Способ изготовления литейных стержнейи форм p.k.окутина

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

<>827247

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 11.05.78 (21) 2613841/22-02 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.05.81. Бюллетень ¹ 17 (45) Дата опубликования описания 22.05.81 (51) Ч К л з В 22 С 9/12

Государственный комитет по делам изобретений и открытий

153) УДК 621.743.06 (088.8) (72) Автор изобретения

P. К. Окутии

-г

) :.i5

Липецкая проектно-конструкторская и технологичес я организация «ОРГСАНТЕХП РОМ» %т

;з (71) Заявитель. ° с (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ СТЕРЖНЕЙ

И ФОРМ P. К. ОКУТИНА

Изобретение относится к области литейного производства, а именно к способам изготовления литейных стержней и форм, преимущественно массового и крупносерийного производства.

Известен способ изготовления литейных стержней и форм, согласно которому песчано-смоляную смесь приготавливают в смесителе с высокой интенсивностью перемешивания, создаваемой за счет скорости вращения смешивающего органа 800 oo/лия и более, откуда смесь автоматически выдается в камеру пескодувно-пескострельной машины и настреливается в холодную оснастку. Отверждение стержня или формы происходит в холодной оснастке в течение 0,5 — 1 лин благодаря интенсивной поликонденсации смоляного связующего в условиях избыточной фазы катализатора,,разогрева смеси за счет внутреннего трения при интенсивном перемешивании и максимально быстрого распределения катализатора в пленке смоляного связующего (так называемый «Fas — Cold — процесс») . 5Кивучесть смеси в указанном процессе определяется минимальным временем с момента готовности смеси до ее настрела в холодную оснастку и составляет не более 10—

15 сею (1).

Ввиду столь низкой живучести смеси, характерной для известного способа (1), излишек смеси в пескострельном резервуаре не может быть использован в следующем цикле изготовления стержня и безвозвратно пропадает, что приводит к повышенным затратам на дорогостоящие стержневые материалы.

Известен также способ из: отоз.-ения

10 стержней и форм, согласно которому песчано-смоляную смесь с живучестью, характерной для холоднотвердеющих смесей (5 — 20 .иин) уплотняют в холодной оснастке, после чего ее продувают горячим воз15 духом (2). При,использовании данного способа потери смеси сводятся к минимуму.

Однако данный способ требует подвода тепла по всему объему отверждае мого стержня, что приводит к увеличению вре20 мени выдержки смеси в оснастке и снижению производительности стержневых и формовочных участков.

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и

25 достигаемому результату является способ изготовления стержней и форм в нагреваемой оснастке, в соответствии с которым приготавливают песчано-смоляную смесь с высокой живучестью (равной нескольким

З0 часам) и осуществляют пескострельно827247

60 пескодувную подачу ее в нагретую оснастку, в которой и происходит отверждение стержня или формы с поверхности на,глубину слоя, достаточную для получения необходимой манипуляторной прочности стержня или формы (3). Продолжительность отверждения стержней в,нагреваемой оснастке составляет в зависимости от их габаритов,и массы от 40 — 45 сек до нескольких минут. Однако желательным является дальнейшее повышение скорости горячего отверждения стержней и форм, что позволит повысить производительность машин, их,изготавливающих.

Целью изобретения является сокращение продолжительности горячего отвержденияя стержней и форм и повышение производительности стержневых агрегатов.

Для достижения поставленной цели предлагается способ изготовления литейных стержней и форм, включающий приготовление песчано-смоляной смеси, содержащей огнеупорный наполнитель, синтетическую смолу и кислый отвердитель, пескодувно-пескострельную подачу ее в нагретую оснастку и отверждение стержня или формы, отличительный признак которого заключается в том, что при изготовлении песчано-смоляной смеси вводят кислый отвердитель до получения весовых соотношений синтетической смолы и кислого отвердителя соответственно (1: 0,6)— (1: 0,1) и подают указанную смесь в оснастку, нагретую до температуры на 30—

50 С выше температуры деструкции синтетической смолы.

IB качестве кислого отвердителя согласно описываемому способу вводят минеральную кислоту или ее кислую соль или органическую карбоновую кислоту.

Соотношение синтетической смолы и кислого отвердителя (1: 0,6) — (1: 0,1) характерно для холоднотвердеющих смесей со смоламп с живучестью в пределах

5 — 20 лик. Указанный показатель живучести означает, что смесь согласно предлагаемому способу является более реакционноспособной, чем обычно используемые в процессе изготовления стержней по нагреваемой оснастке песчано-смоляные смеси.

Ввиду этого обстоятельства, а также с учетом повышенной температуры нагрева оснастки, обычно уже через 15 — 30 сек на поверхности формы или стержня образуется твердая корочка толщиной от 5 до 15,11л, создающая достаточные прочностные свойства для извлечения стержня из оснастки, затвердевание оставшейся части смеси происходит после извлечения стержня из оснастки за счет химических реакций, протекающих в связующем по обычному процессу холодного отверждения, ускоренному теплом, аккумулированным в поверхностном слое, 5

-10

Так как время .контакта смеси с нагретой оснасткой составляет всего 15 — 30 сек, появляется возможность нагревать стержневой ящик до более высоких температур, чем это обычно принято при изготовлении стержней в нагреваемой оснастке, а именно до температуры, на 30 — 50 превышающей температуру деструкции связующего.

