Комплексный катализатор для отверждения песчано-смоляной смеси в нагреваемой оснастке

 

ОП И в

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советския

Социалистическик

Республик

<п749535

/ г

С г

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 080678 (21) 2626998/22-02 с присоединением заявки Й9 (23) Приоритет

Опубликовано 230780. Бюллетень ¹

Дата опубликования описания 230780 (51) и. кл.з

В 22 С 1/10

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (5Ç) У4К а21.742. .4{088.8) В.Н. Иванов, А.Д. Чулкова, И.М. Шишкин, Л.Н. Ермакова, A.A. Кругликов и Е.С. Дунюшкин (72) Авторы изобретения

Московский автомобильный завод им. И.A. Лихачева (Производственное объединение ЗИЛ) (71) Заявитель (54) КОМПЛЕКСНЫЙ КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ОТВЕРЖДЕНИЯ

ПЕСЧАНО-СМОЛЯНОЙ СМЕСИ В HAIPEBAENOA

ОСНАСТКЕ

Изобретение относится к литейному производству, а именно к процессу получения стержней и форм иэ песчано-смоляных смесей в нагреваемой оснастке с использованием катализаторов отверждения.

Для повышения скорости отверждения смесей на основе синтетических связующих, например карбамиднофурановых, используют комплексные кислые катализаторы, например, марки

ЛСФ-А, содержащие сульфитно-спиртовую барду (ССБ) ортофосфорную кислоту и воду f1) .

Однако указанный комплексный ка-. тализатор не обеспечивает достаточно высоких физико-механических свойств смесей, их живучести и текучести. 20

Известен катализатор, представляющий собой водный ЗОВ-ный раствор азотнокислой меди (2) .

Данный катализатор характеризуется высокой корроэионной активностью.

Кроме того, использование данного катализатора не обеспечивает необходимых санитарно-гигиенических условий труда, достаточной пластичности и твердости получаемых стержней.

Для улучшения свойств катализаторов, приведенного выше состава, в него вводят по известному назначению различные технологические добавки:

ССБ для повышения пластичности и поверхностной твердости стержней; кислоты для повышения активности катализатора; мочевину для улучшения санитарно-гигиенических условий труда.

Однако высокая коррозионная активность катализатора при введении перечисленных добавок сохраняется.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является комплексный катализатор для отверждения песчаносмоляной смеси в нагреваемой оснастке, содержащий соль одно-трехвалентных металлов, например аэотнокислую медь, функциональные технологические добавки, например мочевину и воду (3) .

Однако высокая коррозионная активность укаэанного катализатора сох« раняется. Это затрудняет его хранение, выводит иэ строя трубопроводы, поставляющие катализатор к смесителям, вызывает коррозию оснастки и оборудования. Прочность форм и стерж749535

10-40

45 ней, получаемых с этим катализатором недостаточно высока.

Цель изобретения — повышение прочности стержней и форм, уменьшение их гигрсскопичности, снижение коррозионной активности катализатора.

Указанная цель достигается тем, что комплексный катализатор для отверждения песчано-смоляных смесей в нагреваемой оснастке, включающий аэотнокислую медь, воду и технологические добавки, дополнительно содержит поверхностно-активное вещество неионогенного или катионактивного класса при следующем соотношении ингредиентов, вес.Ъ:

Аэотнокислая медь 15

Технологические добавки 1-30

Поверхностно-активное вещество неионогенного или катионак- 20 тивного класса 0,2-1,0

Вода Остальное

В качестве поверхностно-активного вещества неионогенного или катионактивного класса согласно изобретению используют вещества, выбранные из следующего ряда соединений: неионогенные IIAB — оксиэтилированный алкилфенол (например ОП-4, ОП-7, ОП-10), оксиэтилированный жирный 30 спирт (например синтанол ДТ-7, синтанол ДС-10, препарат ОС-20),окись аминов (например окись алкилдиметиламинов), оксиэтилирсванная жирная кислота (например стеарокс-б, .стеарокс-920) оксиэтилированный амид жирной кислоты (например синтамид-5, синтамид-10), оксипропилированный амин жирной кислоты (например дипроксамин-157), катионактивные ПАВ— алкилбензилпиридинийхлорид (например 40 катапин Б-300), четвертичная аммониевая соль (например алкамон-ДС), бензолсульфонат этиленгликолевых эфиров алкилфенолов (например выравниватель A).

