Смесь теплового отверждения для изготовления литейных стержней и форм

 

Союз Соаетскин

Социалистическик

Республик (iii 735374 ф л и Я -- -, .;,*;а.:г .; (5 l ) M. Кл. (6l ) Дополнительное к авт, свил-ву— (22) Заи влено 06. 07.77 (21) 250588 1/22-02

В 22 С 1/10 с присоединением заявки №

Государственный комитет (23) Приоритет—

Опубликовано 25.05.80. Бюллетень № 19 (Д3) )/Д (621. .742.4 (088.8) но делам изобретений н открытий

Дата опубликования описания 28.05 80 (72) Автор изобретения

М. Д. Г узберг

Кишиневский тракторный завод (7!) Заявитель (54) СМЕСЬ ТЕПЛОВОГО ОТВЕРЖДЕНИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

ЛИТЕЙНЫХ СТЕРЖНЕЙ И ФОРМ

Изобретение касается питейного производства, в частности составов смесей, используемых для изготовления литейных стержней и форм, которые отверждают/

cs в условиях тепловой сушки.

Известны смеси теплового отвержде5 ния для изготовпения литейных стержней и форм, содержащие органические связующие, такие как безмасляньте сланцевьте ипи нефтяные, напрямер ГТФ j1), tQ маспяные, например льняное масло без добавок или с добавками хлорида алюминия P2), смоляные, например фенолоспирт без добавок или с добавками мочевины (3); водорастворимые на основе продуктов переработки древеситпо, например сульфитнс -спиртовая барда с добавками сернокислого аммония ипи натриовой селитры, или калиевой селитры (41

Известные группы месей содержат большое количество свя. тюшего и имеют сравнительтто низкую прочность по-сухому.

В смесях с содержанием безмаспяньтх связуижия не известны спучаиуспешного

2 применения добавок органических или неорганических веществ дпя устранения вышеуказанных недостатков.

В масляных смесях применяемые добавки способствуют, главным образом, уменьшению времени сушки.

Наибольшее повышение прочности и ускорение сушки стержней и форм наблюдается при применении мочевины в качестве добавки в смесях сфенопоспиртом, но и в данном сдучае максимальная прочность достигает тодько 35,0 кгс/см .

Причем максимальная прочность достигается при строго определенном времени сушки. Незначительное увеличение времени сушки резко снижает прочность по сухому.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является смесь теплового отверждения ддя изготовления литейных стержней и форм, включающая огнеупорный налопнитель, органическое

7353 связующее, а именно сульфитно-спиртовую барду, мочевину и воду (51

Прочность по-сухому образцов, высушенных при 200 С следующая. о

При сушке в течение

10 мин 20,0 кгс/см

При сушке в течение

25 мин 10,0 кгс/см

Даже мелкие стержни высушиваются примерно за 25-35 мин. Таким образом, фактической прочностью необходимо считать прочность образцов, высушенных в течение 25 мин, а эта прочность низка.

Такое резкое понижение прочности при увеличении пр чолжительности сушки объ 5 ясняется тем, что при температуре сушки стержней и форм мочевина разлагается. Прн этом содержание связующего в смеси высокое (5-6 вес.%).

Белью изобретения является увеличение прочности стержней и форм в сухом состоянии и снижение расхода связующего в составе смеси.

Для достижения поставленной цели смесь теплового отверждения для изготовления литейных стержней и форм, включающая огнеупорный наполнитель, органическое связующее, воду и упрочняющую добавку, содержит в качестве

30 упрочнякяцей добавки вещество с температурой плавления, выбранной в интервале 60 С до любого показателя темперао

О туры, расположенного выше 60 С и ниже температуры тепловой сушки стержней и форм с данным органическим связукнцим, зю при следующем соотношении ингредиентов„

Bec,%:

Органическое связующее 1,5-4,0

Вода 2,0-4,5

Упрочняющая добавка с температурой плавления в указаном интервале 0,2-0,8

Огнеупорный наполнитель Остальное

В качестве упрочняющей добавки с температурой плавления в указанном интервале предлагаемая смесь может содержать: вещество, выбранное из группы солей минеральных кислот следукяпего ряда. калий роданистый, аммоний сернокислый одноэамещенный, аммоний фосфорнокислый однозамещенный, медь сернокислая, бромид алюминия, алюминий азотнокислый, литий азотнокислый; вещество, выбранное иэ группы окси- или аминопроиэводных аро- матических углеводородов следующего ряда: резорцин, гидрохинон, пирогаллол, пирокатехин, мета-фенилендиамин, анилинхлоргидрат, нафтол; вещество, выбранное

74 из. группы алифатических аминов следующего ряда: ацетамид, тиомочевина, 1,2,4триазо -гетероциклическое соединение

2-пиридол," вещество, выбранное иэ группы карбоновых кислот следующего ряда: адипиновая кислота, аскорбиновая кислота, Группа укаэанных выше. веществ может быть введена в смесь в виде порошка, или в виде раствора в воде, или в виде раствора в связующем или в виде раствора в дополнительно вводимом в состав смеси неводном растворителе.

