Комплексный активатор для смесей на карбамидно-фурановых связующих при изготовления литейных стрежней и форм по нагреваемой оснастке и способ его приготовления

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сотов Еоветсиня

Социапистичвеиия рвеспубяик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) ЗаявленО 0904.76 pl) 2349767/22-02 с присоединением заявки Р(в (23) Приоритет (43) Опубликовано 05д778.Бюллетень %25 (45) Дата опубликования описания 020678 (5l) М. Кл.2

В 2? C 1 jg

В 22 С 5/ „

Гвщврвтввввк1 вввтвтвт

Ввввтв Мввввтрвв (CM вв дввва взвврвтвввв в втврытвй () УЛК 621 . 74 2. (088.8) (72) Авторы изобретения

Ю. П, Васин, 3. Я. Иткис, В. Н. Михайлу

В. A. Ширинкин, В. А. Смолко, И. Е. Илл и В. С. Парамонов

Челябинский политехнический институт им. Ленинского ксисомола (7l} Заявитель (54) КОМПЛЕКСНЫЙ АКТИВАТОР ДЛЯ СМЕСЕЙ HA КАРБИДНОФУРАНОВЫХ СВЯЗЯСЩИХ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ ЛИТЕЙНЫХ СТЕРЖНЕЙ

И ФОРМ ПО НАГРЕВАЕМОЙ OCHACTKE И СПОСОБ

ЕГО ПРИГОТОВЛЕНИЯ

1,5-3, 5

Остальное

Изобретение относится к литейному производству, а именно к составам комплексных активаторов, отвердителей, катализаторов для смесей на карбамидно фурановых связующих при изготовлении 5 литейных стержней и форм по нагреваемой оснастке и способам приготовления данных активаторов.

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является комплексный активатор для смесей на карбамидно-фурановых связующих при изготовлении литейных стержней и форм по нагреваемой оснастке, содержащий . мочевину, аммонийную соль азотной кислоты (нитрат аммония), меляссу и воду t1) . Способ приготовления укаэанного комплексного активатора заключается в растворении его ингредиентов Р0 в воде и их перемешивании. Данный активатор получил наименование катализатор 21-37 .

Смеси горячего отверждения на карбамидно-фураиовом связующем, получен- Ф ные с использованием катализатора 2137, характеризуются живучестью не более 4 час, что требует быстрой переработки приготовленной смеси, достаточно высокой температурой нагрева оснастки (220-250 C), что повышает требования к ее оснастке. Кроме того, они требуют использования беэглннистых песков, так как в противном случае снижается их прочность и возрастает осыпаемость.-Для компенсации потерь прочностй приходится увеличивать расход связующего, что приводит к нежелательному росту газотворности смеси.

Целью изобретения является снижение температуры нагрева оснастки, повышение прочности, уменьшение осыпаемости н газотворностн стержней н форм, а также повыаение живучести смеси.

Для достижения поставленной цели комплексный активатор для смесей на карбамидно-фурановых связующих при изготовлении литейных стержней и форм йо Ъагреваемой оснастке, включающий соль азотной кислоты и воду, содер*ит в качестве соли азотной кислоты нитрат кальция и дополнительно содержит сульфат аьввония и сульфитно-спиртовую барду при следующем соотношении ингредиентов, вес.Ф:

Нитрат кальция 34,8-39, 0

Сульфат аммония 4,0-6,0

Сулъфитно-спиртовая барда

Вода

613849

20 (ГОСТ 9097-65) s.

Для достижения поставленной цели предлагается способ приготовления указанного комплексного активатора, включающий растворение ингредиентов в воде к их перемешивание, отличительнйй признак которого заключается в том, что приготавливают раздельно водные растворы нитрата кальция и сульфата аммония с последующим их перемешиваанем добавляют, водиый раствор суль фитнр-спиртовой барды и перемешивают кампоэицию до достижения гомогенного состояния.

Для приготовления предлагаемого комплексного активатора целесообраз" но испольэовать следующие технические продуктыs 18

Нитрат кальция технический (СТУ-71-Х-20-62)

Сульфат аммония технический

Сульфитноспиртовая барда (ГОСТ 8518-57) .

Прн содержании нитрата кальция, сульфата аммония и сульфитно-спиртовой барды в составе комплексного активатора ниже нижнего или выше верхнего укаэанных пределов наблюдается снижение прочности, повышение осыпаемос- 30 ти стержней и форм н уменьшение живучести смесей.

Предлагаемый способ получения комплексного активатора предполагает следующий порядок растворения ингредиентов и режим их перемешивания. Растворение нитрата кальция, сульфата аммония н сульфитно-спиртовой барды производится в воде при комнатной температуре. Каждый ингредиент растворяется раздельно в мешалках. После полного растворения солей нх растворы сливаются в одну емкость и перемешивают в течение 10-15 мин. Затем вводят расчетное количество раствора сульфитно-спиртовой барды и при необ- 45 ходимости корректируют общее содержание воды в активаторе. После этого продолжают перемешивание активатора в течение 2-3 мин. Общее время перемешивания составляет 12-18 мин. Комплекс- 80 ный активатор рекомендуется готовить на недельный срок работы.