Вводимое в состав катализатора поверхностно-активное вещество неионогенного или катионактивного класса понижает гигроскопичность стержня и повышает его прочность в горячем и холодном состояниях. Кроме того, поверхностно-активные вещества снижают корроэионную активность катализатора., не уменьшая его катализирующей активности по отношению к карбамиднофурановым смолам. Вводимые поверхностно-активные добавки полностью не исключают взаимодействие катализатора с металлом. Однако благодаря присутствию ПАВ продукты реакции, образующиеся в первый момент, пред- Щ ставляют собой плотные. тонкие пленки, которые препятствуют дальнейшему прохождению реакции.

Введение поверхностно-активного вещества в количестве менее 0,2Ъ не позволяет получить достаточно ощутимого эффекта в снижении коррозионной активности катализатора. Превышение коли ества ПАВ над укаэанным верхним пределом приводит к снижению прочности стержней и форм. В качестве технологической добавки введены по отдельности или совместно

ССБ, СДБ, мочевина, кислоты.

Предлагаемый катализатор готовят следующим образом.

Азотнокислую медь и технологическую добавку растворяют в воде, затем добавляют IIAB и тщательно перемешивают до равномерного рк.определения всех ингредиентов.

Сущность изобретения поясняется приведенным ниже примером.

Готовят песчано-смоляную смесь для изготовления стержней по нагреваемой оснастке. 3 кг кварцевого песка смешивают в течение 2-х мин с

23 г катализатора. Состав катализатора — 30Ъ азотнокислой меди, 10Ъ мочевины, 60Ъ воды. Затем в бегуны добавляют 77 г карбамиднофурановой смолы КФ-90 и перемешивание продолжают еще 2 мин.

Изготавливают образцы для определения физико-механических и технологических свойств смеси. Прочность форм в горячем и холодном состояниях определяют при растяжении на образцах — восьмерках, отвержденных в течение 30 мин при 220 С, тотчас после извлечения из модельной оснастки (горячая прочность) и после полного охлаждения (холодная прочность).

Гигроскопичность смеси оценивают процентом потери прочности образцов-восьмерок после выдержки иХ в течение 1 ч в формовочной смеси влажностью 5Ъ.

Для оценки корроэионной активности катализатора в него на 20 сут помещают взвешенный стальной образец.

После извлечения образца его поверхность очищают от продуктов коррозии.

Затем рбраэец вновь взвешивают, определяют скорость коррозии рн

Ч, )сут, где P„ — начальная масса образца, Р - масса образца после испытанья.

Аналогично приведенному примеру готовят смесь с различными катализаторами согласно изобретению. Их составы приведены в табл. 1, результаты

Испытаний приведены в табл..2.

749535

1 cO I » 1 т Э Я 1

Od3O1

tt3 Х г.(1

td I

3 (!! 1

1 1

D м

I I !

