PL245177B1 - Masa formierska lub rdzeniowa o ulepszonej wybijalności - Google Patents

Masa formierska lub rdzeniowa o ulepszonej wybijalności Download PDF

Info

Publication number
PL245177B1
PL245177B1 PL424534A PL42453418A PL245177B1 PL 245177 B1 PL245177 B1 PL 245177B1 PL 424534 A PL424534 A PL 424534A PL 42453418 A PL42453418 A PL 42453418A PL 245177 B1 PL245177 B1 PL 245177B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
molding
weight
parts
sand
mass
Prior art date
Application number
PL424534A
Other languages
English (en)
Other versions
PL424534A1 (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 PL424534A priority Critical patent/PL245177B1/pl
Priority to EP18202842.3A priority patent/EP3524372A1/en
Publication of PL424534A1 publication Critical patent/PL424534A1/pl
Publication of PL245177B1 publication Critical patent/PL245177B1/pl

Links

Landscapes

  • Mold Materials And Core Materials (AREA)

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest masa formierska lub rdzeniowa ze spoiwem nieorganicznym, której osnowę stanowi ziarnisty materiał ogniotrwały, zawierająca nieorganiczny dodatek rozluźniający oraz ewentualnie utwardzacz. Masa charakteryzuje się tym, że jako dodatek rozluźniający zawiera drobnoziarnisty wermikulit, minerał, który stanowi uwodniony glinokrzemian magnezu, żelaza i litu.

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest masa formierska lub rdzeniowa o ulepszonej wybijalności, ze spoiwem nieorganicznym krzemianowym, geopolimerem lub szkłem wodnym, znajdująca zastosowanie do wykonywania odlewów ze wszystkich rodzajów stopów.
Masy formierskie i rdzeniowe 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 również przeprowadzić bez użycia utwardzacza, z zastosowaniem gazowego dwutlenku węgla, oddziaływania podwyższonej temperatury lub promieniowania elektro-magnetycznego 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: krzemionki 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 formierskich i rdzeniowych ze 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.
Masa formierska lub rdzeniowa o ulepszonej wybijalności, której osnowę stanowi piasek kwarcowy, zawierająca nieorganiczny dodatek rozluźniający, ciekłe spoiwo nieorganiczne krzemianowe w postaci szkła wodnego lub geopolimeru zawierającego wagowo 14,5-15,5% Na2O, 25,5-27,0% SiO oraz utwardzacz w postaci mieszaniny estrów, charakteryzuje się tym, że jako dodatek rozluźniający zawiera drobnoziarnisty wermikulit, minerał, który stanowi uwodniony glinokrzemian magnezu, żelaza i litu, w ilości 1-2 części wagowych na 100 części wagowych piasku kwarcowego.
Wermikulit powstaje wskutek hydrolizy, a następnie wietrzenia biotytu lub flogopitu, czyli mik potasowo-magnezowych. Wprowadza się go na etapie sporządzania masy, podczas której drobnoziarnista frakcja wermikulitu zostaje pokryta warstwą spoiwa i równomiernie rozprowadzona w całej objętości.
W trakcie badań nad masą formierską i rdzeniową zawierającą jako jeden ze składników wermikulit, nieoczekiwanie okazało się, że w wyniku kontaktu z ciekłym metalem dochodzi na skutek oddziaływania wysokiej temperatury do zjawiska gwałtownej przemiany uwięzionej w porowatym materiale wody w parę, co skutkuje 15-30 krotnym wzrostem jego objętości. Reakcja ta powoduje destrukcję powstającego w masie szkliwa krzemianowego, obniżając tym samym wytrzymałość końcową masy, co przyczynia się do ułatwienia procesu wybijania odlewów na skutek eliminacji umocnienia masy.
Korzystnym skutkiem stosowania rozwiązania według wynalazku jest to, że wprowadzenie drobnoziarnistego dodatku rozluźniającego w postaci wermikulitu powoduje eliminację wtórnego umocnienia mas ze spoiwami nieorganicznymi, wpływając tym samym na poprawę wybijalności. Dodatek wprowadzany jest w trakcie procesu przygotowania masy i nie ma negatywnego wpływu na proces mieszania mas oraz nie powoduje pogorszenia ich podstawowych właściwości mechanicznych i technologicznych, a także 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 - 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 geopolimerowego dodatek rozluźniający: wermikulit - 1,0 część wagowa
Przykład 2. Masa formierska zawiera następujące składniki:
osnowa: piasek kwarcowy ze Szczakowej - 100 części wagowe szkło wodne sodowe - 3,0 części wagowe ciekły utwardzacz: flodur (ester dwuoctanu glikolu etylenowego)
- 8% wagowych w stosunku do ilości spoiwa geopolimerowego dodatek rozluźniający: wermikulit - 1,0 część wagowa
Przykład 3. 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 geopolimerowego dodatek rozluźniający: wermikulit - 2,0 części wagowe
Wytrzymałość na rozciąganie masy ze spoiwem geopolimerowym sporządzonej bez dodatku rozluźniającego po 24 h odstawania wynosi około 0,7 MPa. Po wygrzewaniu masy w temperaturze 900°C wytrzymałość wzrasta do około 0,85 MPa. Natomiast masa sporządzona ze składników podanych w przykładzie 1 charakteryzowała się po 24 h odstawania zbliżoną wartością wytrzymałości, a po wygrzewaniu w temperaturze 900°C wytrzymałość na rozciąganie gwałtownie spadła do wartości poniżej 0,1 MPa.
Wytrzymałość na ściskanie po 24 h odstawania masy ze spoiwem geopolimerowym, która została sporządzona bez dodatku rozluźniającego, wynosi powyżej 3 MPa. Masa sporządzona według przykładu 1 charakteryzuje się zbliżoną wartością wytrzymałości po 24 h odstawania. Wytrzymałość masy ze spoiwem geopolimerowym po wygrzewaniu w temperaturze 900°C wzrasta do blisko 5 MPa, natomiast wytrzymałość ta dla masy sporządzonej według przykładu 1, wygrzewanej w temperaturze 900°C gwałtownie spada do wartości poniżej 0,1 MPa.