Принятый порядок приготовления комПлексного активатора объясняется следующим. При совместном растворении компонентов в воде и их взаимном перемешивании происходит взаимодействие между нитратом кальция и сульфатом авв ония с образованием сульфата каль- Ю ция. Ввиду упрочняющего действия кристаллогидратов сульфата кальция (гипса) происходит уменьшение живучести и повышение прочности смеси в сыром состоянии, что создает трудности при 65 формообразовании стержней пескострельным или пескодувным способами.

При раздельном растворении компонентов Происходит сольватация соответствующих ионов солей молекулами воды, затрудняющая их химическое взаимодействие при последующем смешивании растворов. С введением сульфитно-спиртовой барды устойчивость ионов солей повышается, так как последние блокируются высокомолекулярными составляющими лигносульфонатов. Поэтому значительно увеличивается живучесть и снижается прочность смеси в сыром состоянии.

Пример . Описанным выше способом приготавливают комплексный активатор согласно настоящему изобретению (составы — см. табл. 1) .

Кроме того, известньм способом приготавливают катализатор 21 — 37 (состав — см. табл. 1) .

Для оценки эффективности предложенного активатора проготавливались смеси на карбамидно-фут)ановом свяэующем КФ-40 (Ту- 05-1614-73). ТемпеРатура отверждения стандартных образцов, полученных из смесей, составляла 170-200 С, продолжительность отверждения 20-25 сек . При отверждении образцов из смеси с катализатором 21-37 (по выбранному прототипу) температура оснастки составляла 220-250 С .

Все смеси приготавливались с использованием в качестве огнеупорногс наполнителя взятых в весовом соотношении 1:1 двух кварцевых песков

Кичигинского (У0315) и Нижнеувельского (K016) месторождений.

Составы испытанных смесей были идентичными и включали 3 вес.% карбамидно-фурановой смолы КФ-40, 0,7 вес.Ъ комплексных активаторов 9 1, 2 или 3 (составы последних — см. табл. 1) или (для сравнения) 0,7 вес.Ъ катализатора 21-37, а также укаэанный вьые огнеупорный наполнитель (остальное до

100 вес.Ъ).

Результаты испытаний приведены в табл. 2.

Такйм образом, предложенный комплексный активатор обеспечивает голучение следующих преимуществ; — повышение живучести смеси; — повышение прочности, особенно в случае использования песков с повышенным глнносодержаннем (эа счет протекания в процессе тепловой обработки химической реакции с образованием гипса) 1 — снижение температуры нагрева оснастки с 220-250 C до 170 †200 — снижение гаэотворной способности и осыпаемости смесей.

Кроме того, нитрат аммония, обра613849 деЪяемый смолой, что улучшает санитарно-гигиенические условия труда на рабочих участках.

Таблица 1 з ющийся в процессе горячего отверждения, обладает способностью химически связывать свободный формальдегид, вы34,8 36,5 36,8

Нитрат кальция

Сульфат аммония

4,0 5,0

6,0

Сульфитно-спиртовая барда

3,5

2,0 2,5

Мочевнна

Нитрат аммония

Мелясса

Вода

21

55,7 57,5 55,7 21

Таблица 2

Наименование свойств рочнотгть на растяжение через

4-6 час после ropячerо отверждения, кгс/см

14-15

11,0

18-20

12,0

13-15

ll,5

0,25

10-12 до 4,0

Живучесть, час

Осыпаемость, Ъ

0,3

0,1

0,3

34, 8-39 0

4,0-6,0

ЦНИИПИ Заказ 3583/9 Тираж 950 Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Гаэотворность, см /г 11-12 5 11-12,5 10-11 1 5-16

Формула изобретения барда 1,5-3,5

Вода Остальное

1. комплексный активатор для смесей g 2. Способ приготовления комна карбамидно-фурановых связующих при плексного активатора по п.l, включаю« йзготовленнн литейных стержней и форм щий растворение ингредиентов в воде по нагреваемой оснастке, включающий и их перемешивание, о т л и ч а ю щ и ясоль азотной кислоты и воду, о т л и- с я тем, чтО, с целью повьааеиня живу(Еб ч а ю шийся тем, что, с целью 50 ти смеси, приготавливают раздельно водсннкения температуры нагрева оснаст- Мые растворы нитрата кальция и сулькн, повышения прочности, уменьшения фата аммония с последузщим их . hepeосыпаемостн и гаэотворности стержней мешиванием, добавляют водный раствор н форм, он содержит s качестве соли сульфитно-спиртовой барды и перемеазотной iкислоты. нитрат кальция и шнвают композицию до достижения годополнительно содержит сульфат аммо- могенного состояния. ния и сульфнтно-спиртовую барду прн Источники информации, принятые следующем соотношении ингредиентов, во внимание при экспертизеs вес.В.- 1. Сб. Изготовление форм и стержНитрат кальция ней, отверждающихся при контакте с

Сульфат аммония 60 модельной оснасткой, М ., изд . МДНТП

Сульфнтно-спиртовая им. Ф. Э. Дэержинского, 1971, с. 103.