I 1

1 1 I

Ю

ГЧ

Ю м

I 1 I

1 I

1 I I Гс 1

Ю м

1 I I

1 1

Г I С3 м

1 1 1

1 1. I I I 1

Г 1

Ю м

1 I 1

I 1 м 1 ч-(1

I 1

1 I

1 I

1 1

I Гс(1

1 с-(1

I 1

\ — — — — -

tIl

1 с

1 1 1

I. l I 1. 1

Ю м

1 1

I I

I 1-3 1

I с-» I

I 1

\ — — " —

1 I 1

1 1

Ю 1

Г 1

Ю м

Ю

Зс(% х

rd а о

1-

Э

td

Х (33 с о

1 I

I I

1 Ю 1

1 с-< I

1 I с — — — — — —

1 1 1

Г 1

Ю

ГМ

Ю м

1 1 1

1 I

à I — 1

l ! 00

1 с — ——

I 1 I

I I

Г I

Г 3

D м

I 1 I

1 I

ГЮ м

1 Г I

I

Г м (33 с

Р3 о (л х

Э х

Ц

Э а

tA

I I I

1 1 1

1 1

I 1

1 — —

I (о ) (1

tA

1 1 I

1 I

1, 1 1

D м

tA с

I I

1 I

1 3 I

1 1

1 Э

1 Х ! х

1 33(I 1

1 (D м

333 с

1 м

1 о м

tA

I 1

I 1

I I I

I 1 1

1 1

Ю м

Ю

v, х х

v м х х

v o (3l о х х

1 х х

1

1

1 Х

1 td (Ц

lO

I Х

1 Х (О

1Х (Н 3( (о ц

Im d3 (C Е

1 о Е»

tA с-3 (Ц х х х м х х

u v u

Ю сп

0 о

Х о а а

33(Э

3ч

0 0

I а х (»

О Э

1 Ц о а

Х 333 х

9 х д Э

Р(»о

0 (1 1

I о х

33( х х <б

d3 X

Э Н td о( о no

Е С Ц ц и

Х Х I (о

Э а(-1

Х ил!

5 4"

1

«(Ч

1 I и .и о о о о

Н Э ха э о х н

Ц Э

Э ГГ3 а х ( о

1 Х (i (1!

I

1 !

Ю!

1 о I

1 с(1 I

Г(1

3 I

I л

ГЧ м

tA!

Гс(I с3 1

333 1

I I

ГЧ 1

3 1

3Г3 I с

Гс(1 с(I

tA с Гс(I т3 I

I а 1 с 1

Сс(1 с 1

1 и !

3 3 с(1

1 (tA I

Гс(с3 I

О 3 1 с

ГЧ 1 с(1

tA с !

А3 1 сй I!

3Г3 (3О 1

СО

tA 1 О 3 с с(ф (Ю

3Г(I

1

1

1 Ф

I I

1И (С3

3d 1

Ц I о !

3(l 3

1 1 . 1 ! (! 1 (I I I

1 I 1

1 1 I 1

1 I 1 1

tA

1 I. 1

tA

1 I I

tA

1 I I

tA

1 I 1

1 1 1 I 1 (749535

I I

1 I

1 .1

I I

I 1 о

СЧ

СЧ

I о тЧ о

0Ъ

° Э

СЧ

1 1

1 I ! 1

I г

1 с-!

СЧ

% о л Ф

СЧ о

СЧ о

СЧ

1 аА

I ч-!

Ю

I !

1 !

I

1

1

1

1

СЛ

CD

СЧ

Ъ

Ю о

ЧЭ

СЧ

I СЧ

1 сй 1 с о !

I с-! 1 с г< 1

I! с.ч 1

1 г 1

I! т3 1

Ю !

1 сС I с о

СЧ

СО

Ж

СЧ

РЪ

Ю

%-!

I !

I oa

Ю LO

СЧ

ССЪ

ССЪ

С 3

СО

Р )

С

СЧ сч

М аА

1 1

I оъ с

О !!.I

°:! I с о 1

1 Ю 1 с е-! 1

CD Л

СЧ

Р1

М аО Ч с

СЧ

CO

1О

: СЧ

СЧ

an

1 СЧ

1 ь с

Ч ! СЧ

1

1

X 1 о

ДV(! !

Л.Ю Я

I ! Э

1 М

I Ж

I 63

I IaI

О 11I

z н

ЭО

I И Ф хо ! 63 ICI

1 0

I а

О си х о

М н о омн ам>

0mu хo о а4

g !

