ЛИТЬЕВЫЕ СТЕРЖНИ НА ОСНОВЕ СОЛИ, СПОСОБ ИХ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ

1. Литьевой стержень на основе соли, который может быть изготовлен путем формования и уплотнения смеси стержневых материалов, включающей по меньшей мере одну соль, по меньшей мере одну пленкообразующую систему, состоящую из пленкообразователя / связующего средства и высушивающего средства, а также при необходимости используемые вспомогательные вещества, в частности, добавки, наполнители, смачивающие агенты и катализаторы, причем соль, пленкообразующая система и при необходимости используемые вспомогательные вещества являются неорганическими материалами, растворимыми в используемой в качестве растворителя воде, и причем смесь стержневых материалов подвергнута формованию в литьевые стержни и уплотнению методом сухого прессования.
2. Литьевой стержень на основе соли по п. 1, отличающийся тем, что используют соли, температура разложения или плавления которых выше температуры обтекающего литьевой стержень жидкого металла.
3. Литьевой стержень на основе соли по п. 1, отличающийся тем, что в качестве солей используют хлориды щелочных и щелочно-земельных металлов, в частности, хлорид натрия, хлорид калия и/или хлорид магния, сульфаты и нитраты щелочных и щелочно-земельных металлов, в частности, сульфат калия и/или сульфат магния, соли аммония, в частности, сульфат аммония, или смеси указанных солей.
4. Литьевой стержень на основе соли по п. 3, отличающийся тем, что солью является хлорид натрия.
5. Литьевой стержень на основе соли по п. 1, отличающийся тем, что размер частиц используемой соли находится в интервале от 0,01 до 2 мм.
6. Литьевой стержень на основе соли по п. 1, отличающийся тем, что частицы используемой соли обладают бимодальным или тримодальным распределением по размерам.
7. Литьевой стержень на основе соли по п. 1, отличающийся тем, что гранулометрическому составу используемой соли соответствуют фракции частиц с размерами от 0,01 до 0,29 мм, от 0,3 до 1,3 мм и/или от 1,31 до 2,0 мм.
8. Литьевой стержень на основе соли по п. 1, отличающийся тем, что в качестве пленкообразователя / связующего средства в пленкообразующей системе используют удаляемые водой без остатка неорганические фосфаты, неорганические бораты, силикатные соединения или смеси указанных пленкообразователей / связующих средств.
9. Литьевой стержень на основе соли по п. 1, отличающийся тем, что в качестве пленкообразователя / связующего средства в пленкообразующей системе используют удаляемый водой без остатка фосфат щелочного металла или аммония, моноалюминийфосфат, фосфат бора, тринатрийфосфат, тетракалийпирофосфат, натрийполифосфат или смеси указанных пленкообразователей / связующих средств.
10. Литьевой стержень на основе соли по п. 1, отличающийся тем, что в качестве пленкообразователя / связующего средства в пленкообразующей системе используют водорастворимые силикатные соединения, предпочтительно жидкие стекла.
11. Литьевой стержень на основе соли по п. 1, отличающийся тем, что используемым в пленкообразующей системе связующим является жидкое стекло с силикатным модулем от 1 до 5 и/или смесь жидких стекол с разными значениями силикатного модуля.
12. Литьевой стержень на основе соли по п. 1, отличающийся тем, что количество пленкообразователя / связующего средства составляет от 0,5 до 15% масс, в пересчете на используемую соль.
13. Литьевой стержень на основе соли по п. 11, отличающийся тем, что количество пленкообразователя / связующего средства составляет от 0,5 до 15% масс, в пересчете на используемую соль и зависит от смачивающей способности и силикатного модуля.
14. Литьевой стержень на основе соли по п. 11, отличающийся тем, что в качестве пленкообразователя / связующего средства используют жидкое стекло в количестве от 0,5 до 15% масс, в пересчете на используемую соль, зависящем от распределения частиц соли по размерам и находящемся в соответствии с силикатным модулем жидкого стекла.
15. Литьевой стержень на основе соли по п. 9, отличающийся тем, что используемым в пленкообразующей системе связующим является тетракалийпирофосфат.
