Смесь для изготовления литейных форм и стержней

 

Изобретение относится к литейному производству, в частности к составам холоднотвердеющих смесей на синтетических смолах. Сущность:- использование в смеси комплексного аммонизированного алюмоферрифосфата обеспечивает отверждение карбамидоформальдегидных смол при температурах 283-313 К и необходимую термопрочность формы и стержня, нагреваемых до 1073-1273°К, и повышение качества отливок . 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

Республик (s»s В 22 С 1/10

НОЕ ПАТЕНТНОЕ

CCP

CP) p„)ging

@Щ)р

Е -,--..-. г Е м с

АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (21 (22 (46 (71) г72)t ров (56) )Р лан з смо а (54)

НЫХ

50,6 — 98,0

ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. р итут литейного производства

С,С,Ткаченко, С,И.Прозорин, В,Г,КабиИ.М.Иванова и Н,Г.Колупаев екламный проспект ВНИИТЭМР, Сиированная карбамидно-фурановая

КФ-65. Интермитмаш-88, С;, 1988.

МЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙФОРМ И СТЕРЖНЕЙ эобретение относится к области литей ого производства, в частности, к составам холодно твердеющих смесей (ХТС) на синт)етических смолах. Известны различные сост вы XC на основе огнеупорного наполните)ля, смоляного связующего и отвердителя, апример, смесь содержит компоненты, мас.%.

Кварцевый песок 0,6 — 98,0

Регенерированный песок

Карбамидоформальд)егидная смола 1,0-1,0 брт.офосфорная кислота 0,4 — 1,2

А также смесь имеет состав. мас. )(,: очевиноформальегиднофурановая смола 1,7 — 2,0

Ортофосфорная кислота 0,1 — 0,4

Хлористый алюминий 0,2-0,4

Смеси на карбамидоформальдегидной смоле не имеют прочности на сжатие при

573 К, а на фурановых — при 1073 К, Кроме этого, смоляные смеси, отверждаемые орто„,5U«, 1792789 А1 сится к литейному ти к составам холодна синтетических смолах. Сущность. использование в смеси комплексного аммонизированного алюмоферрифосфата обеспечивает атверждение карбамидоформальдегидных смол при температурах 283-313 К и необходимую термопрочность формы и стержня, нагреваемых до 1073-1273 К, и повышение качества отливок. 2 табл. фосфорной кислотой, образуют в процессе заливки литейной формы водородную пористость на поверхности отливок.

Наиболее близкой к предлагаемому составу по технической сущности и достигаемому эффекту является смесь для изготовления литейных форм и стержней, содержащая огнеупорный наполнитель— кварцевый песок, связующее карбамидо-: М формальдегидную смолу, отвердитель — ор- 0 тофосфорную кислоту при соотношении последних 1:1. 4

Эта смесь обеспечивает получение ка- р чественных мелких и средних отливок, но крупные и тяжелые отливки получаются некачественными, с дефектами, например, пористостью. Ортофосфорная кислота при термодеструкции образует водород, который легко растворяется в поверхностном слое жидкого металла, вызывая тем самым газовую ситовидную пористость на поверхности отливки.

Цель изобретения — повышение качества отливок за счет повь) шения пластичности и скоростй отверджения смоляных смесей с высокой термопрочностью при 1273 К.

1792789

Для достижения поставленной цели используется смесь, включающая огнеупорный наполнитель — кварцевый песок, связующее — карбамидоформальдегидную смолу и комплексную добавку — антипирен из нефалина — комплексный аммонизированный алюмоферрифосфат, выполняющую одновременно функции отвердителя карбамигоформальдегидной смолы и термоупрочнителя смеси при высокой температуре.

Смесь содержит укаэанные компоненты в следующем соотношении, мас,%:

Карбамидоформальдегидная смола

Антипирен из нефалина— комплексный аммонизированный алюмоферрифосфат Огнеупорный наполнитель

Остальное

Общий Р205 не менее

Водорастворимая часть не более

КРЗ не более

А ОЗ+ Г Оз около

3|02 ОКОЛО

48

2,5

4,0

12,0

17,0

ОколО 8,0

HzO не более рН водной вытяжки

1,0

4,5

Объемный вес в разрыхленном состоянии не менее 0,7 т/м, Удельная поверхность антипирена 10000-40000 см /r.

Растворимость в воде основного вещества — нерастворимо. Антипирен нефелиновый

Новизна предлагаемой смеси заключа. ется в том, что использование в ней комплексного аммонизированного ал юмоферрифосфата обеспечивает отверждение нецефицитных и недорогих карбамидоформальдегидных смол при температурах 283-313 К и необходимую прочность формы и стержня, нагреваемых до температур 1073 К-1273 К и устранение водородного насыщен|ля поверхностного слоя жидкого металла за счет исключения из состава смеси кислотного катализатора твердения -- ортофосфорной кислоты, Отвер>кдение смеси происходит в результате химической реакции карбамидоформальдегидной смолы с комплексным аммонизированным алюмоферрифосфатом (антипиреном из нафелина), Антипирен изготавливается промышленностью из нефелинового концентрата, экстракционной фосфорной кислоты и мочевины, он нетоксичен (см, ТУ 6.08 — 390 — 76).

