RU2292980C2

RU2292980C2 - Sand for making casting molds and cores

Info

Publication number: RU2292980C2
Application number: RU2004137563/02A
Authority: RU
Inventors: Виктор Иванович Якимов (RU); Виктор Иванович Якимов; Виктор Викторович Петров (RU); Виктор Викторович Петров; Эдуард Анатольевич Дмитриев (RU); Эдуард Анатольевич Дмитриев; Борис Николаевич Марьин (RU); Борис Николаевич Марьин; Владимир Петрович Паниван (RU); Владимир Петрович Паниван; Юрий Леонидович Иванов (RU); Юрий Леонидович Иванов; Антон Викторович Якимов (RU); Антон Викторович Якимов; Виктор Владимирович Зелинский (RU); Виктор Владимирович Зелинский; Наталь Васильевна Сузько (RU); Наталья Васильевна Сузько
Priority date: 2004-12-22
Filing date: 2004-12-22
Publication date: 2007-02-10
Also published as: RU2004137563A

Abstract

FIELD: foundry, namely manufacture of casting molds and cores.

SUBSTANCE: sand contains liquid glass, caustic soda, quartz sand and solution with density 1.2 - 1.3 g/cm³ of polystyrene in toluene at next relation of components, mass %: liquid glass, 4 - 5; caustic soda, 0.4 - 0.6; solution with density 1.2 - 1.3 g/cm³ of polystyrene in toluene, 1 - 2; quartz sand, 92.4 - 94.6.

EFFECT: improved technological properties of sand.

1 tbl

Description

Изобретение относится к литейному производству, в частности изготовлению литейных форм и стержней.The invention relates to foundry, in particular the manufacture of foundry molds and cores.

Известна жидкостекольная стержневая смесь (а.с. СССР №607637, МКИ В 22 С 1/100), 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.Known liquid glass core mixture (AS USSR No. 607637, MKI B 22 With 1/100) containing bauxite, water glass, caustic soda, sulfide-alcohol stillage (technical lignosulfonate technical) 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 - with the introduction of lignosulfonate, the humidity 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 назначению и достигаемому результату является смесь по патенту RU №2167021, который принят за прототип. Данная смесь содержит, мас.%: жидкое стекло - 5-7, едкий натр (10%-ный водный раствор) - 0,5-1,0; гидролизную смолу (побочный продукт от сернокислого гидролиза лигносодержащего сырья) - от более 1,2 до 2,0. Эта смесь имеет недостаточно высокую прочность в отвержденном состоянии, низкую прочность в исходном (сыром состоянии) и к тому же неудовлетворительную выбиваемость.The closest to the intended purpose and the achieved result is a mixture according to patent RU No. 2167021, which is adopted as a prototype. This mixture contains, wt.%: Liquid glass - 5-7, sodium hydroxide (10% aqueous solution) - 0.5-1.0; hydrolysis resin (a by-product from sulphate hydrolysis of lignin-containing raw materials) - from more than 1.2 to 2.0. This mixture has insufficiently high strength in the cured state, low strength in the initial (wet state) and, moreover, unsatisfactory knockability.

Задачей изобретения является улучшение технологических свойств смеси для изготовления литейных форм и стержней.The objective of the invention is to improve the technological properties of the mixture for the manufacture of foundry molds and cores.

Технический результат, достигаемый заявляемой смесью заключается в повышении прочности смеси в сыром и отвержденном состоянии, улучшении выбиваемости смеси после получения отливки, а также в уменьшении влажности приготовленной смеси, за счет того, что в смесь не вводится водосодержащий компонент - лигносодержащее сырье, что приводит к сокращению времени сушки стержней.The technical result achieved by the inventive mixture is to increase the strength of the mixture in a wet and cured state, to improve the knockability of the mixture after casting, as well as to reduce the moisture content of the prepared mixture, due to the fact that the aqueous component is not introduced into the mixture - lignin-containing raw materials, which leads to reduce drying time of the rods.

Указанный технический результат достигается за счет того, что смесь для изготовления литейных форм и стержней, содержащая жидкое стекло, едкий натр и кварцевый песок, дополнительно содержит раствор плотностью 1,2-1,3 г/см³ полистирола в толуоле при следующем соотношении компонентов, мас.%:The specified technical result is achieved due to the fact that the mixture for the manufacture of molds and cores containing liquid glass, caustic soda and quartz sand, additionally contains a solution with a density of 1.2-1.3 g / cm ³ polystyrene in toluene in the following ratio of components, wt.%:

жидкое стеклоliquid glass 4-54-5 едкий натрsodium hydroxide 0,4-0,60.4-0.6 раствор плотностью 1,2-1,3 г/см³ полистирола в толуолеa solution with a density of 1.2-1.3 g / cm ³ polystyrene in toluene 1-21-2 кварцевый песокquartz sand 92,4-94,6.92.4-94.6.

