Способ приготовления холоднотвердеющей смеси для изготовления литейных стержней

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК д11 4 В 22 С 5/04, 1/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3780501/22-02 (22) 10.08.84 (46) 15.03.86. Бюл . № 10 (72) Н.А.Качхоева, Г.И. Тимофеев и Г.В,Спирин (53) 621,742.59(088.8) (56) Przeglad odlewnictwa, 198 1, 31, № 5-6, с. 158-159.

Жуковский С.С., Лясс А.N. Формы и стержни из холоднотвердеющих смесей, И.: Машиностроение, 1978, с. 168-181. (54) (57) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ХОЛОДНОТВЕРДЕЮЩЕЙ СМЕСИ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

ЛИТЕЙНЫХ СТЕРЖНЕЙ, включающий подачу и дозирование песка, синтетической смолы и катализатора отверждения, их перемешнвание до состояния готовности и подачу готовой смеси

„„ЯО„„1217553 А в стержневой ящик, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью улучшения качества стержней за счет стабилизации вязкости и повышения связующей способности синтетической смолы, уменьшения себестоимости смеси за счет сокращения содержания синтетической смолы и катализатора отверждения и улучшения санитарногигиенических условий труда за счет сокращения выделений в воздушную среду токсичных веществ, синтетическую смолу предварительно обрабатывают ультразвуковыми колебаниями с удельной интенсивностью 0,75—

f,00 Вт/см, при зтом расход смолы составляет 2-3 л/мин, а обработку ультразвуком проводят за 2-25 мин до подачи готовой смеси в стержневой ящик.

1217553 з

4 ) Изобретение относится к литейному производству, в частности к способам получения холоднотвердеющих песчано-смоляных смесей.

Цель изобретения — улучшение качества стержней эа счет стабилизации вязкости и повышения связующей способности синтетической смолы, уменьшение себестоимости смеси за счет сокращения содержания синтетической смолы и катализатора отвержнения и улучшение санитарно †гигиенических условий труда за счет сокращения выделений в воздушную среду токсичных веществ.

Ультразвуковая обработка смолы в заданном режиме позволяет не только снизить вязкость смолы, но и стабилизировать ее, поскольку эффект снижения вязкости вследствие воздействия ультразвука при одном и том же режиме обработки тем сильнее, чем более вязкая смола подвергается обработке. Деструкция полимера в ультразвуковом поле сопровождается его активацией, о чем свидетельствует тот факт, что после выключения ультразвуковых колебаний смола начинает полимеризоваться, причем ее вяз. кость с течением времени превышает исходное значение (до обработки) .

Об этом свидетельствует и увеличение прочности холоднотвердеющих смесей (ХТС), особенно в начальный период отверждения (до 1 ч). Принципиально важным является то, что: в процессе ультразвуковой обработ— ки происходит не только деструкция больших молекул, но и реакции полимеризации (поликонденсации) между мономерами и низкомолекулярными фракциями, в частности,в резольных смолах снижается содержание свободного фенола и формальдегида, что уменьшает вероятность их выделения в воздушную среду на последующих операциях. Активация смолы в ультразвуковом поле позволяет снизить ее содержание (и соответственно содер— жание катализатора) на 20-257 оез ухудшения качества ХТС. Это обеспечивает не только снижение себестоимости готовой смеси, но и выделение вредных веществ на всех последующих операциях, На фиг. 1 показано влияние ультразвуковой обработки в указанном режиме на снижение вязкости смолы.)

10 !

g0 марки СФ-3042 в зависимости от ее величины до обработки, на фиг. 2 зависимость эффективной вязкости смолы СФ-3042 от времени ультразвуковой обработки при удельной интенсивности колебаний порядка 0,301,50 Вт/см2 и расхода потока смолы

1,0-б,О л/мин, на фиг. 3 — зависимость условной вязкости смолы, обработанной в УЗ-поле от времени пос— ле выключения УЗ колебаний.

Из графика (фиг. 1) видно, что если ТУ допускают верхний предел значения вязкости до 150 с, то в результате ультразвуковой обработки в качестве связующего может использоваться смола, загусгевшая до 700750 с (по ВЗ-4), т.е. смола, условная вязкость которой в 5 раз выше допустимого предела.

Иэ графика (фиг. 2) видно, что оптимальным является расход смолы в пределах 2-3 л/мин. При других расходах (выше и ниже указанного предела) эффект ультразвукового воздействия заметно снижается. Нижний предел удельной интенсивности, при котором эффективно влияние ультразвука, составляет 0,75 Вт/см, а увеличение интенсивности выше

1 Вт/см экономически не целесообразно: расход электроэнергии увеличивается без заметного влияния на изменение вязкости.

Из графика (фиг. 3) видно, что через 25-30 мин вязкость хотя и остается ниже исходной (g ), но воэо растает на 10-157. по сравнению с вязкостью, полученной в результате

УЗ-обработки (значение, соответствующее началу графика) .

