Самотвердеющая смесь для изготовления литейных форм и стержней

 

Изобретение относится к литейному производству, а именно к самотвердеющим смесям для изготовления форм и стержней при производстве чугунного, стального и цветного литья. Цель изобретения - улучшение качества форм и стержней за счет повышения их прочности после отверждения в оснастке при сохранении высоких прочностных характеристик в сухом состоянии. Состав самотвердеющей смеси, мас.%: связующее на основе водорастворимых лигносульфонатов (технические лигносульфонаты) 2,7-3,7; высокомолекулярный полиэтиленполиамин мол. м. 10000-20000 0.07-0,40; эпихлоргидрин 0,40-0,90; едкий натр 0,50-0,70; вода 1,30-2,00; кварцевый песок остальное. Реализация изобретения обеспечивает наличие выраженной способности смеси к самозатвердеванию в оснастке без доступа воздуха с высокими показателями прочности форм и стержней, в то время как смесь без эпихлоргидрина, щелочи и воды способна отверждаться только под воздействием тепловой сушки. В то же время смеси по изобретению сохраняют высокие показатели прочности форм и стержней в сухом состоянии, т.е. после тепловой сушки, 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 22 С 1/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

H L - сн- сн, сГ /

О (21) 4661397/02 (22) 13.03.89 (46) 07.12.91, Бюл. ¹ 45

{71) Мариупольский металлургический институт и Производственное объединение

"Азовмаш" (72) Л,А.Большаков, П.А,Гембицкий, Н.Н,Ва рава, А.А,Костаман, Л.А.Трофимова,.

Б.С,Бесчасный, Г.Л.Давшан и В.В.Малакуцко (53) 621.742.4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 224014, кл, В 22 С 1/00, 1966.

Авторское свидетельство СССР

N 1618491, кл, В 22 С 1/20, 1988. (54) САМОТВЕРДЕЮЩАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ (57) Изобретение относится к литейному производству, а именно к самотвердеющим смесям для изготовления форм и стержней при производстве чугунного, стального и цветного литья, Цель изобретения — улучшеИзобретение относится к литейному производству, а именно к самотвердеющим смесям для изготовления форм и стержней при производстве чугунного, стального и цветного литья.

Цель изобретения — улучшение качества форм и стержней за счет повышения их прочности после отверждения в оснастке при сохранении высоких прочностных характеристик в сухом состоянии.

Сущность изобретения заключается в том, что смесь для изготовления литейных

Я2 1696092 А1 ние качества форм и стержней за счет повышения их прочности после отверждения в оснастке при сохранении высоких прочностных характеристик в сухом состоянии. Состав самотвердеющей смеси, мас. : связующее на основе водорастворимых лигносульфонатов (технические лигносульфонаты) 2,7-3,7; высокомолекулярный полиэтиленполиамин мол. м. 10000 — 20000

0,07-0,40; эпихлоргидрин 0,40 — 0,90; едкий натр 0,50 — 0,70; вода 1,30 — 2,00; кварцевый песок остальное. Реализация изобретения обеспечивает наличие выраженной способности смеси к самозатвердеванию в оснастке без доступа воздуха с высокими показателями прочности форм и стержней, в то время как смесь без эпихлоргидрина, щелочи и воды способна отверждаться только под воздействием тепловой сушки. В то же время смеси по изобретению сохраняют высокие показатели прочности форм и стержней в сухом состоянии, т,е. после тепловой сушки, 1 з.п. ф-лы, 2 табл. форм и стержней дополнительно содержит эпихлоргидрин,щелочь и воду.

Эпохлоргидрин формулы бесцветная прозрачная жидкость плотностью 1,175 — 1.185 г/см, выполняет функцию з сшивающего агента между водорастворимыми щелочными лигносульфонатами и высокомолекулярным полиэтиленпалиамином.

1696092

Примером водораствор мого лигносульфоната служат лигносульфонаты технические или сульфитный щелок (предпочтительно использовать указанные продукты плотностью 1,24 — 1,27 г/см ). з

Для повышения вяжущих свойств лигносульфонатов добавляется высокомолекулярный полиэтиленамин молекулярной массы 10000 — 20000, Высокомолекулярный полиэтиленполиамин представляет собой вязкую массу от све ло-желтого до темнокоричневого цвета, хорошо смешивающуюся с водой и водорастворимыми щелочными лигносульфонатами, рН 25%-ного раствора полимера составляет 7,0 — 9,5 ед., имеет плотность 1,05 г/см, гидролизу не подверз жен, реакционно-способен, температуры плавления не имеет. Начало температуры деструкции на воздухе 260 С, в инертной атмосфере 300 С, Основной продукт деструкциии — кокс.