Введение в смесь раствора плотностью менее чем 1,2 г/см³ полистирола в толуоле приводит к увеличению содержания толуола в смеси, что значительно снижает прочность смеси в сыром состоянии. Так, введение в смесь песка с жидким стеклом и едким натром, раствора полистирола плотностью 1,0 г/см³ в количестве 2 мас.% привело к падению прочности смеси в сыром состоянии до 0,05-0,07 МПа. Увеличение плотности раствора полистирола в толуоле более 1,3 г/см³ приводит к необходимости значительно увеличить время окончательного перемешивания смеси с целью получения однородной связующей эмульсии жидкое стекло - раствор полистирола. К тому же более концентрированный раствор полистирола повышает сырую прочность смеси выше оптимальной, что ухудшает формуемость смеси.The introduction into the mixture of a solution with a density of less than 1.2 g / cm ³ polystyrene in toluene leads to an increase in the toluene content in the mixture, which significantly reduces the strength of the mixture in the wet state. So, the introduction of a mixture of sand with water glass and sodium hydroxide, a solution of polystyrene with a density of 1.0 g / cm ³ in an amount of 2 wt.% Led to a decrease in the strength of the mixture in the wet state to 0.05-0.07 MPa. The increase in the density of the solution of polystyrene in toluene more than 1.3 g / cm ³ leads to the need to significantly increase the time of final mixing of the mixture in order to obtain a homogeneous binder emulsion liquid glass - a solution of polystyrene. In addition, a more concentrated polystyrene solution increases the wet strength of the mixture above the optimum, which affects the formability of the mixture.

Экспериментально установлено и оптимальное содержание раствора плотностью 1,2-1,3 г/см³ полистирола в толуоле в смеси. Введение в смесь менее 1 мас.% раствора полистирола нецелесообразно в связи с незначительным ростом прочности смеси в сыром и в высушенном состоянии.The optimum content of the solution with a density of 1.2-1.3 g / cm ³ polystyrene in toluene in the mixture was experimentally established. The introduction of a mixture of less than 1 wt.% A solution of polystyrene is impractical due to a slight increase in the strength of the mixture in raw and dried state.

Смесь готовят в смешивающих бегунах. Загрузку компонентов производят в следующей последовательности. Огнеупорный наполнитель (сухой кварцевый песок) и едкий натр перемешивают в течение 1-1,5 мин. После чего в смесь добавляют жидкое стекло и перемешивают в течение 1,5-2 мин. В последнюю очередь добавляют заранее приготовленный раствор плотностью 1,2-1,3 г/см³ полистирола в толуоле и перемешивают еще в течение 1-1,5 мин. Именно такой порядок ввода компонентов смеси приведет к образованию в смеси связующей эмульсии жидкое стекло - раствор полистирола. Полученная таким образом в смеси связующая эмульсия придает смеси достаточную технологическую прочность в сыром состоянии и высокую прочность в высушенном состоянии, а после заливки за счет выгорания полистирола гель ортокремневой кислоты (образованной при полимеризации жидкого стекла) разрушается, что обеспечивает легкую выбивку отливок из заявляемой смеси.The mixture is prepared in mixing runners. Download components in the following sequence. Refractory filler (dry quartz sand) and sodium hydroxide are mixed for 1-1.5 minutes. Then, liquid glass is added to the mixture and stirred for 1.5-2 minutes. Lastly, a pre-prepared solution with a density of 1.2-1.3 g / cm ³ polystyrene in toluene is added and mixed for another 1-1.5 minutes. It is precisely this order of introducing the components of the mixture that will lead to the formation of a liquid glass - polystyrene solution in the binder emulsion mixture. The binder emulsion thus obtained in the mixture gives the mixture sufficient technological strength in the wet state and high strength in the dried state, and after pouring due to burnout of polystyrene, the orthosilicic acid gel (formed during the polymerization of liquid glass) is destroyed, which ensures easy knocking out of the inventive mixture.

В нижеприведенной таблице даны технические характеристики свойств прототипа и предлагаемого технического решения.The table below shows the technical characteristics of the properties of the prototype and the proposed technical solution.

ТаблицаTable ПоказательIndicator Смесь с использованием в качестве добавки лигносульфоната техническогоMixture using technical lignosulfonate as an additive Смесь с добавкой раствора полистирола в толуолеA mixture with the addition of a solution of polystyrene in toluene Влажность, %Humidity% 2,65-3,82.65-3.8 2,53-2,852.53-2.85 Газопроницаемость (ед)Gas permeability (units) 226-275226-275 231-282231-282 Прочность, МПа:Strength, MPa: - на сжатие в сыром состоянии- wet compression 0,05-0,0630.05-0.063 0,11-0250.11-025 - на разрыв после сушки- to break after drying 2,6-32.6-3 2,8-42.8-4 Осыпаемость, %Shedding,% 0,35-0,50.35-0.5 0,4-0,60.4-0.6 ВыбиваемостьKnockout хорошаяgood хорошаяgood Поверхность отливкиSurface casting без пригараno burn без пригараno burn

Как видно из таблицы, смесь с добавкой раствора полистирола в толуоле обладает меньшей влажностью, более высокой газопроницаемостью и прочностью в сыром и высушенном состоянии по сравнению с прототипом. Увеличение прочности смеси в высушенном состоянии не сказывается на ухудшении выбиваемости смеси.As can be seen from the table, the mixture with the addition of a solution of polystyrene in toluene has less moisture, higher gas permeability and strength in the wet and dried state compared to the prototype. An increase in the strength of the mixture in the dried state does not affect the deterioration of the knockability of the mixture.

Claims

A mixture for the manufacture of foundry molds and cores containing liquid glass, caustic soda and quartz sand, characterized in that it further comprises a solution of polystyrene in toluene with a density of 1.2-1.3 g / cm ³ in the following ratio of components, wt.%. :

Liquid glass 4-5 Sodium hydroxide 0.4-0.6 A solution of polystyrene in toluene with a density of 1.2-1.3 g / cm ³ 1-2 Quartz sand 92.4-94.6