Смесь для изготовления литейных форм и стержней

 

союз йоеетских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 24.10.75 (21) 2194367/02 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.05.77. Бюллетень № 18

Дата опубликования описания 29.06.77 (51) М. Кл. В 22С 1/20

Государственный комитет

Совета Министров СССР

IIo делам изобретений и открытий (53) УДК 621.742.4 (088.8) (72) Авторы изобретения Ю. П. Васин, А. Е. Спасский, П. П. Рыжов, О. Н. Зайков, В.А. Кичанов, Л. А. Сидоренкова и А. Я. Ларионова

Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (71) Заявитель (54) СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ

И СТЕ Р)КН Е Й

Изобретение относится к литейному производству, а именно к составам смесей для изготовлечия литейных стержней и форм, отверждаемых тепловой обработкой.

Известна смесь для изготовления литейных стержней и форм, отверждаемых тепловой обработкой, содержащая наряду с огнеупорным наполнителем связующее на основе лигносульфонатов и минеральный активатор отверждения связующего, в качестве которого 10 используется сульфат натрия (1). Ввиду обратимого характера отверждения связующего на основе лигносульфонатов, характерного для данной смеси, последняя обладает повышенной гигроскопичностью, что приводит к 15 разупрочнению стержней и форм под влиянием влаги, поступающей из окружающей среды.

Наиболее близкой к описываемому изобретению по технической сущности и достигае- 20 мому результату является смесь для изготовления литейных стержней и форм, отверждаемых тепловой обработкой, содержащая наряду с огнеупорным наполнителем связующсе на основе лигносульфонатов и минераль- 25 ный активатор отверждения связующего, в качестве которого используются минеральные соли аммония, например сульфат аммония (2). В процессе сушки стержней и форм из указанной смеси при температуре 280 — 300 С 30 имеет место необратимое отверждение связующего на основе лигносульфонатов, вследствие чего повышается прочность и снижается гигроскопичность смеси. Однако желательно и дальше улучшать эти свойства смесей, что позволит повысить скорость сушки, увеличить выпуск стержней и форм, улучшить качество отливок.

Цель изобретения — повышение прочности стержней и форм и снижение их гигроскопичности. Это достигается тем, что смесь содержит в качестве минерального активатора отверждения связующего фосфористую кислоту при следующем соотношении ингредиентов, вес. О/О.

Связующее на основе лигносульфонатов 1,5 — 10,5

Фосфористая кислота 0,15 — 5,25

Огнеупорный наполнитель Остальное

Стандартная фосфористая кислота (МРТУ

69-6555-70) представляет собой порошкообразное вещество, растворимое в воде. Она может быть использована как в исходном сухом виде, так и в виде водного раствора; химическая формула НЗРОЗ. При содержании фосфористой кислоты в составе смеси ниже

0,15 вес. % нивелируется ее влияние как активатора отверждения связующего, а при со557858

Таблица 1

Ингредиенты смесь № 6 смесь №5 смесь № 3 смесь № 4 смесь № 2 смесь № 1

91,74

5,51

93,81

5,63

94,08

5,64

93,94

5,64

93,29

5,59

93,81

5,63

2,75

1,12

0,56

0,42

0,28

0,56

Таблица 2

Смесь №4

Свойства №6

¹3

5,60

11,20

14,10

16,80

18,00

13,82

17,20

9,58

14,40

14,55

14,00

10,24

15,56

20,60

18,84

14,60

8,32

10,40

16,44

15,04

12,60

3,15

4,60

10,01

14,00

19,04

12,14

6,40

11,64

18,40

17,80

14,04

7,5 мин

15 мин

30 мин

45 мин

60 мин

75 мин

0,1630

0,1888

0,2013

0,1723

0,1569

0,1449

30 мин

45 мин

60 мин

0,3787

0,4846

0,2177 держании кислоты более 5,25 вес. % дальнейшего улучшения свойств не наблюдается.

Примером связующего на основе лигносульфонатов является сульфитно-дрожжевая бражка (ОСТ-81-79-74), Активацию лигносульфонатов фосфористой кислотой осуществляют в процессе приготовления смеси. Кислота может быть добавлена к наполнителю до или после введения лигносульфонатов. Возможно также предварительное введение фосфористой кислоты в виде порошка или водного раствора в связующее на основе лигносульфонатов.