Claims (1)

1. Masa formierska lub rdzeniowa o ulepszonej wybijalności, której osnowę stanowi piasek kwarcowy, zawierająca nieorganiczny dodatek rozluźniający, ciekłe spoiwo nieorganiczne krzemianowe w postaci szkła wodnego lub geopolimeru zawierającego wagowo 14,5-15,5% Na2O, 25,5-27,0% SiO2 oraz utwardzacz w postaci mieszaniny estrów, znamienna tym, że jako dodatek rozluźniający zawiera drobnoziarnisty wermikulit, minerał, który stanowi uwodniony glinokrzemian magnezu, żelaza i litu, w ilości 1-2 części wagowych na 100 części wagowych piasku kwarcowego.
PL424534A 2018-02-08 2018-02-08 Masa formierska lub rdzeniowa o ulepszonej wybijalności PL245177B1 (pl)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL424534A PL245177B1 (pl) 2018-02-08 2018-02-08 Masa formierska lub rdzeniowa o ulepszonej wybijalności
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
PL424534A PL245177B1 (pl) 2018-02-08 2018-02-08 Masa formierska lub rdzeniowa o ulepszonej wybijalności

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL424534A1 PL424534A1 (pl) 2019-08-12
PL245177B1 true PL245177B1 (pl) 2024-05-27

Family

ID=67549937

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL424534A PL245177B1 (pl) 2018-02-08 2018-02-08 Masa formierska lub rdzeniowa o ulepszonej wybijalności

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL245177B1 (pl)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1500431A1 (ru) * 1988-05-17 1989-08-15 Институт проблем литья АН УССР Смесь дл изготовлени литейных стержней и форм
JPH03226334A (ja) * 1990-01-29 1991-10-07 Nissan Motor Co Ltd 圧力鋳造用中子
PL206691B1 (pl) * 2004-03-01 2010-09-30 Akad Gorniczo Hutnicza Masa formierska lub rdzeniowa ze szkłem wodnym
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
PL424534A1 (pl) 2019-08-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2678292C (en) Thermal regeneration of foundry sand
JP6165242B2 (ja) 硫酸バリウムを含む鋳型材料混合物
US20140242269A1 (en) Coating compositions for inorganic casting molds and cores, comprising formic acid esters, and use thereof
CN105237001A (zh) 原位生成氮化铝的干熄焦炉用浇注料及其制备方法
CN110860646B (zh) 一种铸造砂组合物及铸造方法
CN117125933B (zh) 一种抗氯盐干湿循环侵蚀的混凝土及其再利用方法
RU2453510C1 (ru) Способ получения пеностеклянных изделий
PL226104B1 (pl) Tworzywo geopolimerowe oraz sposob wytwarzania tworzywa geopolimerowego
PL245177B1 (pl) Masa formierska lub rdzeniowa o ulepszonej wybijalności
RU2358827C1 (ru) Суспензия для изготовления керамических оболочковых форм в литье по выплавляемым моделям
CN107673678B (zh) 再生混凝土及其制备方法
PL245176B1 (pl) Łatwowybijalna masa formierska lub rdzeniowa
WO2020152638A1 (fr) Composition pour la formation d'un géopolymère à propriétés ignifuges et mécaniques améliorées, procédé de fabrication de ce géopolymère et ses utilisations
JP2019196300A (ja) 断熱材及びその製造方法、並びに組成物
RU2410349C1 (ru) Способ получения плавленолитого материала комсилит стс для футеровки тепловых агрегатов цветной металлургии
EP3524372A1 (en) Moulding or core sandmix
JPS5828231B2 (ja) 流動鋳込耐火物
JP2021169124A (ja) 無機鋳型および中子の造型方法
JP6358736B2 (ja) ドライコート材
Kavas et al. Utilization of refractory brick wastes in concrete production as aggregates
RU2793659C1 (ru) Смесь для изготовления литейных форм и стержней
PL206691B1 (pl) Masa formierska lub rdzeniowa ze szkłem wodnym
CN114180979B (zh) 用于渣罐的阻热喷涂料及其制备方法
RU2592922C1 (ru) Композиция для изготовления жаростойких композитов
RU2450886C1 (ru) Формовочная смесь