Алюмофосфатные связующие

Основой огромного количества вяжущих систем в связи с особыми свойствами водных растворов, их повышенной вязкостью, липкостью и адгезией к различным материалам являются фосфаты алюминия. Возможность их использования для изготовления литейных стержней и форм была изучена в первой исследовательской работе на эту тему, относящейся к 1967 году. Фосфаты алюминия использовались в готовом виде. Смесь отверждалась тепловой сушкой. Показано, что ее газотворность мало отличается от газотворной способности чистого кварцевого песка; отмечена удовлетворительная выбиваемость стержней из отливок. Сделан вывод, что фосфаты алюминия можно использовать в качестве связующего для изготовления стержней 2 - 4 классов и любых форм для отливок из чёрных и цветных металлов, а также для приготовления противопригарных красок.

Алюмофосфатные связующие широко использовались для приготовления огнеупорных растворов. Их характеризует нестабильность свойств при продолжительном хранении, что предполагает приготовление составов на месте использования. Было установлено, что растворы, содержащие совмещенные кислые фосфаты алюминия и хрома отличаются рядом преимуществ по сравнению с алюмофосфатными растворами. Промышленность освоила выпуск алюмохромфосфатного связующего (АХФС), получившего широкое применение при изготовлении огнеупоров.

Возможности АХФС были проверены для изготовления литейных стержней и форм. Связующее использовалось как при тепловой сушке, так и для холодного твердения. Отверджались смеси порошками, содержащими оксид магния и закись-окись железа. Наиболее полно требованиям получения крупных отливок по стабильности размеров, длительной термостойкости, достаточной податливости отвечала смесь, полученная отверждением магнезитом.

Отмечались преимущества по сравнению со смесями на синтетических смолах, связанные с низкой газотворностью АХФС. По сравнению с жидкостекольными смесями смеси на АХФС отличались хорошей выбиваемостью. Их рекомендовалось применять для изготовления отливок из стали, чугуна, алюминиевых и магниевых сплавов. ХТС на основе АХФС были испытаны и внедрены на ряде заводов. Однако в силу ряда недостатков предлагалось их исключить из рассмотрения для технологий холодного твердения. Другими направлениями использования АХФС было применение для форм по выплавляемым моделям, стержней по горячим ящикам и получения противопригарных красок. В целом применение смесей на АХФС сдерживалось из-за токсичности соединений хрома, недостаточной механической прочности в сухом состоянии, недостаточной живучести смесей.

Решение было найдено в модифицировании алюмофосфатных связующих соединениями бора.

Пятый элемент