Смесь для изготовления литейных стержней и форм, отверждаемых при тепловой сушке

 

О П И С А Н И Е (»>737052

ИЗОБРЕТЕН И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТ1еЛЬСТВУ

Союз Советскнк

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт, свид-ву— (22) Заявлено 01.11.78 (21) 2680853/22-02 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.05.80. Бюллетень № 20 (45) Дата опубликованяя описания 30.05.80 (51)М.Кл.2 В 22 С1/20

Гасударственный комитет по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.742А:

:621.742.487 (088.8) (72) Авторы изабретен(ия

В. А. Соколова, А. А. Сорокина, С. И. Прозорин, М. Я, Чемеринская, Л. К. Дубава, У. К, Зиемелис и В. П. Пайча

Всесоюзный научно-исследовательский институт литейного машиностроения, литейной технологии и автоматизации литейного производства «ВНИИЛИТМАШ» и Ордена Трудового Красного Знамени институт химии древесины АН Латвийской ССР (71) Заявители (54) СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ

СТЕРЖНЕЙ И ФОРМ, ОТВЕРЖДАЕМЫХ

ПРИ ТЕПЛОВОЙ СУШКЕ

Изобретение относится к литейному производству и предназначено для изготовления стержней и форм, отверждаемых при тепловой сушке, в индивидуальном, сер(ийнам и массовом производстве отливок из чугуна, стали и цветных сплавов.

Известна смесь для изготовления литейных стержней и форм, отве(рждаемая тепловой сушкой, содержащая, вес. ; 91,06 песка; 0,46 асбестовой крошки; 4,09 сульфитно-спиртовой барды; 4,09 связующего

КО. Смесь (имеет следующие физико-механические свойства: газопрой(ицаемость не ниже 70, влажность 2,6 — 3,0%, прочность на сжатие в сыром состоянии 0,065 — 15

0,09 кгс/см, прочность при растяжении в сухом состоянии 7,0 — 13,0 кгс/см (1).

Эта смесь обеспечивает высокие физикомеханические свойства стержней. Однако при работе с ней обязательным является 2О дорогостаяКее устройство эффективной приточно-вытяжной вентиляции на всех участках изготовления отливок; источником выделения в(редностей является связующее

КО. 25

Наиболее близкой по технической сущности я достигаемому результату является смесь для изготовления литейных стержней и форм, отверждяемая при тепловой сушке, включающая кварцевый Песок, глину, ЗО сульфитно-спиртовую барду и активатор— калиевую или натриевую селитру (2).

Недостатком смеси является высокое содержание связующего в смеси, повышенная гигроскопичность стержней и форм. Это резко снижает их прочность при длительном хранении (и сырой формовке я повышает прилнпаемость смеси к оснастке.

Целью изобретения является снижение содержания связующего в смеси, повышение прочности смеси при поняженном содержан ии связующего и снижение ее гигроскопичности.

Указанная цель достигается тем, что смесь в качестве связующего содержит водорастворимый концентрат термолиза торфа пря следующем соотношении ингредиентов, вес. а/а.

Водо(растворимый концентрат термолиза торфа 3 — 4

Активатор 0,3 в 1,0

Огнеупорный наполнитель Основа

В качестве активатора смесь содержит соль минеральных кислот.

Водорастворимый концентрат образуется в процессе термолиза торфа с применением в качестве теплоносителя перепретого водяного пара или его смесей с некон737052

Таблица 1

Составы смесей, вес.%

Ингредиенты

3 4

Кварцевый песок

Водораствори мы и концентрат термолиза торфа

Хлористый аммонпй

Калиевая селитра

Сульфитно-спиртовая барда

97,5

96,5

96,0

95„5

94,,5

93,5

2,0

0,5

3,5

0,5,3„0

0,5

3„5

0,5

5,0

0,5

4.,0

0,5

0,5

6,,0, Таблица 2

Смесь

10,0

15,0

13,0

8,0

16,0 l5,0

15,0

20„0, 5,0, l5,0

10,0, 11,0

l2,.5 15,4 деноируемыми газами. Он представляет собой однородную жидкость темного цвета плотностью 1,29 — 1,30 г/смз, рН 3 — 3,2. В его состав входят фенолы, органические основания и кислоты, альдегиды, сахара и олигосахара, нейтральные соединения. Материал стабилен при хранениями (наблюдался в течение более 1,5 лет) .

