песок и жидкое стекло форма для отливки
eaquilla
eaquillaДневник воина Света
Бог един, путей к нему тысячи, но все идут через сердце
Как сделать искусственный песчаник своими руками
Как сделать искусственный песчаник своими руками
Что бы сделать искусственный песчаник необходимы песок, жидкое стекло и соль. Ничего сложного в процессе нет. Старая, но малоизвестная технология. Почему я решил опубликовать эту статью?
История
Как то в беседе зашла речь о строительных материалах, которые, для удешевления строительства можно сделать самому. Мы стали перечислять виды подобных материалов, от обычной соломы, до глинобитной технологии. Жаркий спор развернулся вокруг преимуществ и недостатков подобных материалов: качество – ниже среднего, пожароопасность в случае нарушения технологии, дефицитность (оказывается, что и солома может быть в дефиците), трудоемкость производства подобных материалов и технологий, потери времени, необходимость длительной просушки строений, защите их от атмосферных осадков и дополнительной постоянной вентиляции стен, теплопроводность и т.д. Я, по профессии не строитель, в конце угасающего спора, задал вопрос: «А что вы знаете про искусственный песчаник?» Тема оказалась неизвестной, но время уже за полночь и посоветовал, кому интересно поискать информацию в Интернете. Но не тут-то было!
Технология искусственного песчаника
Речь пойдет о способе изготовления искусственного песчаника без цемента, в полевых условиях, без последующего обжига, с минимальными затратами денег на сырье и времени. Что нам потребуется? Из сырья:
Весь процесс в общих чертах
Песок, глина и жидкое стекло перемешиваются до однородной массы, затем формуется будущее изделие в формах и сразу помещается в ванну с раствором соли. Максимум 3 дня мокнет в ней и изделие готово!
подробно описывать не буду, кому интересно – Google в помощь! А своими словами: ионы двухвалентного кальция из раствора соли замещают собой ионы натрия из жидкого стекла, из-за чего это самое жидкое стекло превращается в быстротвердеющий гель, связывающий в монолит всю массу. В свою очередь, ионы натрия вынуждены уходить в водный раствор, превращаясь в хлорид натрия.
Как видите, весь процесс проходит в два этапа:
Не следует их объединять в один процесс: не успеете промешать всю массу, как она окаменеет!
Не обессудьте, восстанавливаю по памяти!
Песок : глина : жидкое стекло — 10 : 1 : 3(4).
Жидкое стекло обычно продается (в оптовых партиях) концентрированным, поэтому его можно развести водой пополам, но лучше 1 : 1/3(вода).
Хлористый кальций развести: на 1 литр воды – 300 гр соли.
Допустим: ванна 100 литров раствора. Чтобы выработать весь хлорид кальция – в ней можно замочить не более 330 кг изделий! Т. е., если вы берете 330 кг сухой смеси для теста (песок + глина без учета жидкого стекла ), то в ванне в 100 л раствора хлористого кальция, после замачивания изделий из этого количества песка, САМОГО ХЛОРИСТОГО КАЛЬЦИЯ уже не останется! В ванне будет уже раствор ХЛОРИСТОГО НАТРИЯ! Еще раз повторяю – восстановлено по памяти!
Где найти хлористый кальций? Лично мне в продаже в свое время он не попадался! Приходилось искать у дорожников, они его рассыпали по дорогам в гололед. Сейчас же с ним проблем нет!
О тонкостях процесса
Если осталась неиспользованная масса – не беда: поместите остатки массы в полиэтиленовый мешок, вытесните воздух из мешка, плотно перевяжите и в тенёк, до следующего раза! Технология позволяет использовать вчерашние остатки со свежеприготовленным раствором на следующий день. Важно, чтобы масса не имела контакта с воздухом, он враг!
О прочности изделий из искусственного песчаника
Со временем искусственный песчаник становится крепче и уступает в прочности только базальту и граниту! А эти материалы считаются самыми твердыми в строительстве!
P.S. Вполне подходящая идея для бизнеса:
Холоднотвердеющие формовочные и стержневые смеси
По виду связующего можно выделить смеси с неорганическими (жидкое стекло, фосфаты, кристаллогидраты), органическими (смолы, ЛCT и др.) и комбинированными связующими (органическими и неорганическими).
