PL245176B1 - Łatwowybijalna masa formierska lub rdzeniowa - Google Patents

Łatwowybijalna masa formierska lub rdzeniowa Download PDF

Info

Publication number
PL245176B1
PL245176B1 PL424533A PL42453318A PL245176B1 PL 245176 B1 PL245176 B1 PL 245176B1 PL 424533 A PL424533 A PL 424533A PL 42453318 A PL42453318 A PL 42453318A PL 245176 B1 PL245176 B1 PL 245176B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
weight
molding
parts
sand
binder
Prior art date
Application number
PL424533A
Other languages
English (en)
Other versions
PL424533A1 (pl
Inventor
Artur Bobrowski
Dariusz Drożyński
Beata Grabowska
Karolina Kaczmarska
Original Assignee
Akademia Gorniczo Hutnicza Im Stanislawa Staszica W Krakowie
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Akademia Gorniczo Hutnicza Im Stanislawa Staszica W Krakowie filed Critical Akademia Gorniczo Hutnicza Im Stanislawa Staszica W Krakowie
Priority to PL424533A priority Critical patent/PL245176B1/pl
Priority to EP18202842.3A priority patent/EP3524372A1/en
Publication of PL424533A1 publication Critical patent/PL424533A1/pl
Publication of PL245176B1 publication Critical patent/PL245176B1/pl

Links

Landscapes

  • Mold Materials And Core Materials (AREA)
  • Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest łatwowybijalna formierska lub rdzeniowa, której osnowę stanowi ziarnisty materiał ogniotrwały, zawierająca nieorganiczny dodatek rozluźniający, spoiwo nieorganiczne oraz ewentualnie utwardzacz, charakteryzuje się tym, że jako dodatek rozluźniający zawiera drobnoziarnistą rudę perlitu, którą stanowi przeobrażona skała magmowa w postaci szkła glinokrzemianowego potasowo-sodowego.