Водорастворимый концентрат термол иза торфа — дешевый недефицитный материал, имеет достаточную сырьевую базу, ранее нигде не использовался.

Физико-механические и технологические свойства

Предел прочности при растяжении образцов, высушенных при !80—

200 С в течение 20 нцн, кг/c,Ô

Гигроскопичность высушенных образцов (потеря прочности после выдержки образцов в эксикаторе над водой в течение 6 ч),%

Из представленных в табл. 1 данных следует, что оптимальное содержание водорастворимого концентрата термолиза торфа составляет 3 — 4 вес. %, при этом достигается прочность при растяжении высушенных образцов 13 — 18 кг/см (смеси 2—

4), что в среднем в 1,5 раза выше прочности известной смеси б. Гигроскопичность оптимальных составов смесей находится в пределах 11 — 15,4%, что в 3,5 — 5 раз ниже, чем смеси на сульфитной барде. При меньшем содержании связующего (смесь 1) снижается прочность, при большем (смесь

5) — заметно увеличивается гигроскопичность.

Преимущества смеси объясняются особенностям и химического состава водораст воримого концентрата термолиза торфа.

В отличие от сульфитной барды он содержит фенолы и их производные, органические основания, сахара и олигосахара, нейтральные соединен|ия.

Эти составляющие концентрата, имеющие активные функциональные группы, под действием тепла в процессе сушки стержВ качестве активатора в составе смеси.используются соли минеральных кислот —— хлориды и н итраты щелочных и щелочноземельных металлов или аммония.

В случае необходимости прочность сырой смеси, так же, как известной смеси, может быть повышена за счет введения гли ны в количестве 1 — 2% .

Изобретение поясняется составами и свойствами смесей, приведенными соответственно в табл. 1 и 2. ней и форм вступают в различного рода химические реакциями (полимеризация, кон1б денсация, окисление) с образованием новых соединений большего молекулярного веса. Образующиеся при этом низкомолекулярные соединен|ия в значительной части удаляются из сферы взаимодействия.

20 В результате этого повышается прочность стержней и снижается их гигроскопичность, снижается содержание связующих в составе смеси с одновременным увеличевием ее прочности по сравнению с прочностью

25 смеси, содержащей сульфитную барду.

Смесь испытана в лаборатории связующих материалов ВНИИЛИТМАШ. Смесь по изобретению может быть использована для изготовления стержней 2 — 5 классов сложности и для литейных форм применительно к отливкам из чугуна, стали и цветных сплавов в индивидуальном, серийном и массовом производстве. Ориентировочный эффект от применения смеси составляет 2—

3 руб. на 1 т отливок за счет снижения расхода связующего в составе смеси и улучшения качества отливок.

737652

Формула из обретения

Составитель И. Куницкан

Техред В. Серикова

Корректор С. Файн

Редактор 3. Ходакова

Заказ 561/705 Изд. лй 304 Тираж 889 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Смесь для изготовления литейных стержней и форм, отверждаемых пря тепловой сушке, включающая огнеупорный наполнитель, органическое связующее и активатор — хлориды и нитраты щелочных и щелочно-земельных металлов или аммония, отличаю,щаяся тем, что, с целью повышения прочности смеси п ри пониженном содержании связующего и уменьшении ее гигроскопичности, в качестве органического связующего смесь содержит водорастворимый концентрат термолиза торфа пр и следующем соотношении ингредиентов, вес. ..

Водорастворимый концентрат термолиза торфа 3,0 — 4,0

Активатар 0,3 в 1,0

Огнеупорный наполнитель Остальное

Источники информации, пр инятые во внимание при экспертизе;

1. Связующие литейные материалы на основе синтетических продуктов. — «Технология литейного производства», С-Х-2, М., НИИМАШ, 1967, табл. 17, с. 30.

2. Технологические свойства формовочных смесей. — «Труды ХП совещания по теории литейных процессов». «Наука», 1968, с. 119 — 121;