Связующее для изготовления литейных стержней и ферм

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

H3OBPF.TÅÍÉß

К АВТОРСКОМУ СВ ЖИТЕЛЬСТВУ

<„1876256 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (51)М. Кл.

В 22 С 1/22 (22) Заявлено 190279 (21) 2725932/22-02 с присоедииеиием заявки М

Государственный комитет

СССР о делам нзобретенн4 н откр ытн 4 (23) Приоритет(53) УДК 621. 742. 4 (088.8) Опубликовано 303.081. Бюллетень N9 40

Дата опубликования описания 301 081

Т.И.Печенникова, М.М.Антонов, Г.Д.Гордеев, Л.Е.Желдакова и A.Â.Ñàíäàëîâ (72) Авторы изобретения

/ ,.у (71) Заявитель (54) СВЯЗУЮЩЕЕ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ

СТЕРЖНЕЙ И ФОРМ

Изобретение относится к литейно-. му производству, а именно к составам связующих для изготовления стержней и форм, отверждаеьых при тепловой сушке или при комнатной температуре..

Известно связующее теплового отверждения для изготовгения литейных стержней и форм, содержащее матери ал на основе водораствориьых лигно-. сульфонатов (сульфитно-сйиртовую барду)-, техническую мочевину и трансформаторное масло.

Указанное связующее характеризуется недостаточной скоростью теплового отверждения и не обеспе =ивает получения высоких прочностных показателей стержней и форм.

Известно также связующее теплового отверждения в виде композиции на 2О основе карбамйдной смолы, представлякицей собой карбамидную смолу{марки КС-11) и материал на основе водорастворимого лигносульфоната (сульфитно-дрожжевую бражку), взятых в весовом соотношении 1:1. Это связую- щее вводят в смесь в содержании 2,54,0 вес. Ъ в сочетании с кислым отвердителем — ортофосфорной кислотой $1). .. 30

Указанное связующее требует повыаенного времени тепловой сушки стер«ней и форм (10 мин) при достаточно. высокой температуре сушки (250 С) что приводит к повышенным энергозатратам в процессе теплового отверждения.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является связующее для изготовления литейных стержней и форм, содержащее (в перес» чете на 100 вес. В связукхцего) ком-. позицию па основе карбамидной смолы, а именно 52,51-80, 5- вес. Ф карбамид-,. .ной смолы и 13,80-33,92 вес. Ф фенолоспирта, а такщ 4,74-16,24 вес. В продукта компауйцированиядепарафицированных дистиллятного к остаточно-. го компонентов масеел л1селективной очистки нефти (продукт,"Стабилойл 18")

Эжо свяаувхцее используют в составе стержйевой или формовочной смеси в сочетании с кислым комплексным от вердитещуц "AN" Г21.

Связукщее обеспечивает высокую скорость теплового отверждения стержней и форм при:температуре их сушки 200-240 С. Однако желательным с точки .зрения экономии. энергозатрат

876256

20 является дальнейшее снижение температуры сушки стержней и форм.

Цель изобретения — снижение температуры теплового отверждения стержней и форм при сохранении высокой скорости теплового отверждения.

Поставленная цель достигается тем, что связующее для изготовления литейных стержней и форм, включающее композицию на основе карбамидной смолы и продукт компаундирования депарафинированных дистиллятного и остаточного компонентов масел селективной очистки нефти "Стабилойл 18", дополнительно содержит соль двухвалетной меди или двухвалентного железа при следующем соотношении ингре- 15 диентов. вес. Ъ:

Продукт комнаундирования депарафинированных дистиллятного и остаточного компонентов масел селективной очистки нефти "Стабилойл 18" 2,97-8,25

Соль двухвалентной меди или,двухвалентного железа 0,03-0,65

Композиция на основе

° . карбамидной смолы Остальное

В качестве композиции на основе карбамидной смолы связующее содержит

71,37-89,28 вес. Ъ карбамидной смолы и 7,72-19,73 вес. Ъ материала на основе водорастворимых лигносульфонатов.

Примером карбамидной смолы могут служить промышленно выпускаемые продукты различных марок, в частности марки KC-68.

Примером материала на основе водорастворимых лигносульфонатов могут служить сульфитно-спиртовая бар да (ССБ) или сульфитно-дрожжевая браж-40 ка (СДБ).

В качестве солей двухвалентной меди или двухвалентного железа предпочтительно использование хлорной меди (П), азотнокислой меди (П), 45 сернокислой меди (П), или сернокислого железа (П).