Жидкостекольные смеси. Это наиболее широко применяемые холоднотвердеющие смеси. Для обеспечения твердения смесей с жидким стеклом используются продувка CO2, ввод в смесь двухкальциевых силикатов, жидких эфиров, ферросилиция, выдержка на воздухе.
СО2-процесс. Освоение жидкостекольных смесей, отверждаемых продувкой CO2, было начато в 1950-х гг. Эти смеси явились первыми холоднотвердеющими смесями, позволившими во многих случаях исключить сушку форм и стержней, повысить производительность труда и качество отливок, снизить их себестоимость.
На практике применяются следующие способы продувки форм и стержней углекислым газом:
• продувка через отверстия в модели и стенках стержневого ящика;
• продувка через каналы в форме по контуру модели или в знаковой части стержня (до извлечения из оснастки);
• установка на полуформу или стержневой ящик со стержнем герметизированной камеры, из которой CO2 поступает в рабочее пространство формы или стержень;
• выдержка стержней в камере, наполненной CO2.
Для продувки форм и стержней применяют чистый, пищевой углекислый газ либо углекислый газ, разбавленный воздухом или дымовыми газами (до концентрации CO2 50-60 %). Прочность смеси и скорость твердения увеличиваются при повышении температуры газа.
Важными параметрами смесей являются модуль и плотность жидкого стекла, а также его содержание в смеси. В процессе продувки прочность смеси повышается до некоторой величины, а затем уменьшается. С увеличением модуля жидкого стекла длительность продувки до достижения максимальной прочности сокращается, но при этом снижается величина максимальной прочности. Поэтому при необходимости отверждать формы и стержни быстро при малом сроке их хранения следует применять жидкое стекло с модулем 2,6-3.
С увеличением модуля жидкого стекла падает живучесть смеси. Для сохранения пластических свойств смеси в течение нескольких суток целесообразно применять жидкое стекло с модулем 2,3-2,6. При изготовлении крупных форм и стержней, обладающих высокой прочностью, следует использовать жидкое стекло с модулем 2-2,3.
Оптимальные вязкость и содержание влаги в жидком стекле обеспечиваются при его плотности 1480-1520 кг/м3. При большей плотности ухудшается распределение жидкого стекла по зернам песка, а при меньшей плотности снижается прочность смеси.
Обычно в смесях содержится 5-7 % жидкого стекла. При меньшем содержании прочность смесей мала, а при большем ухудшается выбиваемость смеси. Для СО2-процесса следует применять пески с минимальным содержанием глины, которая снижает прочность в обработанном состоянии.
XTC с жидким стеклом нетоксичны, обладают хорошей податливостью. На стальном литье при их применении получается легкоудаляемый пригар, даже без окраски формы. К недостаткам этих смесей следует отнести их плохую выбиваемость и затрудненную регенерацию. Составы и свойства типичных жидкостекольных смесей приведены в табл. 5.34.
На практике применяют комбинацию продувки смесей CO2 с последующей тепловой обработкой при 200 °С. При этом с повышением длительности продувки CO2 эффективность последующей сушки падает, что приводит к уменьшению прочности с увеличением продолжительности предварительной продувки CO2. При выдержке на воздухе XTC с жидким стеклом твердеют медленно (от 7 до 24 ч). Сравнительные данные А.М. Лясса по прочности и продолжительности отверждения XTC различными способами приведены в табл. 5.35.
Отверждение двухкальциевыми силикатами. Жидкостекольные ХТС, в которых для отверждения применяют двухкальциевые силикаты (ферро-хромовый шлак и нефелиновый шлам), бывают двух видов: пластичные и жидкие самотвердеющие смеси.
Текучесть смеси при применении ПАВ объясняется пенообразованием и снижением поверхностного натяжения воды, приводящим к уменьшению сил связи между смоченными зернами наполнителя. К ПАВ, используемым в ЖСС, предъявляются следующие основные требования: высокая пенообразующая способность и умеренная устойчивость пены (пена должна опадать за относительно короткое время, 5-20 мин).
