Смесь для изготовления водорастворимых стержней

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнх

Соцнелнстнческнх

Республик

<1>742031 (6l ) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 21.06.77 (21) 2524624/22-02 с присоединением заявки М (28) Приоритет— (51)М. Кл.

В 22 С !/20

Гооудврстввииый комитет

lI0 делам «зобретеиий и открытий

Опубликовано 25.06.80. Бюллетень J6 23

Дата опубликования описания 25.06.80 (53) УДК 621.743..4 (088.8) (72) Автор изобретения

А. Ф.. Власов (7!) Заявитель (54) СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВОДОРАСТВОРИМЫХ

СТЕРЖНЕЙ

Изобретение относится к литейному производству, в частности к составам стержневых смесей для изготовления растворимых стержней и моделей.

Известна смесь, содержащая водорастворимые соли, например хлористый натрий, и огне упорные материалы, например кварцевый песок. Указанная смесь используется в жидкообразном состоянии для изготовления стержней, растворяемых и удаляемых иэ формы до момента заливки металлом подобно выплавляемым моделям (1t

Недостатком этих смесей является жидкообраэное состояние, что не позволяет использовать смеси при пескодувном способе изготовления стержней, который является одним из высокопроизводительных в литейном производстве. Кроме того, смеси обладают высокой гигроскопичностью, что недопустимо лри обычных способах формообразования (литье в песчаные формы, кокиль, оболочку и др.), так как до момента заливки стержни поглощают влагу иэ атмосферы и формы, размокают и теряют прочность.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемой является смесь для изготовления водорастворимых стержней, включающая водорастворимую соль и органическое связующее, снижающее

5 гигроскопичность стержнем. В качестве связующего применяют любые синтетические смолы, которые используются для изготовления стержней по горячим ящикам с соответствующими отвердителями (2).

Однако эти синтетические смолы обладают повышенной токсичностью, что ухудшает условйя труда рабочих и требует создания мощной вентиляционной системы.

Цель изобретения — улучшение условий труда за счет снижения токсичности при сохранении технологических свойств стержней.

Указанная цель достигается тем, что, смесь содержит в качестве органического связующего лакокрасочный грунт на основе глифталевого или пентафталевого лака и дополнительно огнеупорный наполнитель при следующем соотношении ингредиентов, вес.%:

742031

P=0 0 10%

Лакокрасочный грунт на основе глифталевого или пентафталевого лака 2 — 5

Огнеупорный наполнитель 1 — 5

Водорастворимая смола Остальное

В качестве лакокрасочного грунта на основе глифталевого или пентафталевого лака может быть применена, например, грунтовка ГФ-020 (ГОСТ 4056-63), которая представляет собой суспенэию пигментов и наполнителя талька в глифталевом или пентафталевом лаке с добавлением растворителей, сиккатива и стабилизатора (поверхностно-активного вещества) .В ка. честве водорастворимой соли могут использоваться NaCI, NaCOa,NANO> и др.; в качестве

15 огнеупорных материалов — огнеупорная глина, окись магния, кварцевый песок и др.

В отличие от синтетических смол глифталевые и пентафталевые лаки обладают пониженной токсичностью. . На частицах соли после перемешивания с лакокрасочным грунтом образуется водостойкая оболочка и они утрачивают свойства поглощать влагу, Гигроскопичность при этом резко снижается и может достигать нуля. Солевая смесь с лакокрасочным грунтом обладает хорошей формуемостью при изготовлении стержней пескодувным способом. Стержни, изготовленные из этой смеси, могут отверждаться самопроизвольно (при выдержке на открытом воздухе) или при тепловой обработке. При нагреве стержней в процессе заливки, при температуре выше температуры деструкции лакокрасочного грунта, частицы соли обнажаются и восстанавливают утраченную гигроскопичность, в результате чего свободно вымываются из полостей отливок струей воды.

Для проведения испытаний готовят 9 со40 ставов смесей, в которых в качестве водорастворимой соли используют хлористый натрий, в качестве огнеупорного материала — кварцевый песок и в качестве быстротвердеющего связующего — грунтовку ГФ-020 (ГОСТ 4056-63).