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest łatwowybijalna masa formierska lub rdzeniowa na bazie piasku kwarcowego ze spoiwem nieorganicznym krzemianowym, znajdująca zastosowanie do wykonywania odlewów ze wszystkich rodzajów stopów.
Masy formierskie i rdzeniowe na bazie piasku kwarcowego sporządzone z zastosowaniem spoiw nieorganicznych krzemianowych, stosowane są w odlewnictwie od wielu lat. Ich główną zaletą jest niewielka emisja szkodliwych gazów podczas zalewania ciekłym metalem w porównaniu do mas formierskich ze spoiwami organicznymi. Zasadniczą wadą jest natomiast słaba wybijalność, co powoduje, że nie nadają się do wykonywania skomplikowanych odlewów o zróżnicowanej grubości ścianki. Poza złą wybijalnością masy te uznaje się za trudne do regeneracji mechanicznej.
W skład masy formierskiej lub rdzeniowej ze spoiwem nieorganicznym wchodzi: osnowa ziarnowa, którą stanowi najczęściej ogólnie dostępny piasek kwarcowy, spoiwo krzemianowe oraz utwardzacz. Proces utwardzania można przeprowadzić również z zastosowaniem gazowego dwutlenku węgla, oddziaływania podwyższonej temperatury lub promieniowania elektromagnetycznego z zakresu mikrofal.
W przypadku wykonywania form jako utwardzacz stosuje się najczęściej ciekłe utwardzacze organiczne oparte o estry gliceryny i glikolu etylenowego głównie mono-, dwu- i trójoctany gliceryny i dwuoctan glikolu etylenowego. W Polsce sposób sporządzenia mas z zastosowaniem szkła wodnego i ciekłych estrów nosi nazwę technologii floster, a utwardzacze występują pod nawą flodur.
W celu poprawy wybijalności mas ze spoiwami nieorganicznymi krzemianowymi wprowadza się do nich zazwyczaj tzw. organiczne dodatki rozluźniające, takie jak: pył węglowy, sadza, koks torfowy, mazut, pak, substancje zawierające bezwodnik ftalowy, polichlorek winylu, polietylen, polipropylen, kaolin, melasa i inne, które znacząco pogarszają ekologiczne właściwości masy.
Z polskiego opisu patentowego nr 106 510 znana jest łatwowybijalna masa formierska lub rdzeniowa składająca się z piasku kwarcowego i szkła wodnego, gdzie jako środek ułatwiający wybijalność masy zastosowano węglan wapnia w ilości od 0,5 do 25% ciężarowych masy.
Znana jest także z polskiego opisu patentowego nr 128 721 masa formierska lub rdzeniowa na bazie piasku kwarcowego, która zawiera pył węglowy lub inny nośnik węgla błyszczącego w ilości od 0,5 do 8 części wagowych, korzystnie w ilości 2,0 do 6,0 części i pył boksytu w ilości od 0,5 do 8,0 części, korzystnie 2,0 do 4,0 części oraz szkło wodne w ilości od 2,0 do 10,0 części, na 100 części wagowych piasku.
Ponadto znana jest z opisu patentowego PL 166 929 B1 masa formierska lub rdzeniowa ze szkłem wodnym i rozluźniaczem nieorganicznym, do której jako środek poprawiający wybijalność wprowadza się fosforan wapna w ilości 50-150% wagowych w stosunku do ilości spoiwa.
Znana jest również z opisu patentowego PL 206 691 B1 masa formierska lub rdzeniowa ze szkłem wodnym zawierająca jako dodatek rozluźniający porowaty materiał mineralny o strukturze ziarnistej, uprzednio poddany obróbce termicznej w temperaturze 950-1150°C, w ilości od 0,1 do 2,0 części wagowych na 100 części wagowe osnowy. Dodatek ten składa się wagowo z: krzemionk i w ilości 70-80%, tlenku glinu w ilości 10-20%, tlenku żelazowego w ilości 1-3%, tlenku wapniowego i magnezowego w łącznej ilości 1-8% oraz tlenku sodowego i potasowego w łącznej ilości 5-8%. Zasadniczą wadą proponowanego dodatku jest duża różnica gęstości w odniesieniu do osnowy ziarnowej, która utrudnia proces mieszania składników masy formierskiej.
Znane są z doniesień literatury, między innymi z artykułów: A. Bobrowski, A. Kmita, M. Starowicz, B. Stypuła, B. Hutera pt. „Effect of magnesium oxide nanoparticles on water glass structure”, Archives of Foundry Engineering 2012, vol. 12 iss. 3, str. 9-12 oraz A. Bobrowski, B. Stypuła, B. Hutera, A. Kmita, D. Drożyński, M. Starowicz pt. „FTIR spectroscopy of water glass - the binder moulding modified by ZnO nanoparticles” Metalurgija = Metallurgy 2012, vol. 51 nr 4, str. 477-480, próby modyfikacji struktury szkła wodnego z zastosowaniem nanocząstek tlenków metali, co w konsekwencji przyczynia się do poprawy między innymi wybijalności mas.
Celem wynalazku jest wyeliminowanie niedogodności dotychczas stosowanej technologii mas z formierskich i rdzeniowych spoiwem nieorganicznym na bazie piasku kwarcowego, zawierających spoiwo krzemianowe, którą stanowi zła wybijalność, związana z występującym zjawiskiem umacniania masy pod wpływem nagrzewania w wyniku kontaktu z wysoką temperaturą wlewanego do wnęki formy stopu odlewniczego.
Łatwowybijalna masa formierska lub rdzeniowa, której osnowę stanowi piasek kwarcowy, zawierająca nieorganiczny dodatek rozluźniający, spoiwo nieorganiczne ciekłe krzemianowe w postaci szkła wodnego lub geopolimeru zawierającego wagowo 14,5-15,5% Na2O, 25,5-27,0% SiO2 oraz ciekły utwardzacz w postaci mieszaniny estrów, według wynalazku, charakteryzuje się tym, że jako dodatek rozluźniający zawiera drobnoziarnistą rudę perlitu, którą stanowi przeobrażona skała magmowa w postaci szkła glinokrzemianowego potasowo-sodowego, w ilości 1-3 części wagowych na 100 części wagowych piasku kwarcowego.