Продукт "Стабилойл 18" выпускается согласно ТУ-38.101 .367-73.

При содержании в связующем указан- 5п ных солей меди (П), или железа (П) ниже нижнего предела .не обеспечивается требуемого ускорения тепловой сушки стержней, а при содержании их в "е верхнего предела существенно 55 снифается стабильность свежеприготовленного связующего, что затрудняет его использование в условиях производства.

Предлагаемое связующее приготавливают путем перемешивания всех ис- 60 ходных ингредиентов в мешалке при

200-250 об/мин в течение 4-9 мин до получения однородной массы. Связую щее хранится в закрытой таре. Макси.

,мальная продолжительность выдержки 65 готового связующего, в течение кото рой сохраняется стабильность его . свойств, составляет 2 сут.

Связующее используют в стержневых и формовочных смесях при содержании его 3,0-4,0 вес. Ъ. Обязательными компонентами смесей на основе связующего является огнеупорный наполнитель и кислый отвердитель, в качестве которого могут быть использованы, например, бенэолсульфокислота, ортофосфорная кислота; смесь этих кислот, водный раствор хромпика и т.д.

Стержневую смесь на основе предлагаемого связующего готовят следующим образом.

В смесеприготовительный агрегат загружают огнеупорный наполнитель, добавляют кислый отвЕрдитель и перемешивают 2 мин, затем .Вводят предварительно приготовлениое связующее и перемешивают еще 2-3 мин, после чего смесь готова к употреблению.

Живучесть смеси в зависимости от количества введенного кислого отвердителя и температуры окружающей среды составляет 7-30 мин.

В связи с ограниченной живучестью смеси предпочтительно приготавливать ее в условиях производства на смесителях непрерывного действия с подачей готовой смеси непосредственно в оснастку. Возможно также использование в этих целях и смешивающих бегунов — при условии их расположения в непосредственной близости от участка изготовления стержней.

Предлагаемое связующее обеспечивает быстрое отверждение стержней и форм при пониженных температурах тепловой сушки (170-190 С) .

Предусматривается также воэможность использования предлагаемого связующего в составах холоднотвердеющих смесей (ХТС), отверждаемых на воздухе при температуре в среднем. 20 С.

В табл. 1 приведены составы связу- ющих 1-3 {предлагаемые) и 4(известный), В табл. 2 приведены составы смесей теплового отверждения, полученных с применением связующих согласно табл.1.

Свойства смесей 1-7 приведены в табл. 3.

Иэ данных табл. 3 следует, что (предлагаемое .связующее обеспечивает. максимальный набор прочности образцов смеси через 4 мин теплового отверждения, т.е . в те же сокращенные сроки, что и известное связующее.

Однако высокая скорость теплового отверждения достигается при меньшей температуре сушки (170-190 С), чем в известном техническом решении, согласно которому она составляет, 200- о

240 С. Это позволяет получить существенную экономию энергозатрат в процессе теплового отверждения.

876256

Некоторое снижение максимальйой прочности образцов смеси (13,0- .

16,0 кгс/ем ) с предлагаемым связующим по сравнению с вариантом использования известного связующего согласно |3) (20 кгс/см ) является закона." мерным следствием замены в,составе связующего фенолоспирта на водорастворимый лигносульфонат. При этом следует учитывать, что прочности порядка 20 кгс/cM и выше (на растяжение) необходимы лишь для стержней наиболее сложных конфигураций, тогда как для основной номенклатуры стержней (П-У классов сложности)является излишними. Достигаемая прочность стержней (13,0-16,0 кгс/см1 íà рас- 15 тяжение) является достаточной для большей части номенклатуры, поэтому выгода от экономии энергозатрат в данном случае является превалирующей. 20

Кроме того, следует учитывать, что замена в составе смеси феноло1

Таблица 1

Содержание ингредиентов в связующих, вес. В

Ингредиенты

71, 37

89,28

81,0.

Карбамидная смола МЗ

70,45

19,73

7,72

13,2

СДБ

23,38

Фенолоспирт

Продукт "Стабилойл-18"

6,17

2,97

5,7

8,25

0,03

0,1

0,65

Хлорная медь(П) .Таблица 2, Содержание компонентов в смесях, вес. В

t 1

Компоненты смесей

ill

96,98 96,95 96,85 95,925 95,85 95,70 96,63

Песок кварцевый

Связующее

3,0

4,0

3,0

4,0

4,0

3,0

4 (известное) 3,08

Ортофосфорная кислота концентрированная 0,02 0,05

0,075

Карбамидная смола KC-68 спирта на лигносульфонат способствует улучшению санитарно-гигиеничес ких условий труда в литейных цехах . в связи с практическим исключением выделений паров токсичного фенола в воздушную среду.

