192537. lajstromszámú szabadalom • Adalékanyag és eljárás vízüvegkötésű öntőformáknál és/vagy magoknál az öntés után visszamaradó üritési szilárdság szabályozására
1 192 537 9 A találmány tárgya adalékanyag és eljárás, alkalmazásával, vízüvegkötésű öntőformáknál és/vagy magoknál az öntés után viszszamaradó forma és/vagy maganyag ürítési szilárdságának szabályozására. A találmány szerinti adalékanyag alkalmazásával az öntőformák és magok nagyobb term e I ék e n y s égg el, jobb felületminőséggel gyárthatók, továbbá az öntési hő hatására kialakuló és visszamaradó, ürítési szilárdság a mindenkori iteohnológiai követelményeknek megfelelően, széles hőmérséklettartományban szabályozható módon csökkanthetővé válik. Az említettekből adódóan az öntvények homokmentesítésére, tisztítására fordított munkaidő és energia-igény is jelentős mértékben csökkenthető, valamint csökken a homokráégések, a hideg és melegrepedések előfordulása, az adalékanyag alkalmazásával gyártott öntőformák és magoik jó felülebminőségűek, nem higroszkóposok, korlátlanul tárolhatók. További előnye az adalékanyag alkalmazásának, hogy öntéskor füstöt vagy olyan toxikus hatású égésgázt nem fejleszt, amely az emberi szervezetre káros és rontja az öntödei munkaegészség- és környezetvédelem körülményeit. Ismert, hogy a vízüveg — C02 eljárás öntödei alkalmazása iránt ismét jelentős ipari érdeklődés nyilvánul meg. Az érdeklődésnek ezt az újabb fellendülését azonban nem, csupán gazdasági- és műszaki előnyökkel, hanem az eljárás által biztosítható jobb .munkahigiéniai- és környezetvédelmi körülményekkel is magyarázzák. Tény, hogy a vízüveg — C02 eljárásnak fenti előnyei mellett van egy sajátos, az öntőiprari szakemberek által jól ismert alkalmazástechnológiai problémája. Nevezetesen az, hogy az eljárás szerinti vízüvegkötésű öntőformákban és magokban öntés után nagy visszamaradó szilárdságok alakulnak ki, ezáltal az öntőforma- és magrészek eltávolítása az öntvényekből rendkívül nehéz. A viszszamardó szilárdság gyakran olyan méretekét ölt, hogy a vízüveges forma, vagy mag nagy törőszilárdsága révén korlátozza a fém zsugorodási munkáját az öntvény lehűlése közben. Ha a törőszilárdság nagysága meghaladja a dermedő fém folyáshatárát, illetve képlékeny nyújthatóságát, melegrepedés következik be, vagy a megszilárdult öntvény kritikus helyein olyan feszültségek ébrednek, amelyek miatt külső behatások esetén — például az öntvény mechanikus ürítésekor — gyakran hidegrepedés következik be. Az ismert probléma műszaki jelentőségének megfelelően, számos kísérlet történt a vízüveges keverékek öntőformái és magjai visszamaradó szilárdságának .csökkentésére, az öntőforma- és magrészek el távoli thatóságának megjavítására. Így például L. Petrzels, a vízüveges keverékeknél lazítóanyagként hatásosnak találta többek között a szénpor, grafit, kvarcliszt, agyag, bentonit, samottliszt, nátriumkarbonát alkalmazását. (Fondrie Beige 1957. nr. 9. s. 220—222 és Fondrie, 1958. nr. 155. s. 549— 553.). Az üríthetőséget javító adalékként acélöntvényeknél csak az agyagot ajánlja. Vasöntvények vízüveg-kötésű formáinál 3— 7% szénport, 1—3% tűzálló agyagot, vagy kaolinitet javasol alkalmazni. Egyben megállapítja, hogy a kalciumkarbonát, magnezit és cukoradalékok alkalmatlanok a műszaki probléma megoldására. (Slévarenstvi. 1958, t. 6. nr. 5. s. 142—149). Az üríthetőséget javító .adalékként 1% porított naftalint és 2—3% szénpor együttes adagolását javasolja, de ennek hátránya, hogy öntéskor a naftalinkomponens nagyon bűzös füstöt áraszt. E. Hlavsa, nátriumbidroxidot tartalmazó keményítőoldatot alkalmaz Al-öntvények és rézötvözetű öntvények üríthetőségének megjavítására. (Slévárenstvi. 1963. t. 11. nr. 12. s. 526—529.). H. Gumienny, vízüveges keverékekhez 4° o szénport és 4% kokszport alkalmaz és ehhez 1% aszfaltot is ad, amely szerinte tovább javítja a vízüveges keverékek üríthetőségét. (Przeglad Odlewnictva, 1967. t. 7. nr. 6. s. 161—165.). Z. Wertz vizsgálatai alapján a mészkölisz.t és a lazítóanyagként ismert melasz alkalmazása — különösen 800 °C-ot meghaladó forma hőmérsékletek esetén — nem ősökként! a visszamaradó szilárdságot. A 162 798. sz. magyar szabadalmi leírás szerinti megoldás porcukrot, vasoxidot, magnéziumoxidot és krétaport alkalmaz a vízüveges keverékek lazítására. Az ismert adalékok azonban — bár alkalmazásuk a formák nyersszilárdságát sok esetben növeli — nem képesek kielégítően csökkenteni az öntés után visszamaradó szilárdság értékét, mivel az alkalmazott hőmérsékleti tartományok nem alkalmasak arra, hogy az öntéskor képződő szilikátolvadékok kémiai összetételét, viszkozitását, eutektiikus olvadási hőmérsékletét, valamint az ezekkel szorosan összefüggő fizikai és kémiai tulajdonságokat kedvezően befolyásolják. A cukor vagy melaszadalék továbbá növeli a formák higroszkóposságát, nő a vízüveges keverékek ragadásra való hajlama, így csökken a termelékenység, romlik az öntött formák minősége, nő a selejt. A vízüvegkötésű öntőformáknál a visszamaradó szilárdság különösen acél-, vas- és alumínium öntések esetében nagy. Ez a jelenség azzal magyarázható, hogy a formák előállításánál a technológiai keverékeken belül a tűzálló szemcsék alakjától és szemcsemáretétől, valamint a vízüvegoldat viszkozitásától és a keverés körülményeitől függően heterogén eloszlásban (különböző rétegvastagságú vízüvegbevonatok alakulnak ki a szemcsék felületén, amelyekből a C02 kezelés hatására, ugyancsak a különböző rétegvastagságú 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