В практике приготовления ЖСС используют следующие пенообразователи:
• мылонафт (нерастворимые в воде натриевые мыла нафтеновых кислот). Формула мылонафта CnH2n-22O2Na (n колеблется от 8 до 20);
ДС-РАС обладает высокой пенообразующей способностью с повышенной устойчивостью пены. Для снижения устойчивости пены (уменьшения времени ее опадания ДС-РАС комбинируют с НЧК, который образует быстроопадающую пену и является пеногасителем. Контакт Петрова обладает повышенной, но меньшей, чем ДС-РАС, пенообразующей способностью, и образует малоустойчивую пену. Для повышения устойчивости пены контакт Петрова комбинируют с мылонафтом. КЧНР обладает оптимальной устойчивостью пены. Для повышения устойчивости пены при применении НЧК его комбинируют со смачивателем HE.
В состав ЖСС входят жидкая композиция (ПАВ, жидкое стекло и вода), наполнитель, отвердитель и различные добавки для регулирования технологических и рабочих свойств смеси.
Нефелиновый шлам (побочный продукт производства глинозема из нефелиновых руд) содержит 80-85 % 2СаО * SiO2. В нем должно содержаться не менее 53 % CaO (с удельной поверхностью зерен 7500-8000 см2/г).
Твердение смесей является следствием обменных реакций между жидким стеклом и силикатом кальция. Первым этапом является растворение силиката кальция в жидком стекле. В растворе происходит взаимодействие в соответствии с реакцией
Нарастание прочности ЖСС во времени характеризуется наличием инкубационного периода ти, величина которого зависит от продолжительности достижения предельной растворимости гидросиликатов в жидком стекле. С повышением концентрации жидкого стекла в смеси эта продолжительность увеличивается, что приводит к возрастанию ти. Увеличение количества отвердителя и его удельной поверхности ведет к снижению ти. С величиной ти связана живучесть смеси. Для обеспечения качественного заполнения опок и стержневых ящиков живучесть смеси должна быть не менее 2-3 мин. Характер изменения пластической прочности ЖСС в процессе твердения показан на рис. 5.43.
О роли литейных связующих в литейном производстве.
В литейном производстве применяют специальные вяжущие добавки, которые принято называть литейным связующим.
Выбор и разработка связующих для литейных формовочных и стержневых смесей базируется на необходимости обеспечения комплекса технических, технологических, санитарно-гигиенических и экономических требований к литейной форме.
Общего, единого, критерия оценки выбора связующего для литейных формовочных и стержневых смесей нет и, видимо, быть не может, так же как не может быть создано универсальное связующее для литейного производства, пригодное для любого технологического процесса литья и любого металла.
Однако задача оптимизации состава связующего может быть в некоторой степени конкретизирована, если ее сформулировать, например, для ведущего технологического процесса — литья в разовые формы.
В этом случае из многообразия требований, определяющих пригодность связующего для практического использования, можно выделить следующие: обеспечение требуемой прочности формы (стержня) в заданные сроки; санитарно-гигиенические требования при изготовлении формы и при заливке металла; легкая выбиваемость смеси после заливки металла; возможность регенерации отработанной смеси.
Как правило, соответствие связующего именно этим четырем требованиям (с учетом экономического фактора) делает его перспективным для реализации в промышленности.
Три основных вида литейных связующих
Существуют на три основных типа литейных связующих, разрабатываемых для легковыбиваемых смесей:
I тип связующих — высокопрочные связующие, обеспечивающие требуемый набор прочности формы (стержня) при низком содержании их (менее 3%) в составе смеси.
В этом случае даже крайне неблагоприятные свойства самого связующего (например, низкая температура плавления или интенсивное твердофазное спекание с кварцем) не могут перевести смесь в разряд трудновыбиваемых вследствие низкой концентрации нежелательных контактов кварц — связующее.
При таких условиях сохраняются основные ценные свойства кварцевого песка —высокая огнеупорность, низкая спекаемость вплоть до температур заливки металла.
На требования проявления высоких значений вяжущих свойств (прочности) накладывается также требование быстрого нарастания прочности — получения конечного значения прочности за короткое время.
