| RU2167021C2 (en) * | 1997-06-17 | 2001-05-20 | Пензенский государственный технический университет | Mixture for manufacture of casting molds and cores |
-
2019
- 2019-03-05 RU RU2019106201A patent/RU2703637C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU607637A1 (en) * | 1976-06-15 | 1978-05-25 | Проектно-Конструкторский Технологический Институт Всесоюзного Промышленного Объединения Угольного Машиностроения | Water-glass core sand |
| SU1369848A1 (en) * | 1986-03-11 | 1988-01-30 | Специальное Проектно-Конструкторское И Технологическое Бюро По Промышленным Электровозам Днепропетровского Электровозостроительного Завода | Sand for making moulds and cores |
| SU1685586A1 (en) * | 1989-08-14 | 1991-10-23 | Б.С.Линецкий, В.С.Белогуб, Ю.В.Кудр шов.Л.Г.Л ликова.О.А.Л хов, И.Э.Плечкин, В.С.Шарпаков, Ю.В.Мельник и Г.Б.Шамес | Moulding sand |
| RU2167021C2 (en) * | 1997-06-17 | 2001-05-20 | Пензенский государственный технический университет | Mixture for manufacture of casting molds and cores |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105964891B (en) | A kind of phosphate inorganic adhesive sand with high fluidity and preparation method thereof | |
| RU2703637C1 (en) | Mixture for making molds and rods | |
| US3725090A (en) | Method of preparing a liquid mixture for the production of foundry cores and moulds | |
| US2753608A (en) | Non-reactive gypsum plaster mold and method of casting therein | |
| RU2445185C1 (en) | Mix for making casting cores and moulds | |
| RU2670115C1 (en) | Binder for manufacture of ceramic forms used for casting of heat-resistant alloys by welded models, and method for manufacture of ceramic forms binder for manufacture of used for casting of heat-resistant alloys by welded models | |
| RU2385782C1 (en) | Mix for manufacturing of shapes and rods in precision casting and method of its manufacturing | |
| CN110950586A (en) | Concrete aerated block and preparation method thereof | |
| US4006027A (en) | Process for producing foundry mounds and cores | |
| CN110922146A (en) | Aerated concrete block and preparation method thereof | |
| RU2688322C1 (en) | Glass-cubes mixture for making molds and rods and method for its preparation | |
| SU1069922A1 (en) | Mix for preparing moulds and cores | |
| RU2405648C1 (en) | Mix to produce casting moulds and cores | |
| RU2793659C1 (en) | Mixture for making moulds and cores | |
| RU2167021C2 (en) | Mixture for manufacture of casting molds and cores | |
| SU1766575A1 (en) | Self-hardening sand for mould and rod producing | |
| SU906640A1 (en) | Self-hardenable mixture for producing casting moulds and cores at casting chemically active metals | |
| SU707033A1 (en) | Binder for mold and core sands | |
| SU1618493A1 (en) | Sand for making moulds | |
| SU1074653A1 (en) | Cold-hardening mix for making moulds and cores | |
| SU1013081A1 (en) | Liquid self-hardenable mixture for making casting moulds and cores | |
| JPS6319469B2 (en) | ||
| SU1423253A1 (en) | Sand for making moulds and cores hardened with hot drying | |
| RU1789319C (en) | Sand for making casting molds and cores | |
| SU1766579A1 (en) | Composition of anti-sticking sand for casting mould and rod |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210306 |