Стержни и формы из предложенной смеси отверждают тепловой обработкой в температурном интервале 280 †3 С. При этом достигается конденсация лигносульфонатов, их перевод из стеклообразного в вязкотекучее состояние, а затем и в необратимое состояние. Тепловая обработка стержней и форм при температуре ниже 280 С не обеспечивает полного перехода лигносульфонатов в необратимое состояние, вследствие чего смеси имеют повышенную гигроскопичность. Повышать температуру сушки сверх 300 С нецелеКварцевый песок

Сульфитно-дрожжевая бражка (плотность 1,24 г/смз;, содержание сухих веществ 52, 34;, )

Фосфористая кислота

Сульфат аммония (ГОСТ 9097-65)

Ортофосфорная кислота плотностью

1,565 г/сма (ГОСТ 10678-63)

Серная кислота плотностью 1,830— — 1,835 г/см (ГОСТ 2184-67) Прочность на растяжение, кгс/см, при тепловой обработке 280 — 300 С в течение:

Гигроскопичность, ммоль/г, при тепловой обработке 280 †3 С в течение: сообразно, поскольку снижается поверхностная прочность стержней и форм.

Выбор в качестве активатора отверждения лигносульфонатов именно фосфористой кислоты обусловлен тем, что наряду с высокой скоростью отверждения фосфористая кислота обеспечивает и более высокую прочность смесей после их тепловой обработки при 280—

300 С по сравнению с вариантами использо10 вания в качестве активаторов как минеральных солей аммония (например сульфата аммония), так и известных минеральных кислот (например фосфорной или серной).

Пример. Приготавливают смеси № 1 — 3, 15 содержащие в качестве активатора фосфористую кислоту (согласно изобретению), и смесь № 4, содержащую в качестве активатора сульфат аммония (прототип). Кроме того, для сравнения эффективности действия кис20 лотных активаторов приготавливают смесь № 5 с использованием в качестве активатора ортофосфорной кислоты и смесь № 6, в которой активатором служит серная кислота.

Составы смесей № 1 — 6 приведены в табл. 1.

25 Содержание связующего и активаторов в

Содержание ингредиентов, вес.

Ì7858

Формула изобретения

1,5 — 10,5

0,15 — 5,25

Составитель С. Тепляков

Техред А. Камышникова

Корректор О. Тюрина

Редактор Н. Корненко

Заказ 1393/2 Изд. Хд 491 Тираж 992 Подписное

LIHNNHN Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раун.ская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 смесях Мз 1 — 6 выбирают, исходя из их оптимальных значений, Порядок приготовления смесей соответствует указанному. Из смесей готовят стандартные образцы и отверждают при 280 — 300 С в течение 7,5; 15; 30; 45; 60 и 75 мин. Прочность смесей на растяжение определяют по стандартной методике, а гигроскопичность— по массе влаги, адсорбированной отвержденными образцами в течение 48 ч при 20 С и относительной влажности воздуха 98%.

Прочность и гигроскопичность смесей Xo1—

6 приведены в табл. 2.

Из табл. 2 видно, что при использовании в качестве активатора фосфористой кислоты прочность смеси повышается до 20,60 кгс/см, а продолжительность тепловой обработки сокращается с 45 — 60 мин до 30 мин. Кроме того, уменьшается гигроскопичность смеси.

Пропорционально повышению скорости отверждения возрастает производительность и снижаются затраты, связанные с тепловой обработкой стержней и форм. Кроме того, сии>кается склонность смесей к пережогу, повышается поверхностная прочность стержней.

Смесь для изготовления литейных форм и стержней, отверждаемых тепловой обработ5 кой, включающая огнеупорный наполнитель, связующее на основе лигносульфонатов и минеральный активатор отверждения связующего, отличающаяся тем, что, с целью повышения прочности форм и стержней и

10 снижения их гигроскопичности, она содержит в качестве минерального активатора отверждения связующего фосфористую кислоту при следующем соотношении ингредиентов, вес. о/а .

15 Связующее на основе лигносульфонатов

Фосфористая кислота

Огнеупорный наполнитель Остальное

20 Исто IHHKli информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство Мв 63999, М.

Кл. В 22С 1/00, 1941.

2. Сборник научных трудов Челябинского

25 политехнического института, Челябинск, 1975, вып. 155, с. 154 †1 (прототип).