Изготовление смеси производят на лабораторных бегунах. Вначале перемешивают сухие составляющие (песок и соль) в течение 1-1,5 мин. после чего вводят лакокрасочный грунт. Общее время перемешивания составляет 3-5 мин. Образцы для оценки свойств подвергают сушке

50 при 150 С в теченее 20 мин, Для испытания смесей на гигроскопичность высушенные образцы вэветцивают и помещают

4 в эксикатор, содержащий формовочную смесь с влажностью 5%. После выдержки в эксикаторе в течение 1 сут образцы снова взвешивают. Гигроскопичность оценивают количеством приобретенной влаги в процентах.

Для оценки вымываемосги образцы смесей диаметром 15 мм и высотой 20 мм уплотняют . в стальных гильзах и, не извлекая их, нагревают до 500 С. Охлаждение образцов производят вместе с печью до комнатной температуры, При этом имитируют условия нагрева и охлаждения стержней при заливке алюминиевым сплаЪом. Остывшие образцы взвешивают и обрабатывают струей воды с напором 1 м /с, вытекающей иэ бюретки через отверстие диаметром 5 мм. При расходе воды в 1 л обработку образцов прекращают, а их твердые нераспавшиеся остатки сушат и взвешивают. Вымываемость оценивают потерей веса образца в процентах к исходному по формуле где Q, и 0 — вес образца до и после обработки в граммах.

Составы смесей по изобретению и известному решению приведены в табл. 1.

Результаты испытаний составов смесей приведены в табл. 2.

Прочность после отверждения предлагаемой смеси при содержании грунтовки 4 — 5% практически одинакова. При увеличении количества грунтовки ГФ-020 более 5% возрастает газотворность, что создает опасность снижения качества огливок. Уменьшение количества грунтовки ГФ-020 не обеспечивает необходимой прочности стержней после отверждения.

Результаты исследования смесей на прочность о при температуре нагрева образцов до 20 С о о (5 „„20 ) и 900 С (5 00 ) приведены в табл.3.

Из таблицы 3 следует, что при 20 С прочность сопоставляемых смесей существенно не отличается. При нагреве до 900 С (что может быть в условиях заливки тугоплавким металлом) прочность смеси по изобретению ниже, чем прочность известной смеси. Это достигается в результате деструкции лакокрасочного покрытия и разупрочнения смеси. Последнее обстоятельство обусловливает существенное улучшение вымываемости стержней струей воды и соответственно снижение трудозатрат на эту операцию.

742031

Таблица 1

Количество, вес.% в смесях

Ингредиенты

1 2 3 4 5 6 7 8 9 Извест— — 2,5

Отвердитель

0 625

Водорастворимая соль поваренная соль (NaCI) 93 95 97 91 93 95 90 92 94 68,7

1 5,3 1 5 3 1

Кварцевый песок

5 3

Грунтовка ГФ-020

2 2 2 4 4 4 5 5 5 Таблица 2

С м е с и ! 2 3 4 5 6 7 8 9

Физико-механические и технологические свойства

0,46 0,42 0,40 0,38 0,37 0,38 0,40

0,52 0,5

Гигроскопичность, %

Вымываемость, %

89 87 80 76 70 68 70 70

Прочность на разрыв в сухом состоянии, кгс/сма

14 13 12,1 22,4 22,0 18,6 29,5 28,0 26,0 21

Таблица 3

Прочность, кгс/см1

Смесь

8,8

Известная

12,1-29,5

Предлагаемая

2 — 6 я с я тем, что, с целью улучшения условий труда за счет снижения токсичности при сохранении технологических свойств стержней, смесь содержит в качестве органического связующегс1 лакокрасочный грунт на основе глнфталевого

Ф о р м у л а н 3 о б р е т е н н я

Смесь для изготовления водорастворнмых стержней, включающая водорастворимую соль и органическое связующее. о т л и ч а ю щ а

Фенолформальдегидная смола, модифицированная фурнловым спиртом

75 частичное растворение в воде при 50"С через 3 мин, полностью через 15 мин

742031

Составитель Ю. Булетов

Редактор И. Михеева Техред g.Бабурка Корректор Н. Григорук

Заказ 3564/3 Тираж 889 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

7 или пентафталевого лака и дополнительно огиеупорный наполнитель при следующем соотношении ингридиентов, вес.%:

Лакокрасочный грунт на основе глифталевого или пентафталевого лака 2-5

Огнеупорный наполнитель 1 — 5

Водорастворимая соль Остальное

Источники информанни, принятые во внимание при экспертизе

1, Оболенцев Ф. Д. Качества литых поверхностей. М. — Л., Машгиз, 1961, с. 148 †1.

2. Патент Великобритании No 1232397, кл. С 3 и 1971.