» о

3 A о хо

4а и ом

И

X g

I4 и

0Х

1:о он хо о а о

I e 1 а! о!

1 Н I

1 Э!

1 М 1

1 В !

1 Н 1! aaI !

1 М 1

1 !

I Й I! 3!

1 L 1

1 X I

I g 1

1 1 1

Ю !

1 Ф 1 а!

I 1

o !

1 1

1 Ф I

I Э I

v !

Э !

u !

I 1! 1

Х I

1 М 1

1 Ц I о !

I Е I

O 1! 1 1 о !

Х 1

1 Э I

1 I

u I

I Э !

I L 1

I I

1 и 1

I 1

1 ICI 1 о аI о !

I Н 1

1 caI I! Л I

1 М 1

I g

I Н 1

1 Ф I

1 Х I

I !CI 1

I Н I

1 К I! о!

I ÐI !

О1

1 I

1 и 1

1 Ц I

I Э I

I Н 1

1 e I

1 e I

I CCI 1

I Х 1

1 И I

1 1

1 !

1 I

1 н

I uk

0me0

V. X I!I X

I я о а н

- а о х о да о и Q ee

V Эсч оыМэ

Z Ia. OW н х х оv0 ам аФ 4 О ж

eOÌ4М

-! 1 а-С I

o !!

1 о 1 с ч I

1 и I!

Ю 1

1 л 1 с

Ю I

1 с! I с о 1

О 1 с о

I 1

1

1 I 4

I М X

1 X С! М

1 Ial Ц !» Ю

ccI e acI o

1 ф Н Н С )

1 СС! Я М Ш

HVII

I !.Ц1ЧННИХМРНОИ

149535

Формула . изобретения

Составитель С. Тепляков

Редактор A. Мотыль Техред М.Петко Корректор М.Вигула

Заказ 4399/3 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

Из данных табл. 2 видно, что использование катализатора согласно настоящему изобретению за счет достигаемого повышения прочности и снижения гигроскопичности стержней и форм позволяет снизить содержание дорого- 5 стоящего и дефицитного карбамидно-фуранового связующего с получением соответствующего экономического эффекта.

Кроме того, применение нового катализатора иэ-эа его коррозионной инертности, позволяет повысить долговечность тары, оборудования и оснастки, а скорость коррозии, определенная на образцах, снижается в 10-35 раз.

1. Комплексный катализатор для отверждения песчано-смоляной смеси в нагреваемой оснастке, включающий азотнокислую медь, воду и технологические добавки, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения прочности стержней и форм, уменьшения их гигроскопичности и снижения коррозионной активности катализатора, он дополнительно содержит поверхностно-активное вещество неионогенного или катионактивного класса при ЗО следующем соотношении ингредиентов, вес.Ъ:

Азотнокислая медь 10-40

Технологические добавки 1-30 35

Поверхностно-активное вещество неионогенного или катионактивного класса 0,2-1,0

Вода Остальное.

2. Катализатор по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что в качестве поверхностно-активного вещества неионогенного класса оН содержит вещество, выбранное из следующего ряда соединений: оксиэтилированный алкилфенол, оксиэтилированный жирный спирт, оксиэтилированная жирная кис-. лота, оксиэтилированный амид жирной кислоты, оксиэтилированный амин жирной кислоты, окись аминов.

3. Катализатор по и. 1, о т л ич а ю шийся тем, что в качестве поверхностно-,активного вещества катионоактивного класса он содержит вещество, выбранное из следующего ряда соединений: четвертичная аммониевая соль, сульфонат эфиров алкилфенолов, алкилбензилпиридинийхлорид.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 387777, кл. В 22 С 1/00, 1970.. 2. Голосовкер А.M. и др. Новые стержневые смеси для чугунного литья.

Сб. "Контроль качества и меры предупреждения дефектов отливок". М., МДНТП им. Ф.Э. Дзержинского, 1977.

3. Ж. "Литейное производство", 1977, Р 5, с. 34-35.