Холоднотвердеющая смесь для изготовления литейных стержней и форм

 

Союз Советскив

Социалистическими

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«»764828 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (53}М. Кл. (22) Заявлено 100578 (21) .2612637/22-02 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет

Опубликовано 2 30980, Бюллетень 1чо 35

Дата опубликования описания 230980

В 22 С 1/22

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53} УДК 621.742.4 (088.8) (72) Авторы изобретения

В.П. Сиганов, A.A. Демидова, В.Н. Козлов, Л.И. Гонцова, A.È. Луцкий и Л.М, Салитан (71) Заявитель.(54) ХОЛОДНОТВЕРДЕКМЦАЯ СМЕСЬ, ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

ЛИТЕЙНЫХ СТЕРЖНЕЙ И ФОРМ

Изобретение относится к области литейного производства, а именно к составам холоднотвердекщих смесей для изготовления литейных стержней и форм. 5

Известна холоднотвердеющая смесь (ХТС), содержащая огнеупорный напол.нитель, мочевиноформальдегидную смолу и ортофосфорную кислоту j1) .

Эта смесь характеризуется недостаточ-. 1О но высокой прочностью и пониженной термостойкостью.

Для повышения термостойкости ХТС с мочевиноформальдегидную смолой 15 используют различные углеродсодержащие или минеральные добавки.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является 20

ХТС для изготовления литейных стержней и форм, содержащая огнеупорный наполнитель, мочевиноформальдегидную смолу и кислый комплексный отвердитель на основе водорастворимого про- 25 дукта пиролиза древесины, обработанного концентрированной соляной кислотой до рН 1,0-2,5 (2) .

Целью изобретения является повышение прочности стержней и форм на

2 всех этапах их отверждения и повышение термостойкости смеси.

Для этого холоднотвердеющая смесь для изготовления литейных стержней и форм, включающая огнеупорный наполнитель, мочевиноформальдегидную смолу и кислый комплексный отвердитель, содержит в качестве кислого комплексного отвердителя кремнезоль с содержанием двуокиси кремния 2030 вес.% в сочетании с ортофосфорной кислотой плотностью 1,401,75 г/см в весовом ссютношении соответственно (1,50-2,33):1 при следующем соотношении ингредиентов, вес.%:

Мочевиноформальдегидиая смола 1,5-2,5

Комплексный отвердитель 0,3-1,0

Огнеупорный наполнитель Остальное

Кремнеэоль представляет собой коллоидальный раствор кремневой кислоты (содержание 510 20-30 вес.в) плотностью 1,10-1,16 г/см и выпускается согласно Ту 6-02-1268-75.

Уменьшение концентрации 510< менее

20 вес.Ъ приводит к резкому снижению прочности (на 15-20%), ухудша764828 ется термостойкость смеси. Высококонцентрированный кремнезоль (Si0 более 30 вес.Ъ) нестабилен по свойствам во времени и быстро коагулирует, что затрудняет его использование.

Кремнеэоль модифицируется ортофосфорной кислотой в пределах 30-60Ъ от содержания кремнеэоля. Плотность кислоты при этом должна быть не ниже

1,40 г/смь. Соотношение плотности кислоты и содержание ее в кремнеэоле приведено в табл.1.

Понижение плотности кислоты ниже

1,40 г/см и содержание ее менее

ЗОЪ приводит к резкому понижению прочности образца и увеличению времени отверждения. Увеличение содержания кислоты более 60Ъ приводит к уменьшению живучести и увеличению осыпаемости до 0,8-1,0Ъ. Ограничения по верхнему пределу плотности ортофосфорной кислоты (1,75 г/см ) Щ связаны с тем, что кислота более высокой плотности не выпускается.

В композиции Н РОл+кремнезоль содержится 40-70 вес.Ъ кремнезоля.

При содержании кремнезоля менее

40 вес.Ъ наблюдается ухудшение свойств смеси — снижается прочность и термостойкость. Повышение содержания в смеси кремнезоля (свыше

70 вес.Ъ) приводит к значительному увеличению (в 5-6 раз) продолжи30 тельности отверждения.

Плотность модифицированного кремнезоля 1,19-1,30 г/см> при рН 1,33,8.

Введение в смесь кремнеэоля значительно уменьшает смачиваемость материала формы жидким металлом и обеспечивает получение отливок с чистой поверхностью, повышает скорость отверждения смеси и прочность, а также повышает термостойкость связующего.

При содержании в смеси кремнезоля в сочетании с ортофосфорной кислотой менее 0,3 sec.% не достигается 45 требуемого повышения прочности и термостойкости. Увеличение содержания кремнезоля более 1,0 вес.Ъ повышает время отверждения смеси до

15-20 мин> что значительно увеличивает цикл изготовления стержней.