16. Литьевой стержень на основе соли по п. 9, отличающийся тем, что в качестве связующего в пленкообразующей системе используют тетракалийпирофосфат в жидкой форме.
17. Литьевой стержень на основе соли по п. 9, отличающийся тем, что в качестве связующего в пленкообразующей системе используют тетракалийпирофосфат в виде 60%-ного водного раствора.
18. Литьевой стержень на основе соли по п. 9, отличающийся тем, что в качестве связующего в пленкообразующей системе используют тетракалийпирофосфат в виде 60%-ного водного раствора в количествах от 1 до 5% масс, предпочтительно от 2 до 4% масс, особенно предпочтительно 2,5% масс, в пересчете на используемое количество соли.
19. Литьевой стержень на основе соли по п. 9, отличающийся тем, что в качестве связующего в пленкообразующей системе используют тетракалийпирофосфат в виде 60%-ного водного раствора в количествах от 1 до 5% масс, предпочтительно от 2 до 4% масс, особенно предпочтительно 2,5% масс, в пересчете на используемое количество соли и дополнительно аналогичное или большее количество тетракалийпирофосфата, находящегося в твердой форме.
20. Литьевой стержень на основе соли по п. 1, отличающийся тем, что пленкообразующая система содержит от 1 до 15% масссвязующего и от 0,3 до 4,5% масс, высушивающего средства соответственно в пересчете на используемое количество соли.
21. Литьевой стержень на основе соли по п. 1, отличающийся тем, что в качестве высушивающего средства в пленкообразующей системе используют гидрофильные вещества, способные обратимо связывать воду.
22. Литьевой стержень на основе соли по п. 1, отличающийся тем, что в качестве высушивающего средства в пленкообразующей системе используют высокодисперсные кремниевые кислоты, в частности, аэросил, силикагель, цеолиты, безводный сульфат натрия и/или сульфат магния.
23. Литьевой стержень на основе соли по п. 1, отличающийся тем, что в качестве вспомогательного вещества добавляют катализатор.
24. Литьевой стержень на основе соли по п. 23, отличающийся тем, что катализатором является особо тонкодисперсная соль с размером частиц предпочтительно менее 100 нм.
25. Литьевой стержень на основе соли по п. 1, отличающийся тем, что в качестве соли используют хлорид натрия предпочтительно с бимодальным или тримодальным распределением частиц по размерам, особенно предпочтительно с гранулометрическим составом, которому соответствуют фракции от 0,01 до 0,29 мм, от 0,3 до 1,3 мм и/или от 1,31 до 2,0 мм, причем пленкообразующей системой является комбинация связующего (жидкого стекла) с высушивающим средством (аэросилом), причем катализатором является особо тонкодисперсная, предпочтительно порошкообразная соль с размером частиц менее 100 нм, причем при необходимости используют другие вспомогательные вещества, в частности, добавки, наполнители, смачивающие агенты и/или другие катализаторы, и причем смесь стержневых материалов является сыпучей.
26. Литьевой стержень на основе соли по п. 1, отличающийся тем, что после формования его подвергают тепловой обработке.
27. Литьевой стержень на основе соли по п. 26, отличающийся тем, что тепловую обработку выполняют при температуре до 600°С, предпочтительно от 500 до 600°С, предпочтительно 580°С.
3
3
28. Литьевой стержень на основе соли по одному из пп. 1-27, отличающийся тем, что после формования он обладает плотностью от 1,5 до 2,1 г/см, предпочтительно от 1,2 до 1,8 г/см.
29. Литьевой стержень на основе соли по одному из пп. 1-27, отличающийся тем, что после формования он обладает пористостью от 10 до 40%, предпочтительно от 5 до 30%.
2
30. Литьевой стержень на основе соли по одному из пп. 1-27, отличающийся тем, что после формования он обладает прочностью при изгибе от 400 до 1500 Н/см.
31. Способ изготовления литьевых стержней на основе соли, в соответствии с которым смесь стержневых материалов, включающую по меньшей мере одну соль, по меньшей мере одну пленкообразующую систему, состоящую из пленкообразователя / связующего средства и высушивающего средства, а также при необходимости используемые вспомогательные вещества, в частности, добавки, наполнители, смачивающие агенты и/или катализаторы, гомогенно перемешивают, формуют в литьевой стержень, уплотняют методом сухого прессования и при необходимости подвергают тепловой обработке.
