Смесь для изготовления литейных стерж-ней и форм b нагреваемой ochactke

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕКИЯ

X АВТОРСИОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

<1н83 5589 файф (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 24)) 8.79 (21) 2851519/22-02 с присоединением заявки Н4 (23) Приоритет

Опубликовано 07068). Бюллетень 89 21

Дата опубликования описания 0706.81 р )м. к.

В 22 С i/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 742. 4 (088. 8) (72) Авторы изобретения

М. Ф.Макельский, И.К.Огородов, В.М. ТарасФ н и Е";П;-ЛебедЕВ

) .1 (71) Заявитель (54) СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ

СТЕРЖНЕЙ И ФОРМ В НАГРЕВАЕМОЙ

ОСНАСТКЕ

Изобретение относится к области литейного производства, В отечественном литейном производ-. стве при изготовлении стержней ft),lу, У классов по нагреваемой оснастке широкое применение получили смеси, в которых связующими служат фенолоспирты или растворы мочевины в фенолоспиртах. Например,- известна смесь, 10 которая содержит огнеупорный наполнитель, фенолоспирты и поверхностноактивную добавку анионного типа, а именно Контакт Петрова (1) . Такая смесь характеризуется прочностью на сжатие 0,04-0,06 кгс/см,и прочностью на разрыв в сухом состоянии

10-15 кгс/см .

Введенный в состав данной смеси

Контакт Петрова, являющийся поверхностно-активным веществом (IIAB) анионного типа, в 2-3 раза снижает прочность смеси в:сыром состоянии, не улучшая при этом других физико-механических и технологических свойств.

Кислотность Контакта Петрова способствует резкому снижению живучести смеси.

В другом известном техническом решении добавка GAB, катионнога или неиногенного типа вводится в состав кислого отвердителя на основе азот- нокислой меди, используемого в составе песчано-смоляной смеси с карбамкдно-фурановым связующим (2). Введение указанных IIAB преследует цель снижения коррозионной активности кислого отвердителя, а также способствует повышению прочности и сниженик гигроскопичности стержней и форм.

При расходе добавки IIAB 0 0010,01 Ъ от веса смеси, предусмотренном согласно аналогу (2), ее влияние на выдуваемость смеси и эаполняемость смесью оснастки сведено к минимуму.

Кроме того, йрисутствие в составе смеси кислого отвердителя неизбежно ограничивает ее живучесть, поэтому предпочтительно отказаться от его использования при условии, если при этом будут достигаться требуемые по» казатели скорости горячего отверждения и прочности стержней и форм.

Наиболее близкой.к изобретению является смесь для изготовления литейных стержней и форм в нагреваемой оснастке, содержащая огнеупорный наполнитель, фенолоспирт и мочевину (3) °

Для данной смеси характерно образование продувов в пескодувной го- 1

83558 9

Содержание, .вес.Ъ

1 ) Ингредиент

1 2 3

Кварцевый песок по ГОСТУ

2138-74

97,78 96,64 95,5 96,7

Фенолоспирты

0,2

0,4

0,3

0,3

Мочевнна

Фосфорорганическое моющее вещество ТМС-31

0,02 0,06

0,10 ловке, вероятность возникновения которых растет с повышением сирой проч ности смеси и увеличением массы разового выпуска смеси через единицу площади расходного сечения пескодувного сопла. Продувы являются причиной повышенного брака стержней, больших потерь смеси в связи с просыпью и ,низкой эффективности использования стержней машин, особенно работающих при постоянном давлении воздуха в, пескодувной головке.

Факторы, повышающие прочность смеси в сыром состоянии, способствуют возникновению продувов. В связи с этим введены ограничения допускае- 15 мого содержания глинистой составляющей в песках не более 0,53 и условной вязкости раствора мочевины в фенолоспиртах не более 20 с (по воронке

ВЗ-4). Связь продувов с прочностью, 2О в сыром состоянии объясняется тем, что с ее ростом снижается сыпучесть смеси и соответственно ухудшается выдуваемость из пескодувной головки.

Целью изобретения является сниже ние прочности смеси в сыром состоянии и улучшение на этой основе ее выдуваемости. Такая смесь позволяет стабильно получать стержни высокого качества, в том числе 1 и П классов сложности, достигнуть высокоэффектив- Ç() ного использования стержневых машин и широко применять пескодувный процесс при постоянном давлении воздуха в пескодувной головке.

Для достижения цели смесь для из- З5 готовления литейных стержней и форм в нагреваемой оснастке, включающая огнеупорный наполнитель, фенолоспирты и мочевину, дополнительно содерСвязующее приготовляли путем раст- 6() ворения мочевины в фенолоспирте с получением раствора 10%-ной концентрации. В смеситель вводили песок и связующее и перемешивали до равномерного распределения связующего. жит ПИ3 катионного типа при следующем соотношении ингредиентов, вес.Ъ:

Фенолоспирты 2,0-4,0

Мочевина 0,2-0,4

GAB катионного типа 0,02-0,1

Огнеупорный наполнитель Остальное

В качестве ПАВ катионного типа смесь согласно изобретению содержит фосфорорганическое моющее вещество

ТИС-31. . Введение GAB снижает. силу связи зерен песка в.неотвержденной смеси, которая проявляется в снижении сырой прочности, а следовательно, в увеличении сыпучести и выдуваемости. Катионный тип GAB не снижает рН смеси и в связи с этим не ухудшается ее живучесть.