Предпочтительно вводить указанные вещества в виде водного раствора, используя для его приготовления входящую в состав смеси воду.

Для получения раствора этих веществ могут быть также применены соединения, при взаимодействии которых получаются предлагаемые вещества. Например дпя получения раствора кислого сернокис лого аммония можно растворять в воде как кислый сернокислый аммоний, так и серную кислоту с сернокислым аммонием или гядратом окиси аммония в эквивалентных для получения кислого сернокислого аммо ния количествах.

В качестве добавки могут быть применены отходы производства, содержв пие указанные выше вещества в сухом или растворенном виде.

При содержании упрочняющей добавки ниже нижнего и выше верхнего указанных пределов наблюдается падение прочности стержней и форм в сухом состоянии.

В качестве органического связующего теплового отверждения могут быть использованы известные связующие следующих типов: масляные (льняное и прочие масла), безмасляные сланцевые или нефтяные (например, ГТФ), смоляные (например, фенолоспирт), водорастворимые на основе продуктов переработки древесины (ССБ, СДБ, KBC и др.).

В предложенную смесь можно также вводить известные добавки служебного назначения, например глину формовочную, графит и т.п.

Смеси с предлагаемыми добавками приготовляют на обычном применяемом для этой цели оборудовании. Технология приготовления предложенных смесей та же, что и известных смесей.

Действие предложенных упрочняющих добавок объясняется не общностью химических свойств или принадлежностью к той или другой группе химических сое

7353

А ммоний кис- Менее 0,4 4,5 92, 1 10 23,0 лый сернокис- 200 30 22,0 лый

33 925 10 150

30 50

ССБ

4,0

ССБ

4,0

30 20,0

17,3

ССБ

4,0

Калий роданистый. 4,0 Калий роданистый 173

ССБ

0,2 3,2

92,6

10 25,0

30 24,0

ССБ

4,0

0,8 3,0

10 26,0

30 24,9

92,2

110 0,5 3,2

10 24,0

30 18,О

CCS

4,0 Резорпин

92,3

4, О Аммоний фосфорнокислый однозамещенный 1 90 0,5 3,5

ССБ

10 20,0

30 23,0

92,0

2,0 Аммоний кислый сернокис- Менее 0,4 2,5 лый 200

ГТФ

50-60 20,0

9S,1

S динений, а обшностью физических свойств.

Все они при обычных атмосферных условиях представляют из себя твердые вещества и температура их плавления лежит в пределах 60-Т С, где Т - температура о ниже температуры горячей;.сушки стержней. Поэтому при сушке стержней они находятся в расплавленном состоянии, а после остывания стержней они находятся s твердом состоянии, обуславливая тем са- 10 мым увеличение прочности литейных стержней и форм по-сухому. Нижний предел температурного интервала (60 С) выбран условно, исходя из гарантии сохранения добавки в нерасплавленном состоянии в сос- >> таве стержневой или формовочной смеси до тепловой обработки. Из приведенного

74 б леречня вешеств, которые могут быть использованы в качестве упрочнякнцей добавки, наиболее близкой к нижней. границе указанного температурного интервала является температура плавления мета-фенилендиамина (62,8 С). о

Ко всем перечисленным выше добавкам предъявляются обшие требования, заключаюшиеся в отсутствии химического p13» ложения при температуре сушки смеси, в отсутствии сублимации (возгонки) или интенсивного испарения при температуре сушки смеси.