32. Способ по п. 31, отличающийся тем, что загружают и перемешивают фракции соли с разными кривыми распределения частиц по размерам, получая смесь предпочтительно с бимодальным или тримодальным гранулометрическим составом.
33. Способ по п. 31, отличающийся тем, что в качестве солей выбирают хлориды щелочных и щелочно-земельных металлов, в частности, хлорид натрия, хлорид калия и/или хлорид магния, сульфаты и нитраты щелочных и щелочно-земельных металлов, в частности, сульфат калия и/или сульфат магния, а также соли аммония, в частности, сульфат аммония, или смеси указанных солей.
34. Способ по п. 31, отличающийся тем, что в качестве пленкообразователя / связующего средства в пленкообразующей системе используют удаляемые водой без остатка неорганические фосфаты, неорганические бораты, силикатные соединения или смеси указанных пленкообразователей / связующих средств.
35. Способ по п. 31, отличающийся тем, что в качестве пленкообразователя / связующего средства в пленкообразующей системе используют удаляемый водой без остатка фосфат щелочного металла или аммония, моноалюминийфосфат, фосфат бора, тринатрийфосфат, тетракалийпирофосфат, натрийполифосфат или смеси указанных пленкообразователей / связующих средств.
36. Способ по п. 31, отличающийся тем, что в качестве пленкообразователя / связующего средства в пленкообразующей системе используют водорастворимые силикатные соединения, предпочтительно жидкие стекла.
37. Способ по п. 31, отличающийся тем, что используемым в пленкообразующей системе связующим является жидкое стекло с силикатным модулем от 1 до 5 и/или смесь жидких стекол с разными значениями силикатного модуля.
38. Способ по п. 31, отличающийся тем, что в качестве высушивающего средства в пленкообразующей системе используют гидрофильные вещества, способные обратимо связывать воду.
39. Способ по п. 31, отличающийся тем, что в качестве высушивающего средства в особой пленкообразующей системе используют тонокодисперсные кремниевые кислоты, в частности, аэросил, силикагель, цеолиты, безводный сульфат натрия и/или сульфат магния.
40. Способ по п. 31, отличающийся тем, что в качестве вспомогательного вещества добавляют катализатор.
41. Способ по п. 40, отличающийся тем, что катализатором является особо тонкодисперсная, предпочтительно порошкообразная соль с размером частиц менее 100 нм.
42. Способ по п. 31, отличающийся тем, что солью является хлорид натрия предпочтительно с бимодальным или тримодальным распределением частиц по размерам, особенно предпочтительно с гранулометрическим составом, которому соответствуют фракции частиц с размерами от 0,01 до 0,29 мм, от 0,3 до 1,3 мм и/или от 1,31 до 2,0 мм, вяжущей системой является комбинация связующего (жидкого стекла) с высушивающим средством (аэросилом), катализатором является особо тонкодисперсная, предпочтительно порошкообразная соль с размером частиц менее 100 нм, при необходимости используют другие вспомогательные вещества, в частности, добавки, наполнители, смачивающие агенты и/или другие катализаторы, причем смесь указанных стержневых материалов является сыпучей.
43. Способ по п. 31, отличающийся тем, что стержневые материалы гомогенно смешивают, формуют в литьевой стержень и уплотняют методом сухого прессования.
44. Способ по п. 31, отличающийся тем, что используют, формуют в литьевой стержень и уплотняют методом сухого прессования стержневые материалы, размер частиц которых в зависимости от стержневого материала, необходимого качества поверхности и точности контура подлежащего литью металлического изделия находится в диапазоне от 0,01 до 2 мм.
45. Способ по одному из пп. 31-44, отличающийся тем, что литьевые стержни после формования подвергают тепловой обработке.
46. Способ по п. 45, отличающийся тем, что тепловую обработку выполняют при температуре до 600°С, предпочтительно от 500 до 600°С, предпочтительно 580°С.
47. Применение литьевых стержней на основе соли по одному из пп. 1-30 в качестве заполнителей полостей при изготовлении металлических литых изделий предпочтительно в соответствии с технологией кокильного литья.