Высокомолекулярный полиэтиленполиамин обладает способностью к агрегированию коллоидных частиц лигнссульфонатов, в результате чего под действием смешивающего агента (отвердителя) эпихлоргидрина происходит процесс полимеризации связующего —. cLUUIBKI лигносульфонатов и полиэтиленполиамина и затверцевание смеси.

Едкий натр к жидкой композиции добавляется для нейтрализации лигносульфонатов, придания им ocHoBHbl)(свойств, что исключает коагуляцию связующего при добавлении высокомолекуляр сго полиэтиленполиамина, а также для регулирования живучести смеси. Огнеупорным наполнителем смеси служит кварцевый песок, Приготовление описываемой смеси осуществляется в смесителях периодического или непрерывного действия следующим образом, К расчетному количеству связующего на основе лигносульфонатов добавляют водный раствор щелочи. Составляющие смеси вводятся в смеситель в следующей последовательности: огнеупорный наполнитель, затем композиция щелочного лигносульфоната с высокомолекулярным полиэ иленамином, l3 последнюю очередь— сшивающий агент (отвердител ь) — эпихлоргидрин.

Возможно приготовление описываемой смеси другим способом, Полученный объем щелочных лигносульфонатов делят на две части, К одной части щелочнь;х лигносульфонатов добавляется водный раствор высокомолекулярного полиэтиленамина, а к другой — сшивающий аген — эпихлоргидрин. Составляющие смеси вводятся в смеситель в следующей последовательности;

55 огнеупорный наполнитель, затем композиция щелочного лигносульфоната с высокомолекулярным полиэ1иленполиамином, в последнюю очередь — композиция щелочного лигносульфоната с эпихлоргидрином, Формовочная или стержневая смесь быстро отверждается в оснастке при ограниченном доступе воздуха равномерно по объему форм или стержней, В табл. 1 приведены составы смесей (содержание высокомолекуля рного полиэтиленполиамина в таблице дано в пересчете с водного раствора на 100% полимера); в табл, 2 — свойства смесей.

Предлагаемые смеси обладают явно выраженной способностью к самозатвердеванию в оснастке без доступа воздуха с высокими показателями прочности форм и стержней (показатели поочности через 1, 4 и 24 ч самозатвердевания), в то время как смесь без эпихлоргидрина, щелочи и воды.

Кроме того, смеси сохраняют высокие показателип прочности форм и стержней в сухом состоянии (т.е. после тепловой сушки).

Благодаря достижению высоких показателей прочности как в отвержденном, так и сухом состоянии создаются предпосылки для получения отливок с повышенной чистотой поверхности и высокой размерной точностью.

Приобретенные свойства смеси к самозатвердеванию позволяют сократить цикл производства форм и стержней и улучшить технико-экономические показатели литейных цехов.

Формула изобретения

1. Самотвердеющая смесь для изготовления литейных форм и стержней, включающая кварцевый песок, связующее на основе водорастворимых лигносульфонатов и Bblсокомолекулярный полиэтиленполиамин с мол, м, 10000...20000, о т ri и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью улучшения качества форм и стержней за счет повышения их прочности после отверждения в оснастке при сохранении высоких прочностных характеристик в сухом состоянии, смесь дополнительно содержит эпихлоргидрин, едкий натр и воду при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: связующее на основе водораст-. воримых лигносульфонатов 2,70 — 3,70; высокомолекулярный полиэтиленполиамин мол, м. 10000 — 20000 0,07 — 0,40; эпихлоргидрин 0,40 — 0,90; едкий натр 0,50 — 0,70: вода

1,30 - 2,00; кварцевый песок остальное.

2, Смесь по и, 1, отличающаяся тем, что в качестве связующего на основе водорастворимых лигносул ьфонатов она содержит технические лигносульфонаты.

1696092

Т а б л и ц а 1

Содержание, мас.Ф, в составе

Компоненты! 2

Кварцевый песок марки 1К020 93,83 33,70 93,50

Технические лигносульфонаты плотностью

1,24-1,27 г/см 3,70

2,70

3,10

О, 07 0,30 0,40

0,70 O,ЬО 0,50

Едкий натр

1,30 1,70 2,00

Сода

3пихлоргидрин плотностью 1,18 г/см

0,40

0,60

0,90

Табли ц а 2

Свойства смеси

Показатели для состава

Иивучесть, мин

12,0

11,G

9,0

0,5

9,2

24,0 29,0 30,5

19,0

12,6

150

110 120

180 200

Высокомолекулярный полиэтиленполиамин мол.массы 1GGOG20G0G

Прочность при сжатии, кгс/см, через время, ч:

4

Прочность при сжатии после сушки при

2GG+1G С в течение

60 мин, кгсlсм

Прочность на растяжение после сушки при

206+1С С в течение

60 мин, кгсlсм

Газопроницаемость, ед., через время, ч:

3,2 5,0

16,5 17,0