Связующее для изготовления литейныхстержней и форм b нагреваемой ochactke

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик (б1) Дополнительное к авт, саид-ву (22) Заявлено 23. 04. 79 (21) 2757538/22-02 (51) М. (Л. с присоединением заявки М

В 1/22

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 150581. Бюллетень М 18

Дата опубликования описания 15. 05. 81 (53) УДК 621. 742. 4 (088.8) (72) Авторы изобретения

M.Ñ. Акутин, Г.В. Просяник, Л.А. Козлова, З.И. Салина, О.А. Строева, И.М. Шишкин, А.Н . Скирдов, Л.Н. Ермакова, Г.А. Гладковский, A.А. Кругликов, В.A. Струпинский и В.В. Копосов

Московский ордена Ленина и ордена Тр

Знамени химико-технологический инст: и Московский автомобильный (71) Заявители (54} СВЯЗУЮЩЕЕ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ JIHT

И ФОРМ В НАГРЕВАЕМОЙ ОС

Изобретение относится к литейному производству, в частности к составам связующих для литейных форм и стержней, изготовляемых в нагреваемой оснастке.

В последнее время в качестве связующих для литейных форм и стержней горячего отверждения при литье черных сплавов широкое применение получили, наряду с карбамиднофурановыми олигомерами, фенолформальдегиднофурановые, фенолформальдегидные и фенолкарбамидные олигомеры резольного типа. Эффективность использования этих продук-.ов обусловлена их высокой термостойкостью и достаточной реакционной .пособностью.

Однако в процесr:. oòâåðæäàHèÿ высоконаполненных пол,".кэрных систем на их основе, в частности песчаноолигомернь|х смесей, как правило, образуются жесткие и хрупкие структуры с болы.ими внутренними напряжениями. Это приводит к резкому снижению прочности форм и стержней и их короблению в процессе изготовления и хранения, следствием чего являются потери размерной точности отливок и снижение качества их поверхности.

С целью обеспечения более благоприятных условий отверждения смеси, снижения внутренних напряжений в изделиях, улучшения их физико-механических и технологических свойств в состав связующего вводят различного рода добавки.

Известно использование с целью снижения внутренних напряжений и увеличения прочности в высоконаполненных системах поверхностно-активных веществ дифильного строения,в частности кремнийорганических добавок, например, у -аминопропилтриэтоксисилана (1).

Однако эти добавки должны вводиться в связующее непосредственно перед приготовлением смеси. В противном случае их эффективное действие теряется. Этот факт, а также высокая стоимость кремнийорганических добавок сдерживает их широкое практическое использование.

Известно применение в качестве пластификаторов, снижающих внутренние напряжения в систе: å, моно- и полифункциональных гликолей в количестве до 10 масс.Ъ к связующему ?1.

829313

I

$i.— оI

Нй)3 о о„н,„) ов (ан,) $-0

$ (Н3)з

35 где R

R" низшие алкилы СН 3 и C Í5, H,ÑH, С, Н .,С Н, -С-СН

II

О а = 1-8; Ь = 0-45; и = 2-3 и

m = 7-60, 40 при следующем соотношении ингредиентов в составе связующего, вес.ч.:

Синтетическая смола 100

Нлоксополимер указанного состава 0,5-1,5

В качестве синтетической смолы .предусматривается использование жидких резольных олигомеров фенолформальдегидного или фенолформальдегиднофуранового, или фенолкарбамидного, или карбамиднофуранового класса.

Примером фенолформальдегидного олигомера могут служить жидкие. резольные смолы ОФ-1, СФ-460, СФ-411. Примером фенолформальдегиднофурановых олигомеров — смолы ФФ-1Ф, ФФ-1С, примером фенолкарбамидного олигомера — смолы

ФКС, ФПР-24, примером карбамиднофурановых олигомеров — смола КФ-90.

Для отверждения этих связующих мо. гут использоваться все известные ка- dO тализаторы и отвердители кислотного действия.

Примерами блоксополимеров на основе пслиоксиалкилена и полиорганосилоксана могут служить продукт В-1, 65

Применение этой добавки не обеспечивает требуемого снижения газотворности стержней и форм.