В таблице приведены примеры испытанных смесей с вышеуказанными добавками, причем сушка во всех примерах осуществлялась при температуре 200 C. о э

0,8 3,0 92,2 10 22,0

0,5 3,3 92,2 10 26,0

30 25,0

735374

Продолжение таблицы

2,0

ГТф

Калий роданистый

173 04 29

0,2 2,8

0,8 3,0

94,7 10 21,0

2,0

ГТФ

Гтф

95,0

10 18,0

10 20,0

94 >2

2,0

ГТф

Калий роданисты и

Р зорцин

3,5

173 04 26

110 04 25

93,5

93,6

10 25,0

10 21,0

ГТФ

3,5

0,4 2,7

3,5

934 10 210

Аммоний фосфорнокислый одноза мешен-, ный

190

Медь сернокислая

2,0

94,6 50-60 20,0

198 0,4 3,0

ГТф

2,0

А дипинова я кислота

94,8 50-60 18,0

94,6 50-60 1 8,0

151 0,4 2,8

2,0

Тиомочевина 174 0,4 3,0

Льняное масло

2,0

Аммоний кислый сернокислый

95, 1 50-60 2 2,0

Менее 0 4 2,5

200 Фенолоспирт

937 20 42

4,0 40

0,4 2,9

3,0

Предложенная смесь (см. таблицу — примеры с связующим ССБ) не проявляет выраженной склонности к сниженик прочностных показателей по-сухому при изменении продолжительности сушки с 10 до 30 мин.

При содержании ССБ 2-4 вес.% (в смеси по прототипу — 5-6 вес.%) уровень получаемых прочностных в подавляющем большжютве случаев выше, чем для смеси п прототипу. Это же свойственно и другим

И смесям согласно настоящему иэобрете» нию, и которых используются другие органические связую цие (ГТф, льняное мас.

ЛО HOIIOC IIII PT ) .

Таким образом, смесь, согласно настоящему изобретению, обеспечивает снижение расхода связующего в своем составе и повышение прочностных показателей стержне,, и форм после тепловой сушки.

1 формула иэобретени я

1. Смесь теплового отверждения для изготовления литейных стержней и форм, включающая огнеупорный наполнитель, органическое связующее воду и упроч няющую добавку, о т л и ч а 1 ш а я ч тем, что, с целью увеличения прочности в сухом состоянии" и снижения расхода связующего она содержит в качестве упрочняющей добавки вещество с темпера, турой плавления, выбранной в интервале от 60 С до любого показатели температуры, расположенного выше 60оС и ниже температуры тепловой сушки стержней и форм с данным органическим связующим, IlpH следующем соотношении ингредиен» 1Q тов, вес.7:

Органическое связующее . 3.,5-4,0

Вода 2,0-4,5

Упрочняющая добавка с температурой плавления 15 в указанном интервале 0,2-0,8 . Огнеупорный наполнитель Остальное

2. Смесь по п, 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что в качестве упрочняющей добавки с температурой плавления 26

1 в укаэанном интервале она содержит вещество BbI6pGHHoe из группы солей ми" неральных кислот следующего ряда: калий роданистый, аммоний сернокислый одноэамещенный, аммоний фосфорнокислый 25 одноэамещенный, медь сернокислаа, бромид алюминия, алюминий азотнокислый, литий азотнокислый.

3. Смес ь о п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что и качестве упроч- 36 няющей добавки она содержит вещество, выбранное из группы окси- или аминопрс

10 изводных ароматических углеводородов, следующего ряда . реэорцин, гидрохинон, пирогаллол, пирокатехин, метафенилендиамин, анилинхлоргидрат, нефтол.

4. Смесь по и. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что в качестве упрочняющей добавки она содержит вещество, выбранное из группы алифатических аминов следующего ряда: ацетамид, тиомочевина, 1,2,4-триаэол.

5. Смесь по и. 1, о т л и ч а ю m aе я с я тем, что в качестве упрочняющей добавки она содержит гетероциклическое соединение 2-пиридол.

6. Смесь по и. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что в качестве упрочияющей добавки она содержит вещество, выбранное из группы карбоновых кислот следующего ряда: адипиновая кислота, аскор биновая кислота.

Источники информации, дринятые во внимание при экспертизе

3,. Крепитель ГТФ, ГОСТ 5339-60.

2. Патент Японии )4 4 -33734, кл. 3.1 А 21, 1972.

3. Литейное производство", % 5, 1970, с. 6-8.

4. Сб. научных трудов Челябинского политехнического института 1975, вып. 155, с. 147-159.

5. «Литейное производство, % 12, 3.960, с. 10. (Составитель. М, Куннцкая

Редактор 3. Шубенко Техред М. Петко Корректор С. Шекмар

Заказ 2245/2 Тираж 889 . Подписное UHMHfIH Государственного комитета CCCP по делам изобретений н открытий

113035, Москва, Ж-35, Раущская наб., д. 4/5

Филиал ПЙП «Патент", г. Ужгород,: ул. Проектная, 4