Минимальное содержание связующего, обеспечивающее возможность придания необходимой конфигурации изделиям в процессе формовки при заданной прочности и качестве поверхности, позволяет сохранить такие определяющие свойства заполнителя, как его огнеупорность, термостойкость, газопроницаемость в процессе эксплуатации готовой формы и на заключительном этапе —легкую выбиваемость отливок (освобождение от форм) вследствие малой спекаемости заполнителя.
При применении связующих I типа из-за малой их концентрации в составе смеси на второй план отступают такие свойства связующего, как его легкоплавкость, взаимодействие с наполнителем и др.
II тип связующих — так называемые высокоогнеупорные связующие, характеризующиеся появлением расплава при высоких (свыше 1400 °С) температурах, а также отсутствием низкоплавких эвтектик с кварцевым наполнителем.
В случае применения таких связующих обеспечивается «химическая индифферентность» связующего по отношению к кварцевому наполнителю, наполнитель существенно не спекается со связующим и легко выбивается после охлаждения формы.
Примером разработки этого типа связующих могут, быть связующие на основе низкоосновных алюминатов кальция, характеризующиеся температурой появления расплава выше 1450 °С при нормальной огнеупорности связующего больше 1600 °С, а также разработка высокоизвесткового связующего с еще большей огнеупорностью (рассматривается ниже).
III тип связующего — так называемые терморазупрочняющи-еся связующие, т. е. связующие, снижающие свою прочность при нагреве (в рассматриваемом случае при заливке металла) и при последующем охлаждении.
Причины такого разупрочнения могут быть разные: термическая диссоциация гидратных фаз (например, кристаллогидратов), высокотемпературный полиморфизм отдельных соединений связующего, образование при высоких температурах новых соединений.
Во всех случаях протекание этих реакций приводит к снижению прочности контактов связующее — наполнитель, их разрыхлению и, как следствие, к созданию условий для легкой выбивки.
Роль жидкого стекла в производстве как литейного связующего
Из применяемых в литейном производстве неорганических связующих главенствующая роль принадлежит жидкому стеклу.
Широкое распространение жидкого стекла в литейном производстве связано с возможностью достижения требуемых технических свойств форм и стержней при его применении, а также недефицитностью этого связующего.
Основная область использования жидкого стекла в литейном производстве — это его применение в качестве связующего в составе форм и стержней для ведущего технологического процесса — литья в разовые формы. В литейном производстве жидкое стекло используют также для приготовления противопригарных красок и для литья по выплавляемым моделям.
Для различных формовочных смесей в литейном производстве применяют натриевое жидкое стекло со следующими характеристиками:
1. Высокомодулыюе жидкое стекло с силикатным модулем и = 2,7+3,0 и выше для смесей ЖСС, плотность стекла — 1400+1420 кг/м3.
2. Среднемодульное жидкое стекло с силикатным модулем п = 2,5+2,7, плотность стекла—1480+1520 кг/м3 для стержневых смесей по «СОг-процессу».
3. Низкомодульное жидкое стекло с силикатным модулем « = 2,15+2,30, плотность— 1480+1520 кг/м3 для формовочных смесей типа ФБС.
Использование стекла жидкого в качестве связующего для литейных форм и стержней основывается на процессах отвердевания жидкого стекла, сопровождающихся проявлением адгезионных свойств к огнеупорному наполнителю (кварцевый песок или другие огнеупорные пески).
Такое отвердевание жидкого стекла может осуществляться при естественном (на воздухе) или искусственном (нагрев, продувка теплым воздухом) высушивании смеси или за счет введения специальных химических добавок — отвердителей жидкого стекла.
Песчанно глинистые смеси
Для изготовления форм чаще всего применяют песчано-глинистые смеси. Основное их преимущество — низкая стоимость материалов и возможность многократного использования оборотной смеси, основной недостаток — необходимость подсушки, а в ряде случаев и полного высушивания формы.
В качестве связующего используют обычно бентонитовые глины, содержащие монтмориллонит AI2O3 • 4Si02 • Н2О, а также каолинит AI2O3 • 2Si02 • 2Н2О.
