Смесь для изготовления литейных форм и стержней

 

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для изготовления литейных форм и стержней из фосфатных холоднотвердеющих смесей. Цель изобретения - повышение живучести смеси и улучшение ее выбиваемости, которая достигается за счет использования в составе смеси кремнийорганического олигомера на основе тетраэтоксисилана, диэтаноламина и бутиленгликоля. Смесь содержит, мас.%: алюмохромфосфатное связующее 3,0 - 3,2

кремнийорганический олигомер на основе тетраэтоксисилана, диэтаноламина и бутиленгликоля 0,2 - 0,5 огнеупорный наполнитель на основе диаоксида кремния - остальное. В отвердителе концентрация аминных группировок меньше, чем в триэтаноламине, в связи с чем повышается в 2,5 - 3 раза живучесть. Выгорание кремнийорганического олигомера способствует улучшению выбиваемости смеси. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (51)S В 22 С 1/10, 1/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М А ВТОРСМОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

flPH П.(НТ СССР

1 (21) 4429569/31-02 (22) 23.05 ° 88 (46) 05 ° 90. Бюл. N 20 (71) Чувашский государственный университет им. И.H. Ульянова (72) И.Е. Илларионов, Н.В. Багрова, E.Ë. Тюков, Ф.В. Багров и А.В. Овчинников (53) 621.742.4 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

) .- 1026925, кл. В 22 С 1/02, 1981.

Авторское свидетельство СССР

N - 1315101, кл. В 22 С 1/02, В 22 С 1/18, 1986.

Авторское свидетельство СССР

i> 10?8413, кл. В 22 С 1/16, 1982. (54) СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ

ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ (57) Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для изготовления литейных

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для изготовления литейных форм и стержней из фосфатных холоднотвердеющих смесей.

Цель изобретения — повышение живучести смеси и улучшение ее выбиваемости.

Предлагаемая смесь содержит огнеупорный накопитель, связующее и отвердитель °

В качестве огнеупорного напылителя использовали обогащенный кварцевый песок марки К 0315 А.

Связующим является алюмохромфосфат (АХФС), который представляет со2 форм и стержней из фосфатных холоднотвердеющих смесей. Цель изобретения — повышение живучести смеси и улучшение ее выбиваемости, которая достигается за счет использования в составе смеси кремнийорганического олигомера на основе тетраэтоксисилана, диэтаноламина и бутиленгликоля. Смесь содержит, мас. Е: алюмохромфосфатное связующее 3,0-3,2; кремнийорганический олигомер на основе тетраэтоксисилана, диэтаноламина и бутиленгликоля 0,2-0,5; огнеупорный наполнитель на основе диоксида кремния остальное, В отвердителе концентрация аминных группировок меньше, чем в триэтаноламине, в связи с чем повышается в 2,5-3 раза живучесть. Выгорание кремнийорганического олигомера способствует улучшению выбиваемости смеси. 2 табл. бой кислую фосфорнокислую соль трехвалентного ор тофосфорной кислотой. АХФС можно использовать в виде технического продукта согласно ТУ 6-18-166-83. Исходная плотность АХФС равна 1,581,60 г/см .

В качестве отвердителя использовали кремнийорганический олигомер, Синтез кремнийорганического олигомера осуществляют на основе тетраэтоксисилана, диэтаноламина и бутиленгликоля следующим способом. В колбу, снабженную механической мешалкой, термометром и прямым холодильником со сборником конденсата, по1567314 мещают 416,6 г тетраэтоксисилана, 105, 1 г диэтаноламина и 90, 1 r 1,4бутандиола. Реакционную массу осторожно нагревают до 140 С при интенсивном перемешивании. Реакция сопровождается выделением этилового спирта, который отгоняется из реакционной смеси для смещения равновесия в сторону целевого олигомера. Отгоняют

95% от теоретически рассчитанного количества этилового спирта. Затем

I реакционную смесь вакуумируют. Полученный олигомер представляет собой легкоплавкое вещество светло-желтого цвета, растворимое в воде, с содержанием гидроксильных групп (% ОН)

2,11, с мол.мас. 574 и Тд = 39,5 С, следующего строения

ОС Н5 ОС 2>5

I 1

S i- ОСН 2СН 2ВНСН 2СН 20 — $1 — 0CH 2СН 2СН20

OC2Hq OC2Hg гидроксильными группами алюмохромфосфатного связующего образуется пространственный полимер по следующей реакции

Вследствие образования анионнокоординационных связей между вторичной аминогруппой элементарных .звеньев кремнийорганического олигомера и

О

II

OH НО-P — OH ОН

О=Р-Π— Ме-О-P=O+ 2

I 1

ОН OH

ОС,Н5 ОСгН

1 I., Й вЂ” OCHgCHQHCH)CHgO-S1-0СНгСНгснгснго-...

ОС,Н, ОСн

ОС,Н, ОС,Н, l — Si= 0CHгCH - Н,- CH HACH 0- Si — ОСН,СН,СН,О ...