Химический состав антипирена, %; при температурах 1073 — 1273 К становится

Высоко ВязкОЙ плотной жидкостыО, которая адгезионно связывает зерна огнеупорного наполнителя, не допуская размыва стержня

- | и формы жидким металлом, . Цельная непрерывно связанная структура смеси при высокой температуре достигается при достаточном содержайии антипирена, т,е, не менее 4 мас,% При более низком содержании антипирена (например,. 2%) эффект цельной связанной структуры смеси отсутствует и такая смесь размывается жидким металлом, как и все известные смоляные смеси с низкой термопрочностью, В предлагаемой смеси применяются карбамидоформальдегидные смолы, соответствующие ГОСТ 14231 — 73, в качестВ8 огнеупорного наполнителя — кварцевый песок марки 1К02А ГОСТ 2138 — 84.

20 Предлагаемую смоляную ХТС приготавлива|от в два этапа: на первом этапе приготавливают базовую сыпучую смесь из огнеупорного наполнителя и антипирена, Базовую сыпучую смесь загружают в бункера, расположенные над шнековыми непрерывного действия или лопастными периодического действия стандартными смесителями. На втором этапе приготовления из бункеров базовая сыпу30 чая смесь через дозаторы поступает в смеситель, в этот же смеситель подается расчетное количество карбамидоформальдегидной смолы, и все интенсивно перемешивается в течение 10 — 20 секунд.

35 Готовую смесь загружают в стержневые ящики или опоки с моделью, уплотняют и выдер>кивают в них в течение 30 мин, После достижения смесью манипуляционной прочности стержневые ящики разби40 рают, а модели из форм извлекают. Далее стержни и формы доотвержда|отся до технологической прочности, после этого их окрашивают самотвердеющей термопрочной противопригарной краской на смоле ДС.

В табл. 1 приведены составы предлагаемой смеси (2, 3, 4) и состав известной смеси — прототипа (6), а в табл. 2 — физико-механические свойства этих смесей, Состав 1 содержит составляющие на уровне ниже нижнего предела, а состав 5 содер>кит составляющие на уровне выше верхнего предела.

Составы 2, 3 и 4 обеспечивают комплекс технологических свойств по существу заявКак видно из табл, 2, предлагаемая смоляная термопрочная холоднотвердеющая смесь обеспечивает; химическое отверждение при температуре 293 К, высокую термо1792789

Карбамидноформальдегидное связующее

Комплексный аммониэированный алюмоферрифосфат

Огнеупорный наполнитель

Остальное. таблица1

Табанил 2

Составы смесей, показатель свойства

Физико-механические и технологические свойства смесей

6 /Прототип/

Прочность на сжатие. МПа, нв менее: через 1 ч при 293 К через 3 ч при 293 K при" 1273 K

- Газопроницаемость, ед, не менее

Влажность, $, не более

Осыпаемость, ф„не более

Газотворность при 1273 К, см /г

Живу есть. мин, не менее

Наличие водородной пористости на псг верхности отливки

Наличие дефекта крупной и твжелой отливки со сто оны сте жнл

1,2

4.4

0,12

2.2

0,06

12

0.8

2.0

2.5

0,1

12

1,3

4.6

О. 15

2,4

0.04 !

20

1,1

4.2

0.09

150 г.о

0.08

11

1.0

4,0

008

1.8

0,1

0.8

1,2

0.0З

1,6

1.0

9 го

Нет

Нвт

Нет

Нет

Нет

Есть

То же

То же

То же

То же

То же

Составитель О.Белков

Техред М.Моргентал

РеДактор С,Кулакова

Корректор Н.Слободяник

Заказ 473 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 прочность при температуре 1273 К, получение крупных и тяжелых отливок беэ водородной пористости на поверхности.

Состав 1 имеет низкие прочности на сжа Гие за установленное время отверждения смеси и низкую термопрочность при

127 К, а состав 5 имеет повышенную гаэотворную способность, I

Оптимальными свойствами являются сос авы 2, 3, 4 высококачественные стержни форме, изготовленные из химически тве деющей смоляной смеси с высокой термопрочностью при 1273 К, обеспечивают пол чение крупных и тяжелых отливок высоормула изобретения

1 месь для изготовления литейных форм и ст!эржней, включающая огнеупорный напол19итель, карбамидноформальдегидное связку!ощее и отвердитель при соотношении пос/ едних 1:1, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества отливок эа счет пов шения пластичности и скорости отвержде ия, она содержит в качестве отвердитекого качества без водородной пористости на поверхности, Предлагаемый состав химически твердеющей смоляной смеси с высокой термо5 прочностью при 1273 К дает новый положительный эффект; высока термопрочная смесь на недефицитной недорогой нетоксичной смоле обеспечивает получение крупных и тяжелых отливок без песчаных

10 раковин и водородной пористости.

Такие смеси будут использоваться в литейных цехах предприятий при изготовлении крупных и тяжелых отливок из стали, чугуна, цветных сплавов.

15 ля комплексный аммониэированный à lloMQферрифосфат при следующем соотношении компонентов, мас.%: