Связующее для изготовления литейных форм и стержней теплового отверждения

 

Изобретение относится к литейному производству, а именно к составам связующих для изготовления литейных форм и стержней, отверждаемых преимущественно в нагреваемой оснастке. Цель изобретения - улучшение качества форм и стержней за счет повышения их прочности в горячем состоянии, а также расширение сырьевой базы модификаторов для лигносульфонатов технических. Состав связующего, мас.%: лигносульфонаты технические 82-92, кубовый остаток периодической дистилляции капролактама на основе водного раствора капролактама 8-18. Смесь со связующим по изобретению содержит 95 мас.% кварцевого песка и 5 мас.% связующего. Реализация изобретения позволяет повысить прочность форм и стержней в горячем состоянии в 1,8-2,0 раза и увеличить за счет этого производительность стержневых автоматов. 2 табл.

Изобретение относится к литейному пpоизводству, в частности к связующим материалам на основе технических лигносульфонатов (ТЛС), применяемым для изготовления литейных форм и стержней, отверждаемых преимущественно в нагреваемой оснастке, и может быть использовано при производстве отливок из чугуна и стали. Цель изобретения - улучшение качества форм и стержней за счет повышения их прочности в горячем состоянии, а также расширение сырьевой базы модификаторов для технических лигносульфонатов. Сущность изобретения состоит в следующем. Кубовый остаток периодической дистилляции капролактама (КО ПДК) имеет следующий состав, мас.%: Капролактам 30...60 Натриевая соль ε -Аминокапроновой кислоты 5...15 Гидроокись нат- рия 0,1...1,5 Осмолы 2...10 Вода Остальное КО ПДК представляет собой подвижную, со специфическим запахом, от светло до темно-коричневого цвета жидкость плотностью (при 20^оС) 1,05-1,15 г/см³, рН 11-13 ед. Модифицирование технических лигносульфонатов КО ПДК осуществляют в процессе приготовления связующего. Добавка модификатора понижает вязкость лигносульфонатов, что является следствием "блокировки" полярных групп лигносульфонатов и разрушения структурных агрегатов мицелл ТЛС. В процессе сушки стержней с описываемым связующим происходит сшивка макромолекул лигносульфонатов через функциональные группы молекул органических веществ, составляющих отход производства капролактама. П р и м е р. Для приготовления связующего по изобретению использовали: технические лигносульфонаты с натриевым основанием с содержанием сухих веществ 48,0%, плотностью 1,23 г/см³ и вязкостью по ВЗ-4 свыше 400 с.; кубовый остаток периодической дистилляции капролактама плотностью 1,091 г/см³, рН 11,6 ед. и с химическим составом, мас.%: капролактам 48, натриевая соль аминокапроновой кислоты 7, гидроокись натрия - 0,6, осмолы - 3, вода - 41,4. В табл.1 приведены составы связующих N 1 - 3 по изобретению. Связующее по изобретению приготовляют путем совмещения и тщательного перемешивания указанных материалов в течение 3-5 мин до получения однородной жидкости. Ввиду различия в показателях концентрации водородных ионов у КО ПДК и ТЛС, при введении первого во второе наблюдается загустевание композиции, однако, при последующем перемешивании загустевшей массы она теряет высокую вязкость, переходя в жидкое состояние. Стержневые смеси готовили в лабораторных бегунах. Составы смесей со связующим по изобретению содержали 95 мас.% кварцевого песка и 5 мас.% связующего. В течение 1 мин перемешивали кварцевый песок, затем вводили связующее и продолжали перемешивание смеси еще в течение 3 мин. Из смесей формовали стандартные образцы для испытаний на физико-механические и технологические свойства по ГОСТ 23409-78. Сушка образцов производилась в сушильном шкафу при температуре 25±10^оС. Физико-механические свойства смесей со связующим N 1-3 приведены в табл.2. Из данных табл.2 видно, что в отличие от прототипа, связующее по изобретению обеспечивает стержням повышение прочности в горячем состоянии с 3,2 до 6,5 кгс/см², т.е. в 2 раза. Это позволяет сократить цикл теплового отверждения смесей в оснастке и повысить производительность стержневых автоматов. Уровень прочности на растяжение стандартных образцов после 5 и 10 мин сушки является достаточно высоким, чтобы удовлетворять требованиям литейного производства. Оптимальное содержание в связующем КО ПДК находится в диапазоне 8-18 мас. % . При содержании его в составе связующего ниже 8 мас.% увеличивается осыпаемость форм и стержней, выше 18 мас.% уменьшается их горячая прочность. Таким образом, использование связующего по изобретению обеспечивает следующие технико-экономические преимущества: увеличение прочности форм и стержней в 1,8-2,0 раза, что позволит повысить производительность стержневых автоматов; расширение сырьевой базы среди побочных продуктов органического синтеза, что позволит увеличить выпуск модифицированных технических лигносульфонатов.

Формула изобретения

СВЯЗУЮЩЕЕ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ ТЕПЛОВОГО ОТВЕРЖДЕНИЯ, включающее лигносульфонаты технические и побочный продукт органического синтеза, отличающееся тем, что, с целью улучшения качества форм и стержней за счет повышения их прочности в горячем состоянии, а также расширения сырьевой базы модификаторов для лигносульфонатов технических, связующее в качестве побочного продукта органического синтеза содержит кубовый остаток периодической дистилляции капролактама на основе водного раствора капролактама при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: Лигносульфонаты технические 82 - 92 Кубовый остаток периодической дистилляции капролактама на основе водного раствора капролактама 8 - 18

РИСУНКИ

Рисунок 1