Ниже в табл. 4 приводятся дополнительные данные, иллюстрирующие возможность использования предлагаемого связующего в составах холоднотвердеющих смесей (ХТС). При этом составы связующих соответствуют приведенным в табл. 1, а составы смесейприведенным в табл. 2, разница же заключается в способе отверждения (на воздухе, в среднем при 20 С).

Таким образом, дополнительным преимуществом предлагаемого связующего является возможность получения на его основе ХТС (при использовании известного связующего. подобная возможность отсутствует ). !

2 3 4

5 6 7 (Извеетная) 876256

Компоненты .смесей

Содержание компонентов s смесях, вес.%

2 3 4 5

Ортофосфорная кислота 30%-ая

0,15

0,15 0,30

Комплексный кислый катализатор "AN"

О, 2 9.Т аблица 3, Показатели-свойства для смесей

2 3 4 5

Свойства

Температура отвержедения, С 170-190 170-190 170-190 170-190 170-190 170-190 220 Живучесть смеси при 20оС мин 20

18 15

8 час.

Прочность на растяжение, кгс/см, после тепловой сушки в течение:

7,0 7,5

7,0 4,5

6,0 6,5

2 мин

15,5 16,0 8,8

14,5

20, 04

13, 0 "

13,5

16.,5 13,0

14,5

12,8 17,8

13,0

0,15

13,0

Осыпаемость, %

0,10. 0,10 0,12

Газопроницаемость,, ° ед.

190 190 190 190

190 190

0,24 0,22

Гийроскопичность, %

0,24 0,23 0,25

0,23

"Через 5 мин отверждения, Через 7 мин отверждения.

Таблица 4

Показатели свойств для холоднотвердеющих смесей

Сврйства! 7 ! (Температура отвержедения, ФС 20-22 20-22 20-22 20"22 20"22 20"22,Живучесть при 20 С, мин

15

15

4 мин 13 5 13,0

6 мин 13,0 14 0

10 мин 12,5 12,0

0,16 0 15

Продолжение табл. 2

6 7 (Из" вестная) 876256

Продолжение табл. 4

Свойства

Показатели свойств для холоднотвердеющих смесей

Прочность на растяжение кгс/см, при выдержке на воздухе в течение:

30 мин

2,0

2,0

2,5

2,5

3,0 2,0

1 ч

2,5

2,5

2,5

3,0

4,0 4,5 3,0

2 ч

3,0

3,5

3,8

24 ч

5,0-6,0

6,0-7,0

0,30

0,20

Осыпаемость, Ъ

0,25

0,20 . 0 15 0,20

Газопроницаемость, ед.

190 190 190

190

190

190

Гигроскопичность, %

0,19

0,15

0,10

0,16

0,15 0,19

Составитель С.Тепляков

Редактор A.Âëàñåíêo ТехредЖ.КастелевичКорректор Н. Швыдкая

Заказ 9447/10 Тираж 872 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Формула изобретения

1. Связующее для изготовления литейных стержней и форм, включающее композицию на основе карбамидной смолы и продукт компаундирования. депарафинированных дистиллятного и остаточного компонентов масел селективной нефти "Стабилойл 18", о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения температуры теплового отверждения стержней и форм при сохранении высокой скорости теплового отверждения, оно дополнительно содержит соль двухвалентной меди или двухвалентного железа при следующем соотношении ингредиентов, вес.Ъ:

Продукт компаундирования депарафинированных дистиллятного и остаточного компонентов масел селективной очистки нефти "Стабилойл 18" 2,97-8,25.

2 3 4 5 6

7,0-8,0 8,0-9,0 10,0-12,0. 6,5-8,0

Соль двухвалентной меди или двухвалентоного железа 0,03-0,65

Композиция на основе карбамидной смолы Остальное

2. Связующее по п. 1, о т л и

35 ч а ю щ е е с я тем, что в качестве композиции на основе карбамидной смолы оно содержит 71,37-89,28 вес.Ъ карбамидной смолы и 7,72-19,73 вес.Ъ материала на основе водорастворимых

4g лигнос льфонатов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

45 1.Авторское свидетельство СССР

9 486847, кл. В 22 С 1/20, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 738745, кл. В 22 С 1/22, 1977.