Примерный состав смеси: оборотная смесь —90-95%; кварцевый песок — 5-10%; глина —2%. Способ изготовления сырых форм — уплотнение с помощью прессования, встряхивания и т. д. В некоторых случаях в состав песчано-глинистых смесей вводят дополнительно связующее (жидкое стекло, органическое связующее). Формы сушат в камерных сушилках, с помощью переносных горелок, а также горячими газами, горячим воздухом, током высокой частоты и др.
Песчано-цементные смеси изготавливают из кварцевого песка и портландцемента (10%), вода в смесь добавляется в количестве 10%.
Поскольку основной недостаток таких смесей — медленный набор прочности, то в их состав вводят добавки-ускорители твердения: хлориды, алюминат натрия.
Твердение смесей обусловлено образованием гидросиликатов, гидроалюминатов и гидроферритов кальция, как и в случае формирования строительных изделий на портландцементе. Разработаны составы формовочных смесей с использованием безгипсового портландцемента (молотого клинкера), а также быстротвердеющего цемента, содержащего сульфоалюминаты кальция.
Перспективность использования фосфатных вяжущих для литейных формовочных и стержневых смесей определяется высокой прочностью таких вяжущих, быстрым нарастанием прочности, низким содержанием воды, в том числе связанной, нетоксичностью, сравнительной доступностью исходного сырья и удовлетворительными экономическими показателями.
Хорошие вяжущие свойства и огнеупорность фосфатных систем являются предпосылкой для создания легковыбиваемых смесей с невысоким содержанием в них (1,5—3,0%) связующего. Исходный уровень свойств фосфатных связующих должен обеспечивать формовочной смеси живучесть от 1 до 120 мин., прочность при сжатии через 24 ч —0,8-1,5 МПа при соответствии требованию разупрочнения смеси после заливки металла.
В настоящее время применяют два типа фосфатных цементов в составе формовочных смесей: железофосфатные и магнийфосфатные.
Железофосфатные смеси содержат в качестве твердого порошкообразного компонента окалину—отход от кузнечных и прокатных производств (смесь оксидов железа различной степени окисления FeO, РегОз, FesCU и ортофосфорную кислоту в качестве жидкости затворения).
Твердение таких систем за счет образования фосфатов железа различного состава является основой разработки самотвердеющих смесей.
Типовой состав формовочной смеси на желе-зофосфатном вяжущем с кварцевым заполнителем включает 5—5,5% окалины, 7,5-8% Н3Р04 (у =1,32 г/см3), 0,5-0,6% пенообразователя.
Подготовка окалины состоит в ее прокалке (для удаления масел) и тонком размоле, в качестве ортофосфорной кислоты рекомендуют применять термическую кислоту как более стабильную по составу и свойствам.
Высокая экзотермия реакции взаимодействия оксидов железа с ортофосфорной кислотой при большой массе промышленного замеса приводит к недопустимому сокращению сроков живучести смеси. Совершенствование состава смесей на железофосфатной связке и их свойств, прежде всего живучести, связано с модифицированием состава затворителя (ортофосфорной кислоты) за счет введения добавок.
Магнийфосфатные формовочные смеси содержат в качестве связующего (порошкового компонента) оксид магния, образующий с ортофосфорной кислотой прочный камень при быстром нарастании прочности и сравнительной доступности магнезиального сырья.
Оксид магния используется в виде магнезита, как спеченного, так и плавленного. Ориентировочный состав смеси: огнеупорный заполнитель — 96-98%, MgO — 1,5-ь2,0% ортофос-форная кислота — 2%. Основные свойства формовочных смесей на магнийфосфатном связующем: живучесть —8-г 15 мин, осыпаемость — менее 0,2%, прочность через 24 ч — 2 МПа, остаточная прочность после прогрева при 1000 °С —менее 0,2 МПа. Для регулирования живучести и прочности смеси в ее состав вводят специальные добавки. Разработанные формовочные смеси на фосфатных связующих прошли успешное опробование и применяются в литейных цехах машиностроительных заводов.
Формовочные смеси для литья по выплавляемым моделям. Изготавливают чаще всего с использованием в качестве связующего этилсиликата.
В результате гидролиза этилсиликата образуется гель крем-некислоты, который и обеспечивает проявление вяжущих свойств системой.