Известно также применение олигооксипропиленгликоля в количестве

0,5-1,5 масс.Ъ для улучшения физикомеханических и диэлектрических свойств связующего на основе порошкообразного фенолформальдегидного новолачного олигомера, рекомендуемого для изготовления стеклопластиков 31

Применение этого связующего для литейных форм и стержней .затруднено из-за недостаточной термостойкости и низкой реакционной способности новолачног: олигомера.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является олигомерное связующее для изготовления литейных стержней и форм в нагреваемой оснастке, представляющее собой смесь карбамиднофуранового олигомера с добавкой простых олигоэфиров, имеющих молекулярную массу 200-5000, в количестве 0,5-1,5 масс.Ъ к связующему.

Указанное связующее обеспечивает получение высоких прочностных пока5

25 зателей стержней и форм и высокую скорость их отверждения f4).

Однако недостаточная термостойкость этого связующего, повышенная гигроскопичность и газотвердость форм и стержней на его основе и, как следствие этого, ухудшение качества поверхности отливок и санитарно-гигиенических условий труда снижает эффективность его использования при литье металлоемких заготовок из черных сплавов. Кроме того, распределение связующего в смеси при перемешивании нуждается в улучшении.

Цель изобретения — снижение расхода связуюцего за счет улучшения

его распределения в смеси, снижение газотворности стержней и форм и улучшение качества поверхности отливок из черных сплавов.

Для достижения поставленной цели связующее для изготовления литейных стержней и форм в нагреваемой оснастке., включаюцее синтетическую смолу и простой олигоэфир, содержит в качестве простого олигоэфира блоксо- полимер на основе полиоксиалкилена и полиорганосилоксана. общей формулы для которого: R - СН ; R -С-СН ;а 5, ll о

b=45, и=3, m=60; продукт КЭП-2, для которого: R - СН, Rl - С Н, а=3-4, b = 10-15, п =30, и = 2 и 3 в соотношении 1:1; продукт КЭП-3, для которого: R, R" - СН, а=/-8, b = 4, m=10, n=2.

При содержании в составе связующего блоксополимера указанного строения ниже нижнего предела не достигается требуемого улучшения распределения связующего по объему смеси и снижения расхода связующего, а при содержании его выше верхнего предела несколько снижаются прочностные показатели отверждаемых стержней и форм.

В качестве огнеупорных наполнителей при изготовлении форм и стержней рекомендуется кварцевый или цирконовый песок, графит.

Наряду с этим в смесь могут вводиться уже используемые в практике литейного производства, так называемые технологические добавки— окись железа, стеарат кальция, масло ВИ-4.

Совмещение добавки простого олигоэфира с синтетической смолой осуществляется на последней стадии техно829313

Синтетическая смола (олигомер)

ФПР-24

100

100

100

СФ-480

100

100

КФ-90

Олигоэфир

КЭП-3

1,5

1,5

КЭП-2

0,5

В-1

0,5

Лаптэол-2ЩЯ

1/52 логического процесса изготовления смолы путем обычного перемешивания продуктов.

Смесь для изготовления стержней и форм приготавливается следующим образом.

В смеситель подается наполнитель, затем вводится катализатор или отвердитель и смесь перемешивается

1-2 мин, после чего вводится связующее и смесь перемешивается еще 12 мин.

Приготовленная смесь отверждается в оснастке гри 200-250 С в течение 7-70 с в зависимости от габаритов стержней и форм.

В табл.1 приведены составы пред.ложенных связующих 1-4 и известного связующего 5..

Составы смесей горячего отверждения с связующими 1-5 приведены в табл.2.

Гигроскопичность оценивают по падению прочности образцов после их выдержки в смеси с влажностью 5Ъ в течение 60 мин. Пластичность отверж,денной смеси оценивают по отношению удлинения образца при растяжении к разрушающей нагрузке.

Прочность при растяжении оценивают на стандартных образцах

"восьмерках", отвержденных при

200 >С при продолжительности горячего отверждения 30 с, испытанных в горячем состоянии (в момент извлечения иэ ящика) и в холодном состоянии (по истечении 1,5-2,0 ч после извлечения иэ ящика).

Гаэотворность определяют по количеству выделившихся летучих продуктов при нагревании образцов гри

1000 С в течение 60 с в пересчете на 1 г связующего.