Korzystnie masa zawiera rudę perlitu o głównej frakcji ziarnowej na sitach o rozmiarach oczek 0,16-0,1-0,071.
Perlit powstał z lawy wulkanicznej, pochodzącej z erupcji wulkanów podmorskich w dawnych epokach geologicznych. W wyniku gwałtownego stygnięcia i zetknięcia z wodą morską lawa zamknęła w swoim wnętrzu krople wody. Wprowadza się go na etapie sporządzania masy formierskiej lub rdzeniowej, podczas którego ziarna perlitu zostają równomiernie rozmieszczone pomiędzy ziarnami osnowy i pokryte warstwą spoiwa.
W trakcie badań nad masą formierską i rdzeniową, zawierającą jako jeden ze składników perlit, nieoczekiwanie okazało się, że w wyniku kontaktu z ciekłym metalem drobne ziarna perlitu pokryte powstającym w masie szkliwem krzemianowym zwiększają swoją objętość w wyniku przemiany wody uwięzionej w strukturze perlitu w parę wodną. Gwałtowny wzrost objętości perlitu powoduje destrukcję utwardzonego spoiwa, obniżając tym samym wytrzymałość końcową masy, co przyczynia się do ułatwienia procesu wybijania odlewów.
Korzystnym skutkiem stosowania rozwiązania według wynalazku jest to, że wprowadzeni e drobnoziarnistego dodatku rozluźniającego w postaci rudy perlitu powoduje eliminację wtórnego umocnienia mas ze spoiwami nieorganicznymi, wpływając tym samym na poprawę wybijalności. Dodatek wprowadzany jest w trakcie procesu przygotowania masy i nie powoduje pogorszenia ich podstawowych właściwości mechanicznych i technologicznych oraz jakości powierzchni odlewów. Masa charakteryzuje się bardzo małą szkodliwością dla środowiska, gdyż dodatek rozluźniający jest nieorganicznym materiałem mineralnym, a jego wprowadzenie poprawia również podatność masy na regenerację mechaniczną.
Rozwiązanie według wynalazku przedstawiono w poniższych przykładach realizacji.
Przykład 1. Masa formierska zawiera następujące składniki: osnowa: piasek kwarcowy ze Szczakowej spoiwo geopolimerowe o nazwie Geopol 618, zawierające wagowo:
14,5-15,5% Na2O, 25,5-27,0% SiO2, reszta woda
- 100 części wagowe
- 2,5 części wagowe ciekły utwardzacz: mieszanina estrów z serii SA, produkowany przez firmę SAND TEAM z Czech
- 8% wagowych w stosunku do ilości spoiwa geopolimerowego dodatek rozluźniający: ruda perlitu o frakcji głównej 0,16-0,10-0,071
P rzy kład 2. Masa formierska zawiera następujące składniki: osnowa: piasek kwarcowy ze Szczakowej spoiwo geopolimerowe o nazwie Geopol 618, zawierające wagowo: 14,5-15,5% Na2O, 25,5-27,0% SiO2, reszta woda
- 1,0 część wagowa
- 100 części wagowe
- 2,5 części wagowe ciekły utwardzacz: mieszanina estrów z serii SA, produkowany przez firmę SAND TEAM z Czech
- 8% wagowych w stosunku do ilości spoiwa dodatek rozluźniający: ruda perlitu o frakcji głównej 0,40-0,32-0,20
Przykład 3. Masa formierska zawiera następujące składniki:
osnowa: piasek kwarcowy ze Szczakowej spoiwo: szkło wodne sodowe ciekły utwardzacz: flodur (ester dwuoctanu glikolu etylenowego)
- 2,0 części wagowe
- 100 części wagowe
- 2,5 części wagowe
- 8% wagowych w stosunku do ilości spoiwa dodatek rozluźniający: ruda perlitu o frakcji głównej 0,16-0,10-0,071
Przykład 4. Masa formierska zawiera następujące składniki:
osnowa: piasek kwarcowy ze Szczakowej spoiwo: szkło wodne sodowe ciekły utwardzacz: flodur (ester dwuoctanu glikolu etylenowego)
- 1,0 część wagowa
- 100 części wagowe
- 2,5 części wagowe
- 8% wagowych w stosunku do ilości spoiwa dodatek rozluźniający: ruda perlitu o frakcji głównej 0,16-0,10-0,071
- 2,0 części wagowe
Przykład 5. Masa formierska zawiera następujące składniki:
osnowa: piasek kwarcowy ze Szczakowej - 100 części wagowe spoiwo geopolimerowe o nazwie Geopol 618, zawierające wagowo:
14,5-15,5% Na2O, 25,5-27,0% SiO2, reszta woda - 2,5 części wagowe ciekły utwardzacz: mieszanina estrów z serii SA, produkowany przez firmę SAND TEAM z Czech
- 8% wagowych w stosunku do ilości spoiwa dodatek rozluźniający: ruda perlitu o frakcji głównej 0,16-0,10-0,071 - 3,0 części wagowe
Wytrzymałość na rozciąganie masy ze spoiwem geopolimerowym sporządzonej bez dodatku rozluźniającego po 24 h odstawania wynosi około 0,7 MPa, a po wygrzewaniu masy w temperaturze 900°C wytrzymałość ta wzrasta do około 0,85 MPa. Masa sporządzona ze składników podanych w przykładzie 1 charakteryzuje się po 24 h odstawania zbliżoną wartością wytrzymałości, a po wygrzewaniu w temperaturze 800°C wytrzymałość ta gwałtownie spadła do wartości poniżej 0,25 MPa. Natomiast masa sporządzona ze składników podanych w przykładzie 2 charakteryzuje się po 24 h odstawania zbliżoną wartością wytrzymałości, a po wygrzewaniu w temperaturze 800°C wytrzymałość ta spadła do wartości poniżej 0,40 MPa.
Wytrzymałość na ściskanie po 24 h odstawania masy ze spoiwem geopolimerowym, która została sporządzona bez dodatku rozluźniającego, wynosi powyżej 3 MPa, a po wygrzewaniu jej w temperaturze 800°C wzrasta do blisko 5 MPa. Natomiast masa sporządzona jak w przykładzie 5 charakteryzuje się po 24 h odstawania zbliżoną wartością wytrzymałości, a po wygrzewaniu w temperaturze 800°C gwałtownie spada do wartości 1,4 MPa.