Литейное связующее применяется
— в качестве связующего материала для формирования изложниц для литья, добавки к противопригарным краскам;
— в качестве пластификатора цемента и связующего материала;
— для регулирования параметров буровых растворов;
— при изготовлении песчаных стержней машинной и ручной формовки, для изготовления форм и форм в литейном производстве, отливок из чугуна, стали и цветных сплавов;
— для литья алюминиевых и магнитных сплавов, тонкостенных чугунных отливок, для укрепления грунтов в строительстве.
Наша Компания является одним из ведущих дистрибьюторов литейных связующих, а так же других огнеупорных материалов.
У нас представлен широкий ассортимент огнеупорных материалов высокого качества различных видов и марок по приемлемым ценам, с которыми Вы можете ознакомиться в каталоге продукци на нашем сайте.
Акции
Уважаемые клиенты! Компания «ОгнеупорЭнергоХолдинг» рада сообщить что сохранит цены прежними на продукцию со склада! Спешите приобрести до 1.12.2021.
О роли литейных связующих в литейном производстве.
В литейном производстве применяют специальные вяжущие добавки, которые принято называть литейным связующим.
Выбор и разработка связующих для литейных формовочных и стержневых смесей базируется на необходимости обеспечения комплекса технических, технологических, санитарно-гигиенических и экономических требований к литейной форме.
Общего, единого, критерия оценки выбора связующего для литейных формовочных и стержневых смесей нет и, видимо, быть не может, так же как не может быть создано универсальное связующее для литейного производства, пригодное для любого технологического процесса литья и любого металла.
Однако задача оптимизации состава связующего может быть в некоторой степени конкретизирована, если ее сформулировать, например, для ведущего технологического процесса — литья в разовые формы.
В этом случае из многообразия требований, определяющих пригодность связующего для практического использования, можно выделить следующие: обеспечение требуемой прочности формы (стержня) в заданные сроки; санитарно-гигиенические требования при изготовлении формы и при заливке металла; легкая выбиваемость смеси после заливки металла; возможность регенерации отработанной смеси.
Как правило, соответствие связующего именно этим четырем требованиям (с учетом экономического фактора) делает его перспективным для реализации в промышленности.
Три основных вида литейных связующих
Существуют на три основных типа литейных связующих, разрабатываемых для легковыбиваемых смесей:
I тип связующих — высокопрочные связующие, обеспечивающие требуемый набор прочности формы (стержня) при низком содержании их (менее 3%) в составе смеси.
В этом случае даже крайне неблагоприятные свойства самого связующего (например, низкая температура плавления или интенсивное твердофазное спекание с кварцем) не могут перевести смесь в разряд трудновыбиваемых вследствие низкой концентрации нежелательных контактов кварц — связующее.
При таких условиях сохраняются основные ценные свойства кварцевого песка —высокая огнеупорность, низкая спекаемость вплоть до температур заливки металла.
На требования проявления высоких значений вяжущих свойств (прочности) накладывается также требование быстрого нарастания прочности — получения конечного значения прочности за короткое время.
Минимальное содержание связующего, обеспечивающее возможность придания необходимой конфигурации изделиям в процессе формовки при заданной прочности и качестве поверхности, позволяет сохранить такие определяющие свойства заполнителя, как его огнеупорность, термостойкость, газопроницаемость в процессе эксплуатации готовой формы и на заключительном этапе —легкую выбиваемость отливок (освобождение от форм) вследствие малой спекаемости заполнителя.
При применении связующих I типа из-за малой их концентрации в составе смеси на второй план отступают такие свойства связующего, как его легкоплавкость, взаимодействие с наполнителем и др.
II тип связующих — так называемые высокоогнеупорные связующие, характеризующиеся появлением расплава при высоких (свыше 1400 °С) температурах, а также отсутствием низкоплавких эвтектик с кварцевым наполнителем.
В случае применения таких связующих обеспечивается «химическая индифферентность» связующего по отношению к кварцевому наполнителю, наполнитель существенно не спекается со связующим и легко выбивается после охлаждения формы.