При этом процесс термодеструкции связующего успевает частично развиться лишь на поверхности контакта смеси с оснасткой, что способствует свободному извлечению стержня из оснастки без применения специальных разделительных смазок. При этом поверхность стержня сохраняет высокую твердость и,прочность.

При соотношении синтетической смолы и кислого отвердителя более, чем 1: 0,6, возрастают безвозвратные потери песчаносмоляной смеси, не реализованной внутри одного цикла изготовления стержней, а при указанном соотношении менее 1: 0,1 не достигается требуемого сокращения продолжительности горячего отверждения стержней и форм.

При повышении температуры нагрева оснастки выше верхнего обусловленного предела (более, чем на 50 С выше температуры деструкции смоляного связующего) возможен пережог поверхностного слоя стержня и ухудшение качества поверхности стержня.

При снижении температуры нагрева оснастки ниже нижнего обусловленного предела (менее, чем на 30 С выше температуры деструкции смоляного связующего) уменьшается скорость горячего отверждения поверхностного слоя стержня.

Прн осуществлении описываемого способа смесь приготавливают непосредственно перед использованием в смесеприготовптельном узле, смонтированном на пескострельно-пескодувном агрегате. Поскольку время живучести смеси ограничено, запас смеси не должен превышать количества смеси, расходуемой за время живучести.

Готову1о смесь настреливают,в стержневой ящик, нагретый до температуры на 30—

50 С выше температуры деструкции смоляного связующего. После выдержки lo—

30 сек в поверхностном слое стержня образуется затвердевшая корочка толщиной

5 — 15 и и. После образования корочки стержень извлекают из горячей оснастки и укладывают на этажерку, где происходит его остывание и затвердевание смеси по всему объему.

Изобретение иллюстрируется следующим примером.

В табл. 1 приведены составы смесей № 1 — 5, полученных предложенным способом, а в табл. 2 — режимы их горячего отверждения в холодном состоянии, 827247

Таблица 1

97,7

97 97

97

2 !

1, 2

0,3

Т а б ч и ц а 2 не менее

5 не более

300 (5

l5 — 20

Живучесть смеси, лшн

8 — 10

270

270

270

270

250 — 270

30 — 50

15 — 20

220 — 240 220 — 240

220 †2

30 — 50

30--50

10 — 1а

220 †2

30 — 50, 30 — 50

30 — 50 (15 — 30

l5 — 30

12 — 18

15 — 30

16 — 22

16 — 22

Наименование ингредиентов

Кварцевой песок

Карбамидная смола УКС-1

Карбамидная смола М 19 — 62

Карбамидная смола М 3

Карбамидо-фурфурольная смола МФ-17

10%-ный раствор щавелевой кислоты

45% ный раствор ортофосфорной кислоты

Режимы горячего отверждения и прочность образцов

Температура оснастки. С

Температура деструкции связующего C

Разность температур оснастки и деструкции связующего, С

Время выдержки смеси в горячей оснастке, сек

Прочность на растяжение в отвержденном состоянии, кгс/см (Для сравнения с данными таблицы 2, соответствующими описываемому способу, можно воспользоваться показателями горячего отверждения смеси с 2 вес. о/, смолы УКС-Л согласно известному способу (3j. живучесть смеси составляет не менее 2 «ас, температура оснастки 220 С, что близко к температуре деструкции связующего

УКС-Л, время выдержки смеси в горячей оснастке 1,0 — 1,5 л1ин, прочность на растяжение в отвержденном состоянии — 12—

22 кгс/с и .

Способ, изготовления стержней и форм согласно изобретению позволяет резко интенсифицировать горячее отверждение песчано-смоляных смесей и на этой основе повысить производительность оборудования по изготовлению стержней в среднем в

3 раза.

Формула изобретения

1. Способ изготовления литейных стержней и форм, включающий приготовление песчано-смоляной смеси, содержащей огнеупорный наполнитель, синтетическую смолу .и кислый отвердитель, пескодувно-пеокострельную подачу ее в нагреСодержание ингредиентов, вес. %, в смесях номер

1 (2 3 4 5

Показатели для смесей, номер тую оснастку и отверждение стержня пли формы, отличающийся тем, с целью сокращения продолжительности отверждения стержней и форм и повышения производительности стержневых агрегатов, при приготовлении песчано-смоляной смеси вводят кислый отвердптель до получения весовых соотношений синтетической смолы и кислого отвердптеля соответственно (1: 0,6) — (1: 0,1) и подают указанную смесь в оснастку, нагретую до температуры деструкции синтетической смолы.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве кислого отвердителя вводят минеральную кислоту илп ее кислую соль.

3. Способ по п, 1, отличающийся тем, что в качестве кислого отвердптеля вводят органическую карбоновую кислоту.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. «British Feundryman», 1971, 64, № 9, с. 309 — 316.

2. Патент CILIA ¹ 3587709, кл. 164-12, опублик. 1971.

3. Г. В. Просяник и др. Изготовление стержней по нагреваемой оснастке, «Машиностроение», М., 1970, с. 97.