Claims (2)

1. Łatwowybijalna masa formierska lub rdzeniowa, której osnowę stanowi piasek kwarcowy, zawierająca nieorganiczny dodatek rozluźniający, spoiwo nieorganiczne ciekłe krzemianowe w postaci szkła wodnego lub geopolimeru zawierającego wagowo 14,5-15,5% Na2O, 25,5-27,0% SiO2 oraz ciekły utwardzacz w postaci mieszaniny estrów, znamienna tym, że jako dodatek rozluźniający zawiera drobnoziarnistą rudę perlitu, którą stanowi przeobrażona skała magmowa w postaci szkła glinokrzemianowego potasowo-sodowego, w ilości 1-3 części wagowych na 100 części wagowych piasku kwarcowego.
2. Łatwowybijalna masa, według zastrz. 1, znamienna tym, że zawiera rudę perlitu o głównej frakcji ziarnowej na sitach o rozmiarach oczek 0,16-0,1-0,071.
PL424533A 2018-02-08 2018-02-08 Łatwowybijalna masa formierska lub rdzeniowa PL245176B1 (pl)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL424533A PL245176B1 (pl) 2018-02-08 2018-02-08 Łatwowybijalna masa formierska lub rdzeniowa
EP18202842.3A EP3524372A1 (en) 2018-02-08 2018-10-26 Moulding or core sandmix

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL424533A PL245176B1 (pl) 2018-02-08 2018-02-08 Łatwowybijalna masa formierska lub rdzeniowa

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL424533A1 PL424533A1 (pl) 2019-08-12
PL245176B1 true PL245176B1 (pl) 2024-05-27

Family

ID=67549915

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL424533A PL245176B1 (pl) 2018-02-08 2018-02-08 Łatwowybijalna masa formierska lub rdzeniowa

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL245176B1 (pl)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03226334A (ja) * 1990-01-29 1991-10-07 Nissan Motor Co Ltd 圧力鋳造用中子
RU2224619C1 (ru) * 2002-07-22 2004-02-27 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Чувашский государственный университет им. И.Н.Ульянова Смесь для изготовления литейных форм и стержней
US20120199309A1 (en) * 2011-02-04 2012-08-09 Ask Chemicals L.P. Sand additives for molds/cores for metal casting

Also Published As

Publication number Publication date
PL424533A1 (pl) 2019-08-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2333176C1 (ru) Способ получения строительного материала
JP4408714B2 (ja) 鋳造用鋳型及びその製造方法
CN105237001A (zh) 原位生成氮化铝的干熄焦炉用浇注料及其制备方法
Rashad An exploratory study on alkali-activated slag blended with quartz powder under the effect of thermal cyclic loads and thermal shock cycles
PL226104B1 (pl) Tworzywo geopolimerowe oraz sposob wytwarzania tworzywa geopolimerowego
US20110232857A1 (en) Investment Casting Shell Incorporating Desiccant Material
PL245176B1 (pl) Łatwowybijalna masa formierska lub rdzeniowa
RU2606539C1 (ru) Состав шихты и способ получения вспененного теплоизоляционного материала
CN104014720A (zh) 一种石英砂/耐火泥复合的醇基铸造涂料及其制作方法
PL245177B1 (pl) Masa formierska lub rdzeniowa o ulepszonej wybijalności
EP3524372A1 (en) Moulding or core sandmix
WO2020152638A1 (fr) Composition pour la formation d'un géopolymère à propriétés ignifuges et mécaniques améliorées, procédé de fabrication de ce géopolymère et ses utilisations
US4536216A (en) Cement for the manufacture of cores and moulds and method for preparing same
EP3290130A1 (en) Anti-veining additive for silica sand mold
JP2021169124A (ja) 無機鋳型および中子の造型方法
Zych et al. Kinetics of hardening and drying of ceramic moulds with the new generation binder–colloidal silica
JPS5828231B2 (ja) 流動鋳込耐火物
Kavas et al. Utilization of refractory brick wastes in concrete production as aggregates
RU2671582C1 (ru) Способ получения теплоизоляционного материала - пеностекла и шихта для его изготовления
RU2793659C1 (ru) Смесь для изготовления литейных форм и стержней
PL206691B1 (pl) Masa formierska lub rdzeniowa ze szkłem wodnym
Paduchowicz et al. Influence of Microwave Heating on the Molding Mass with Gypsum Binder Structure and Strength
RU2751525C1 (ru) Композиция для производства пористого теплоизоляционного силикатного материала
RU2547071C1 (ru) Способ изготовления керамических оболочек для литья по удаляемым моделям
RU2720340C1 (ru) Композиционная керамическая смесь