Примером разработки этого типа связующих могут, быть связующие на основе низкоосновных алюминатов кальция, характеризующиеся температурой появления расплава выше 1450 °С при нормальной огнеупорности связующего больше 1600 °С, а также разработка высокоизвесткового связующего с еще большей огнеупорностью (рассматривается ниже).
III тип связующего — так называемые терморазупрочняющи-еся связующие, т. е. связующие, снижающие свою прочность при нагреве (в рассматриваемом случае при заливке металла) и при последующем охлаждении.
Причины такого разупрочнения могут быть разные: термическая диссоциация гидратных фаз (например, кристаллогидратов), высокотемпературный полиморфизм отдельных соединений связующего, образование при высоких температурах новых соединений.
Во всех случаях протекание этих реакций приводит к снижению прочности контактов связующее — наполнитель, их разрыхлению и, как следствие, к созданию условий для легкой выбивки.
Роль жидкого стекла в производстве как литейного связующего
Из применяемых в литейном производстве неорганических связующих главенствующая роль принадлежит жидкому стеклу.
Широкое распространение жидкого стекла в литейном производстве связано с возможностью достижения требуемых технических свойств форм и стержней при его применении, а также недефицитностью этого связующего.
Основная область использования жидкого стекла в литейном производстве — это его применение в качестве связующего в составе форм и стержней для ведущего технологического процесса — литья в разовые формы. В литейном производстве жидкое стекло используют также для приготовления противопригарных красок и для литья по выплавляемым моделям.
Для различных формовочных смесей в литейном производстве применяют натриевое жидкое стекло со следующими характеристиками:
1. Высокомодулыюе жидкое стекло с силикатным модулем и = 2,7+3,0 и выше для смесей ЖСС, плотность стекла — 1400+1420 кг/м3.
2. Среднемодульное жидкое стекло с силикатным модулем п = 2,5+2,7, плотность стекла—1480+1520 кг/м3 для стержневых смесей по «СОг-процессу».
3. Низкомодульное жидкое стекло с силикатным модулем « = 2,15+2,30, плотность— 1480+1520 кг/м3 для формовочных смесей типа ФБС.
Использование стекла жидкого в качестве связующего для литейных форм и стержней основывается на процессах отвердевания жидкого стекла, сопровождающихся проявлением адгезионных свойств к огнеупорному наполнителю (кварцевый песок или другие огнеупорные пески).
Такое отвердевание жидкого стекла может осуществляться при естественном (на воздухе) или искусственном (нагрев, продувка теплым воздухом) высушивании смеси или за счет введения специальных химических добавок — отвердителей жидкого стекла.
Песчанно глинистые смеси
Для изготовления форм чаще всего применяют песчано-глинистые смеси. Основное их преимущество — низкая стоимость материалов и возможность многократного использования оборотной смеси, основной недостаток — необходимость подсушки, а в ряде случаев и полного высушивания формы.
В качестве связующего используют обычно бентонитовые глины, содержащие монтмориллонит AI2O3 • 4Si02 • Н2О, а также каолинит AI2O3 • 2Si02 • 2Н2О.
Примерный состав смеси: оборотная смесь —90-95%; кварцевый песок — 5-10%; глина —2%. Способ изготовления сырых форм — уплотнение с помощью прессования, встряхивания и т. д. В некоторых случаях в состав песчано-глинистых смесей вводят дополнительно связующее (жидкое стекло, органическое связующее). Формы сушат в камерных сушилках, с помощью переносных горелок, а также горячими газами, горячим воздухом, током высокой частоты и др.
Песчано-цементные смеси изготавливают из кварцевого песка и портландцемента (10%), вода в смесь добавляется в количестве 10%.
Поскольку основной недостаток таких смесей — медленный набор прочности, то в их состав вводят добавки-ускорители твердения: хлориды, алюминат натрия.
Твердение смесей обусловлено образованием гидросиликатов, гидроалюминатов и гидроферритов кальция, как и в случае формирования строительных изделий на портландцементе. Разработаны составы формовочных смесей с использованием безгипсового портландцемента (молотого клинкера), а также быстротвердеющего цемента, содержащего сульфоалюминаты кальция.