Качество поверхности отливок оценивают по чистоте поверхности отливки, выполненной стержнем. Чистота определяется щуповым прибором.

Микронеровности литой поверхности ощупываются злектрокорундовой иглой.

Радиус закругления иглы " — 25 мк.

Высота микронеровностей фиксируется

2-микронным индикатором часового типа, на штанге которого закрепляется

Ф игла. Базовая длина 8 мм. За критерий шероховатости поверхности принимается высота неровности R — среднее расстояние между находящимйся в пределах базовой линии пятью высшими точками и пятью низшими точками впа— дин, измеренное от линии, параллельной средней линии, и определяется

15 по формуле (П +ПЪ+П5+ ° ° ° П ) (П 2+П + ГНО )

"х—

Распределение связующего в смеси . оценивают по дисперсии результатов определения потерь массы образцов при прокаливании их до 900 С в течение 60 мин в сравнении с результатом контрольного образца, приготовленного в точном соотношении ингредиентов.

Результаты испытаний связующих

1-5 в составах смесей горячего отверждения приведены в табл.3.

30 Из данных, приведенных в табл.3, следует, что предложенное связующее, содержащее в качестве олигозфира. блоксополимер на основе полиорганосилоксана и полиоксиалкилена, обес35 печивает улучшенное распределение по объему смеси при перемешивании, обладает пониженным расходом в составе смеси, позволяет уменьшить газотворность смесей и улучшить качество

40 поверхности отливок из черных сплавов за счет снижения величины микронеровностей (шероховатости) .

Т а б л и ц а 1

829313

Таблица 2

Ингредиенты

Кварцевый песок 1К02А/Б

100

100

100

100

Связующее: общий расход 2,233 2,211

2,211 2,233 2,538 в т.ч.: смола

2,2 2,2

0,033 0,011

2,2

2,2

2,5 олигоэфир

0,011

0,038

0,033

Отвердителы катализатор

0,58

26/6

0,7

ЛСФ-A

0 5

0 5

0 25

ВАГ-3

Таблица 3

Гигроскопичность,Ъ 7,0-8,5 7,0-8,5 7,0-8,5 7,0-8,5

13,0

6,4

6,0

6,0

6,2

6,3 в холодном сос тояни

27,0

26,0

26,0

27,0

27,0

Газотворно, ть, см7 r

7,8

6,7

6,2

6,7

6,2

Пластичность,Ъ

0,039

0,027 0 030 0 029 0 030

Качество поверхности отливок, мк 46

50

1,8 2 1

2 О

2 6

2,0

Прочность на растяжение, кгс/см в горячем состоянии

Распределение связующего в смеси

Содержание ингредиентов, вес.ч. в смесях

829313

Формула изобретения

Составитель С. Тепляков

Техред М. Голинка Корректор М. Демчик

Редактор С. Лыжова

Тираж 869 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 27 36/19

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

1. Связующее для изготовления литейных стержней и форм в нагреваемой оснастке, включающее синтетическую смолу и простой олигоэфир, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения расхода связующего за где R„- низшие алкилы СН9 и С Н>, R Н СН3, С Н C4Hg, С СН а =1-8, Ь = 0-45, n = 2-3и

-m = 7-60, при следующем соотношении ингредиентов в составе связующего, вес.ч.:

Синтетическая смола 100

Блокссполимер указанного строения 0,5-1,5

2. Связующее по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что в качестве синтетической смолы оно содержит жидкие резольные олигомеры фенолформальдегидного или фенолформальдесчет улучшения его распределения в смеси, снижения газотворности стержней и форм и улучшения качества поверхности отливок из черных сплавов, оно содержит в качестве простого олигоэфира блоксополимер на основе полиоксиалкилена и полиорганосилоксана общей формулы гиднофуранового, или фенолкарбамидного, или карбамиднофуранового класса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 507391, кл-. В 22 С 1/22, 1973.

2. Патент ФРГ М 1433933, кл. 31b 1/22, 1964..

3. Авторское свидетельство СССР

Р 531829, кл. С 08 L 61/20, 1975.

4. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2616980/22-02 ; кл. В 22 С 1/22, 1978.