Смесь для изготовления водорастворимых стержней
555966
Саиз Советскнк
Социалистически .
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Ъ ( (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 18.12.74 (21) 2084051/02 с присоединением заявки Ке (23) Приоритет
Опубликовано 30.04.77. Бюллетень М 16
Дата опубликования описания 20.06.77 (51) М. Кл В 22С 1/00
В 22С 9/10
В 22С 7/02
Тасударственный комитет
Совета Министров СССР
:по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.743А2 (088.8) (72) Авторы изобретения
В. Д. Присяжный, С. М. Коваленко, В. М. Белецкий, В. Н. Харченко, Г. Н. Полевая, В. В. Войтенко и В. М. Степанов (71) Заявитель (54) СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВОДОРАСТВОРИМЫХ
СТЕРЖНЕЙ
Изобретение относится к области литейного производства, а именно к составам смесей для изготовления водорастворимых стержней.
Известны составы на основе карбамида, содержащие кроме карбамида борную кислоту до 2% (состав КбБк 98 — 2), нитрат калия до 20% (состав КбНк 80 — 20); поливиниловый спирт 1 — 5/о, воду 2 — 20/с, хлористый кальций 1,5 — 4%.
Наряду с приемлемыми характеристиками — низкая температура плавления, высокое качество поверхности модели или стержня, применяемые составы имеют существенный недостаток, связанный с разложением карбамида. Разложение жидких карбамидных составов приводит к выделению токсичного аммиака.
Особенно опасным в этом отношении является перегрев карбамидных смесей, так как количество образовавшегося аммиака резко возрастает с температурой. Газовыделение аммиака карбамидных смесей зависит не только от температурного режима, но и от химического состава применяемых смесей.
Наличие гигроскопичной соли повышает способность готовых моделей (стержней) поглощать влагу из окружающей среды. В результате наряду с токсичностью ухудшается качество поверхности, нарушается технологический режим самого литейного производства (хранение готовых изделий и стержней). Этот недостаток особенно ощутим при изготовлении больших партий. Чтобы его устранить, необходимо предусматривать специальные ме5 ры по хранению.
Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является смесь на основе технической мочевины с добавками растворимой
10 соли.
В качестве соли известный состав содержит азотнокислые соли калия и натрия или сернокислые соли алюминия и аммония.
Однако эта смесь обладает пониженной тер15 мостойкостью, что приводит к значительному выделению аммиака при нагревании смеси, следствием чего является образование газовых раковин в стержнях и ее повышенная температура плавления. Стержни (модели), 20 полученные из смеси, имеют повышенную гигроскопичность за счет содержания в ней солей кислородсодержащих кислот.
С целью уменьшения токсичности и гигроскопичности смесь в качестве соли аммония содержит галогенид аммония, а именно хлорид аммония или бромид аммония, при следующем соотношении ингредиентов, вес. %.
Галогенид аммония 10 — 50
3:) Техническая мочевина 50 — 90
555966
Состав смеси, вес, о, Ингредиенты смеси
IV
14,8 эвтектика
Хлорид аммония
35 эвтектика
10
Бромид аммония
63
85,2
Техническая мочевина
Физико-механические свойства смеси приведены ниже:
140
150
170
160
180
130
2,7Х10
2,8Х10
2,7Х10
2, 85Х105
2,5Х10
2, 6 X 10
0,25 — 0,26
64 — 66
0,26 — 0,27
67 — 69
0,075 вЂ,08
1,37 — 1,38
175
0,1357
0,24 — 0,25
66 — 68
0,09 — 0,1
1,336
112
0,26 — 0,27
64 — 66
0,07 — 0,08
1,5 — 1,58
Нет
0,28 — 0 29
66 — 69
0,065 вЂ,07
1,75 — 1,76
160
Нет
0,23 — 0,24
66 — 68
0,08 — 0,09
1,339 вЂ,34
102
0,08 — 0,09
1,42 — 1,43
120
Нет
Нет
Нет
Действие предлагаемых добавок основано на изменении равновесия гидролиза карбамида. При контакте с водой, содержащейся в карбамиде, происходит реакция
NH>CONH +2HqO (NH4) яСОа, (1) в результате которой образуется карбонат аммония. Это соединение уже при сравнительно невысоких температурах (70 С) способно разлагаться с выделением аммиака, воды и углекислого газа (NH„) СОа2ИНа-,-СО -1- Н О (2) Механическая прочность, кг/см
Термическое расширение, 1/град
Линейная усадка, Теплостойкость, С
Вольность, Удельный вес, г/смз
Температура плавления, С
Выделение аммиака, мл/мин
Состав смеси с содержанием галогенида аммония 10 — 50% является оптимальным, так как в указанном интервале температур выделение аммиака практически не наблюдается, при увеличении количества галогенида больше 50% приводит к увеличению выделения аммиака, при уменьшении галогенида меньше 10% гигроскопичность смеси повышается.
Испытания на гигроскопичность были выполнены путем сравнительного взвешивания карбамидгалогенидсодержащих водорастворимых композиций по изобетению и известного состава. Для проверки из указанных составов были изготовлены образцы стержней цилиндрической формы. Образцы помещали в боксы с известной постоянной влажностью
75%. Привес определяли через 30 мин после заливки в форму и через 48 час. В известных смесях наблюдается заметное увеличение веса, что характеризует их более высокую гигроскопичность.
Привес на известных смесях составил, вес. %:
Через 30 мин 0,1
Через 48 час 3,б
Прп этом аммиак легкого удаляется в атмосферу и равновесие сдвигается вправо. Таким образом, происходит непрерывное разложение карбамида, и вода играет роль катализатора
5 разложения. Повышение температуры облегчает удаление аммиака и увеличивает скорость разложения карбамида. Если же карбамид содержит соли аммония, то равновесие реакции (1) сдвигается влево тем сильнее, 10 чем больше концентрация галогенида аммония.
В таблице приведены составы смеси.
У предлагаемой смеси привес составил, вес. %:
15 Через ЗО мин 0,05 — 0,06
Через 48 час 1,2
Время удаления сокращается в 1,5 раза по сравнению с известными смесями. Причиной сокращения времени удаления может быть
20 следующее: в известных карбамидсодержащих смесях происходит накопление продуктов термического разложения (биурет, меламин .и др.), растворимость которых значительно ниже как карбамида, так и галогени25 дов аммония.
В смеси по изобретению накопления указанных веществ не происходит, так как увеличивается их температурный интервал химической устойчивости карбамида, т. е. его разложение подавляется.
Формула изобретения
Смесь для изготовления водорастворимых стержней на основе мочевины, включающая соль аммония, отличающаяся тем, что, с
555966
Составитель В, Муравьева
Техред М. Семенов
Редактор С. Макогон
Корректор Л. Орлова
Заказ 989/9 Изд. Мз 370 Тираж 992 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2 целью уменьшения токсичности и гигроскопичности, в качестве соли аммония она содержит галотенид аммония, а именно хлорид аммония или бромид аммония при следующем соотношении ингредиентов, вес. :
Галогенид аммония 10 — 50
Техническая мочевина 50 — 90.