Перспективность использования фосфатных вяжущих для литейных формовочных и стержневых смесей определяется высокой прочностью таких вяжущих, быстрым нарастанием прочности, низким содержанием воды, в том числе связанной, нетоксичностью, сравнительной доступностью исходного сырья и удовлетворительными экономическими показателями.
Хорошие вяжущие свойства и огнеупорность фосфатных систем являются предпосылкой для создания легковыбиваемых смесей с невысоким содержанием в них (1,5—3,0%) связующего. Исходный уровень свойств фосфатных связующих должен обеспечивать формовочной смеси живучесть от 1 до 120 мин., прочность при сжатии через 24 ч —0,8-1,5 МПа при соответствии требованию разупрочнения смеси после заливки металла.
В настоящее время применяют два типа фосфатных цементов в составе формовочных смесей: железофосфатные и магнийфосфатные.
Железофосфатные смеси содержат в качестве твердого порошкообразного компонента окалину—отход от кузнечных и прокатных производств (смесь оксидов железа различной степени окисления FeO, РегОз, FesCU и ортофосфорную кислоту в качестве жидкости затворения).
Твердение таких систем за счет образования фосфатов железа различного состава является основой разработки самотвердеющих смесей.
Типовой состав формовочной смеси на желе-зофосфатном вяжущем с кварцевым заполнителем включает 5—5,5% окалины, 7,5-8% Н3Р04 (у =1,32 г/см3), 0,5-0,6% пенообразователя.
Подготовка окалины состоит в ее прокалке (для удаления масел) и тонком размоле, в качестве ортофосфорной кислоты рекомендуют применять термическую кислоту как более стабильную по составу и свойствам.
Высокая экзотермия реакции взаимодействия оксидов железа с ортофосфорной кислотой при большой массе промышленного замеса приводит к недопустимому сокращению сроков живучести смеси. Совершенствование состава смесей на железофосфатной связке и их свойств, прежде всего живучести, связано с модифицированием состава затворителя (ортофосфорной кислоты) за счет введения добавок.
Магнийфосфатные формовочные смеси содержат в качестве связующего (порошкового компонента) оксид магния, образующий с ортофосфорной кислотой прочный камень при быстром нарастании прочности и сравнительной доступности магнезиального сырья.
Оксид магния используется в виде магнезита, как спеченного, так и плавленного. Ориентировочный состав смеси: огнеупорный заполнитель — 96-98%, MgO — 1,5-ь2,0% ортофос-форная кислота — 2%. Основные свойства формовочных смесей на магнийфосфатном связующем: живучесть —8-г 15 мин, осыпаемость — менее 0,2%, прочность через 24 ч — 2 МПа, остаточная прочность после прогрева при 1000 °С —менее 0,2 МПа. Для регулирования живучести и прочности смеси в ее состав вводят специальные добавки. Разработанные формовочные смеси на фосфатных связующих прошли успешное опробование и применяются в литейных цехах машиностроительных заводов.
Формовочные смеси для литья по выплавляемым моделям. Изготавливают чаще всего с использованием в качестве связующего этилсиликата.
В результате гидролиза этилсиликата образуется гель крем-некислоты, который и обеспечивает проявление вяжущих свойств системой.
Литейное связующее применяется
— в качестве связующего материала для формирования изложниц для литья, добавки к противопригарным краскам;
— в качестве пластификатора цемента и связующего материала;
— для регулирования параметров буровых растворов;
— при изготовлении песчаных стержней машинной и ручной формовки, для изготовления форм и форм в литейном производстве, отливок из чугуна, стали и цветных сплавов;
— для литья алюминиевых и магнитных сплавов, тонкостенных чугунных отливок, для укрепления грунтов в строительстве.
Наша Компания является одним из ведущих дистрибьюторов литейных связующих, а так же других огнеупорных материалов.
У нас представлен широкий ассортимент огнеупорных материалов высокого качества различных видов и марок по приемлемым ценам, с которыми Вы можете ознакомиться в каталоге продукци на нашем сайте.
Акции
Уважаемые клиенты! Компания «ОгнеупорЭнергоХолдинг» рада сообщить что сохранит цены прежними на продукцию со склада! Спешите приобрести до 1.12.2021.