В качестве мочевиноформальдегидной смолы предпочтительно использовать технические продукты марок УКС, М 19-62, КС-68.

Приготовление модифицированного кремнеэоля осуществляется в следующем порядке. В приготовленный раствор креглнезоля вводится в необходимом количестве Н<РОд и смесь перемешивается в течение 5-10 мин.

Может быть использован любой смеситель с числом оборотов мешалки более

100 об/мин. Модифицированный кремнеэоль устойчив в течение одного года при рН 1,2-5,0.

Предлагаемый ХТС может приготовляться как в шнековых смесителях непрерывного действия,. например модель 4727, АМЦ вЂ” 6, так и в смесителях периодического действия, например модель 19114, ЛУ-500. Приготовление ХТС в смесителе непрерывного действия осуществляется в следующем порядке: огнеупорный наполнитель перемешивается с модифицированным кремнезолем в течение 1,5-2 мин, затем вводится связующее и смесь перемешивается еще 1,5-2,0 мин.

Изобретение иллюстрируется следующим примером. Составы смесей приведены в табл.2.

Свойства предлагаемых смесей и известной смеси приведены в табл . 3, Термостойкость смеси характеризовалась потерей веса (в Ъ) отвержденной композиции кремнеэоль + кислота.

Исследования проводили на дериватографе системы "Паулик — Эрден" производства ВНР. Вес навески 45 глг, скорость нагрева 15 С в мин, интервал температур исследования 200-900 С.

Результаты исследований приведены в табл.4.

Иэ приведенных результатов в табл.3 и табл.4 следует, что смесь согласно изобретению обеспечивает получение стержней и форм с повышенными прочностными показателями на всех этапах холодного отверждения.

В то же время термостойкость смеси выше, так как потери в весе при нагреве композиции связующее + отвердитель меньше, чем для известной смеси.

Из смесей, укаэанных в табл.1. составов, было изготовлено 60 стержней 7 наименований массой от 1,5 до 18 кг для изготовления чугунного станочного литья. Чугунные отливки имели чистую поверхность (3-4 класс чистоты по ГОСТУ 2789-73).

764828

Таблица 1

1,40-1,45 1,45-1,50 1,50-1,55 1,55 и выше

30

40

Таблица 2

Кварцевый песок

Смола УКС

Кремнезоль: содержание

Si0 2530 вес.Ъ

0,25 0,5

0,25

0,5 0,5

0,5

0,15

Н РО4 плот3 ностыо 1,51,73 г/см3

0 15

0,15 — . 0 15

0,5

О, 5

0,25

0,5

Отвердитель комплексного действия (23

1,5

Т а б л И ц а 3

Живучесть,мин 6

Осыпаемость и 0 05 0 04 0 03 0 03 0 03 0 04 0 03 0 04

Прочность на сжатие,кгс/см через:

1 ч

24 ч

Плотность ортофосфор ной кислоты г/см

Содержание ортофосфорной кислоты в кремнеэоле,Ъ

98,2 97,35 97,35 95,25 97,0 97,0 97,0 96,5

1,5 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,5 .2,0

7-8 7-8 5 7 8 6

8,4 13,0 8,9 13,2 11,5 15,1 15,1 7,5

32,0 33,0 38,4 38,2 40,2 44,3 45,6 25,0

764828

Таблица 4

УКС 2,5 вес.%; кремнезоль в сочетании с Н РО4

{1:1) 0,8 вес.%

61

78

УКС 2,5 вес.%, отвердитель комплексного действия 2)

1,5 вес.%

85

70

Формула иэ обретения

Составитель С. Тепляков

Редактор E. Полионова Техред М. Кузьма Корректор И. Муска

Тираж 889 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Закаэ 6395/10

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

Холоднотвердеющая смесь для изготовления литейных стержней и форм, включающая огнеупорный наполнитель, мочевиноформальдегидную смолу и кислый комплексный отвердитель, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения прочности стержней и форм на всех этапах их отверждения и повышения термостойкости смеси, она содержит в качестве кислого. комплексного отвердителя кремнезоль с содержанием двуокиси кремния

20-30 вес.% в сочетании с ортофосфорной кислотой плотностью 1,401,75 г/см> в весовом соотношении

20 соответственно (1,50-2,33):1 при следующем соотношении ингредиентов, вес.%:

Мочевиноформальдегидная смола 1,5-2,5

75 Комплексный отвердитель 0,3-1,0

Огнеупорный наполнитель Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Литейное производство, 1973, 9 12, с. 11-13.

2. Авторское свидетельство СССР

М 544496, кл. В 22 С 1/10, 1977.