С уменьшением содержания поверхностно-активной добавки катионного типа в составе описываемой смеси ниже. нижнего предела не происходит существенного снижения прочности смеси в сыром состоянии и улучшения ее выдуваемости, а при увеличении содержания ее выше верхнего предела не отмечается дальнейшего улучшения выдуваемости .при одновременном некотором снижении прочности стержней и форм в отвержденном состоянии.

Вместо фосфорорганического моющего вещества ТМС-31 описываемая смесь может содержать другие ПАВ катионного типа, например АЛКОМОН ОС2, Катапия-бактернцид илн окислы аминов (третичные).

В табл.1 приведены составы 1-3 предлагаемой смеси и 4 известной по прототипу.

Т а б л и ц а 1

После этого вводили добавку ПАВ и перемешивали еще 3 мнн.

Для определения механических свойств изготовляли образцы (ГОСТ

2189-62). Их подвергали испытанию

835589

Таблица 2

Показатель

Прочность на сжатие в сыром состоянии, кгс/см

0,014 0,015 0 015 0,028

Прочность на растяжение в сухом состоянии, кгс/см 11,0 200 19 0 240

Табли ца3

Показатель

Коли чест во смеси, выдуваемой в открытую емкость

35 дувной головки, %

76

Коли чест во

4 ст ерж ней, изготавливаемых до об. разования продува в пескодувной головке, 45 шт.

12 прочности на сжатие в сырой состоянии и прочности на разрыв в сухом .состоянии. Термическую обработку

Результаты, приведенные в табл.2, показывают, что предлагаемая смесь характеризуется снижением прочности в сыром состоянии в 1,8-2 раза, обладает в 2, 8-3,4 раза большей выдуваемостью, чем известные смеси с тем же свяэующим, но не содержащие GAB катионного типа.

Несмотря на то, что прочность в сухом состоянии смеси 2 на 15% ниже, чем у смеси 4 (без ПАВ), изготовленные из нее стержни не осыпались „не имели поверхностных дефектов и обеспечили получение высокок ачественных отверстий в отливках "проушина траков"..

Установленные закономерности . являются справедливыми также для смесей, приготовленных из кварцевых песков по ГОСТУ 2138-74 с содержанием глинистой составляющей до 2% и раствором мочевины в фенолоспиртах с повышенной вязкостью и количеством связующего 2,0-4,0 %.

Достигнутое снижение прочности смеси в сыром состоянии обеспечило существенное улучшение ее выдуваемости. Для определения выдуваемости использовали пескодувную головку, работающую при постоянном давлении воздуха 2,5 кгс/см и снабженную пескодувным соплом с расходным отверстием диаметром 14 мм. Испытания проводили с составами 2 и 4.

В первой серии опытов в пескодувную головку загружали 15 кг испытуемой смеси, которая при открывании пескодувного сопла (путем его отжатия) выдувалась в емкость на 10 л.

Количество смеси в процентах, которое выдувалось из пескодувной головки, рассматривалось как характеристика выдуваемости,смеси. Во второй серии опытов в пескодувную головку загружали 15 кг испытуемой смеси, .иэ которой по горячей одноместной оснастке изготовляли стержень проушины трака" весом 0,2 кг. В этих опытах ,выдуваемость смеси оценивали по количеству изготовленных стержней до образцов проводили при 220оС в течение 30 мин, Результаты испитани3{) приведены в табл.2. возникновения в пескодувной голов20- ке продува.

Результаты этих испытаний характеризуются данными, приведенными в табл.З.

Высокая выдуваемость предлагаемой

50 смеси позволяет резко снизить брак стержней, что в сочетании с устранением продувов обеспечивает повышение выхода годного до 80-85 % и соответственно на каждой тонне стержней позволяет сэкономить около 0,8 т термореактивной смеси.

Стоимость 1 т стержней смеси 4 находится в пределах 13 руб. Добавка в нее 0,02-0,1 % GAB ТМС-31 стоимос60 тью 1200 руб./т повышает стоимость

1 т смеси иа 0,18-1,2 руб. Несмотря на это, достигаемая экономия материалов при внедрении предлагаемой смеси позволяет снизить стоимость 1 т стержней примерно на 9-10 руб.

835589

Формула изобретения

Составитель С.Тепляков, Редактор T.Þð÷èêîâà Техред М. Голинка Корректор С. Шекмар

Заказ 2704/1 Тираж 869 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4

Таким образом, описываемая смесь характеризуется существенным снижением прочности в сыром состоянии и на этой основе улучшением выдуваемости при пескодувном изготовлении стержней в нагреваемой оснастке.

1. Смесь для изготовления литейных стержней и форм в нагреваемой оснастке, включающая огнеупорный на- полнитель, фенолоспирты и мочевину„ отличающаяся тем, что, с целью снижения ее прочности в сыром состоянии и улучшения на этой основе выдуваемости из пескодувной головки, она дополнительно содержит поверхностно-активное вещество катионного типа при следующем соотношении ингредиентов, вес.Ъг

Фенолоспирты 2,0"4,0

Мочевина 0,2-0,4

Поверхностно-активное вещество катионного типа 0,02-0,1.

Огнеупорный наполнитель Остальное

2. Смесь по п.l, о т л и ч а ющ а я с я тем, что в качестве поверхностно-активного вещества катионного типа оиа содержит фосфорорганичес® кое моющее вещество ТМС-31.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бобряков Г., Клебанов Н. Новый

t 5 способ. изготовления стержней. Минск, Белорусь, 1968, с. 15 °

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2626998/22-02, кл. В 22 С l/10 1978.

3. Бобряков Г., Клебанов Н. Новый способ изготовления стержней, Минск, Белорусь, 1968, с.18.