В табл. 1 приведены данные, иллюстрирующие влияние ультразвуковой активации смолы СФ-3042 на прочностные характеристики ХТС, а также подтверждающие возможность снижения содержания смолы и катализатора отверждения без ухудшения качества готовой смеси.

В табл. 2 показаны результаты замеров выделения вредных веществ на различных рабочих местах в случае применения обычной ХТС (по прототипу) И ХТС„смола которой подвергается ультразвуковой обработке.

Данные табл . 2 подтверждают факт заметного снижения вредных веществ в случае, когда смола проходит обl2l7553 жания смолы и катализатора на 20257. без ухудшения качества готовой смеси, использования смол, загустевших выше допустимого значения вязкости в 4,5-5 раз. На основе этого достигается повышение качества стержней и форм, снижение себестоимости

ХТС и улучшение санитарно-гигиенических условий труда.

Таблица 1

Наименование показателей

Технологические показатели холоднотвердеющих песчаносмоляных смесей

Смесь № 2

Смесь №- 1

Значения по ТУ для смесей со смолой

СФ-3042

После ультразвуковой обработки

После

Без ультразвуковой обработки (по прототипу) ультразвуковой обработки

Прочность на сжатие, кгс/см

Через: ,30 мин l,3

5,2

3,0

4,0

5,2

2,2

1 ч

8,8

6,3

3 ч

13,0

17,9

10,2

21,5

20, I

24 ч

20,0

28,1

33,4

17,4

26,6

Осыпаемость, 7.

0,5

0,16

0,11

0,38

0,20

Газопроницаемость, ед.

100

117

130

132

137

П р и м е ч а н и е. Смесь ¹ 1: смола СФ-3042 — 2,0 м.ч., БСК вЂ” 1,2 м.ч., песок — 100 м.ч. Смесь № 2: смола СФ-3042 — 1 4 м.ч., БСК вЂ” 0,8 м.ч., песок 100 м.ч., где БСК вЂ” водный раствор бензолсульфокислоты. работку ультразвуком (в табл. 2 в числителе — данные по ХТС беэ обработки УЗ, в знаменателе — с обработкой).

Использование предлагаемого способа приготовления песчано-смоляных холоднотвердеющих смесей обеспечивает по сравнению с известными способами возможность сокращения содерБеэ ультразвуковой обработки (по прототипу) ) 217553

МаксимальМаксимальСреднее значеСреднее значение ние значеное ное значезначение ние ние

6 39

4,74

О 30

0,16

6 11

?==

2,94

3 76

=2.

2,81

О 24

-А

0,13

3 39 т

1,66

2 44

1,02

9 17

6,23

3 95 г.

2,80

О 34 т

0,08

О 81.а

0,14

1 47

-л

0,70

2 57

=2.=1,48

2 15

:2.==

0,78

2.

2 78

1,48

О 12

0,04

О 11

0,05.20 80

0,38

14 54 л.

7,12

10 37 †-т-8,22

6 62

5,16

0 85

-т

0,43

10 21

5,09

1 19 .Л.

0,64

-2.

1 03

0,44

-2.

0,74

1 23

-2.

0,81

1 70

0,63 отверждение смеси

О 12

О 56 л.

О 06

-2.

О 04

L отверждение

Место отбора проб и выполняемая операция

Рабочее место стерженщика: заполнение ящиков отверждение стержней раскрытие ящиков

Рабочее место формовщикa: заполнение опок

При з аливке форм

У выбивной решетки

Снижение выделения, 7 при: заполнении раскрытии ящиков

Фенол, мг/м

О 50 О 63

А 2.—

Не обнаружено

О 34 О 55

-я А

Не обнаружено

50-52

52-63

52 — 63

Формальдегид мг /мз

Π07 Π16 — 2.

Не о 6 нар уж.

Не обнаружено

46 "49

76-100

64-66

Таблица 2

Метанол, мг /м

Среднее Максизначение мальное

21-26

29-34

42-47

12l 7553

700 ,, Юо ЮО0

< оо лю

zoo 100 ф

1 2 5 4 5 6 7 8 У

Партия смалы

Фиг. 1! 217553

4 800 ф

f00

8реия одраоотки, кин. .У Г 15 12 10

Расход с чолы, л1иин.

Фиг. Г

12! 7553

Редактор И.Касарда

Заказ 1036/15 Тираж 757 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

100

У0

80 > 70

60 350

40 ф Z0

И ф

2 14 1б 18 20 22 24 26 26 У0,72,У4 ооеля после У3 одродогтш, use.

Щiг. J

Составитель С.Тепляков

Техред М.Надь Корректор С. Шекмар

Филиал ЛПП "Патент", г.ужгород, ул .Проектная, 4