ОСгН5 О ОС,Н5 (НΠ— Р= О

О ОН

Ие-О-P = О

I I

НΠ— P =О ОН ч

ОС гН5 О ОсгН5

I + 1 ... — $1 — ОСНг — СН вЂ” NH — СН СНго — Si — ОснгСНгСНгСНго — ...

ОС,Н5 ОСгН5 где He — Cr или Al . 45 После добавления кремнийорганическоСущественное отличие предлагаемого го олигомера и тщательного перемешиотвердителя заключается в том, что вания в течение 2,0-2,5 мин смесь концентрация активных функциональных готова к применению. Из приготовленгруппировок (а именно, аминных) в ной смеси изготовляют стандартные кремнийорганическом олигомере меньше, образцы для определения физико-мечем в триэтаноламине. За счет этого ханических характеристик. живучесть предлагаемой смеси увеличи- Составы предлагаемой смеси привевается в 2,5-3 раза по сравнению с дены в табл. 1. прототипом. Свойства смесей показаны в табл.2.

Смесь готовят путем предваритель- Из данных табл. 2 следует, что ного перемешивания кварцевого песка

55 смесь согласно изобретению по сравнев течение 1,5-2,0 мин, затем добав- нию с прототипом проявляет тенденцию ляют алюмохромфосфатное связующее и к снижению остаточной прочности, осоперемешивают еше в течение 2,0-2,5 мин. бенно заметную при 400-600 С. Это

15673 зопроницаемостью.

20 гомер на основе тетраэтоксисилана, диэтаноламина и

0,2-0 5 бутиленгликоля

Огне упоркч и аполнитель на

30 основе диоксида кремния

Остальное

Таблица1

Ин гредие и ты

1 2 3

3,0

3,0

3,2

0,2

0,5

0,3 означает, что смесь обеспечиваетулучшенную выбиваемость стержней из отливок, так как при 400-600 С происходит выгорание кремнийорганического олигомера и разрушение анионно-координационных связей.

Состав смеси позволяет получить формы и стержни с высокими прочностными показателями на заключительном этапе отверждения при более низком содержании связующего, Незначительное снижение начальной прочности по сравнению с прототипом не оказывает существенного влияния на технологический процесс приготовления форм и стержней.

Прилипаемость у предлагаемой смеси незначительна, формуемость хорошая. Вследствие снижения содержания связующего в составе снижается и влажность смеси, а следовательно, и уменьшается процент брака, связанный с образованием ужимин.

Приготовление предлагаемого состава смеси несложно и может быть быстро внедрено в производство стержней и форм в промышленных условиях.

Реализация изобретения позволяет повысить живучесть смеси в 4-5 раз и улучшить ее выбиваемость, а также получить формы и стержни с минимальКварцевый песок

Об КОЗ 1 5Л1 Б

Ллюмохромфосфатное связующее

Кремнийорганнческий олигоме р

14 6 ной осынаемостью ii оптимальной гаформула и з о б р е т е и и я

Смесь для Jfçãîòîâëåíèÿ литеиных форм и стержней, содержащая огнеупорный наполнитель на основе диоксида кремния, алюмохромфосфатное связующее и органический отвердитель, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повьш епия живучести смеси и улучшения ее выбиваемости, она в качестве органического отвердителя содержит кремнийорганический олигомер на основе тетраэтоксисилана, диэтаноламина и бутиленгликоля при следующем содержании ингредиентов, мас.7:

Ллюмохромфосфатное связующее 3,0-3,2

Кремнийорганический олиСодержание ингредиентов, мас . 7, l3 ct1Eñÿõ

96,8 96,7 96,3

1567314

Таблица 2

Показатели свойств для смесей

Свойства

1 (3

28-30 22-25

18-20

Живучесть, мин

Прочность на сжатие, кгс/см, через, ч

0 5

1,0

4,0

24

Осыпаемость, /

Газопроницаемость, ед.

Остаточная прочность на сжатие, кгс/см (нагрев образца в течение 40 мин и остывание вместе с печью) при температуре, С

900

0,7

1,7

13,7

О, 12

275

1,3

2,5

17,2

0,08

275

2,4

3,5

18,5

0,06

264

5,4

2,9

6,9

3,8

8,5

4,9

Составитель В. Шувалов

Техред M.Õoäàíè÷

Редактор М, Товтин

КоРРектоР С, Шевкун

Заказ 1287

Тираж 633

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССP

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101