Плакированная смесь для получения холоднотвердеющих смесей при изготовлении литейных стержней и форм

 

()996050

ОП ИСАНИЕ

ИЗЬ6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 22.07.81 (21) 3320200/22-02 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.з

В 22 С 1/00

Геаударственвй квмнтет

СССР (53) УДК 621.742..4 (088.8) Опубликовано 15.02.83. Бюллетень № 6

Дата опубликования описания 25.02.83 вв делам нзевретеннй и аткрмтий (72) Авторы изобретения

3. Я. Иткис, Ю; П. Васин, А. П. Семаков, Е. и Г. А. Семавин

Челябинский политехнический институт им. Ле комсомола (71) Заявитель (54) ПЛАКИРОВАННАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ

ХОЛОДНОТВЕРДЕЮЩИХ СМЕСЕЙ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ

ЛИТЕЙНЫХ СТЕРЖНЕЙ И ФОРМ

Изобретение относится к литейному производству и может найти применение в производстве отливок из черных и цветных сплавов в формах, получаемых из холоднотвердеющих смесей со смоляными, в частности с карбам идно-фура новыми связующими.

Известна химическая активация кварцевых песков, при которой устраняется вредное влияние глинистой составляющей, и заключающаяся в длительной обработке их 10%-ой соляной или 10%-ной серной кислотами с последующей промывкой песка водой и обезвоживанием путем тепловой сушки (1) и (2).

Однако получение данного активированного кварцевого песка сопряжено с большими затратами времени (обработка длится до 24 ч); и, следовательно, ие может считаться производительным процессом.

Кроме того, работа с сильными минеральными кислотами требует специальных мер предосторожности (коррозионно-стойкое оборудование, защита персонала от попадания кислоты на кожные поКровы).

Известно плакирование кварцевого песка водным раствором дигидроортофосфата алюминия плотностыЬ 1,25 — !,43 г/см з, с последующей обсыпкой порошком материала (например, оксидами хрома или железа), химически активного к водному раствору дигидроортофосфата алюминия. Наполнитель подвергают термической обработке смеси при 185 — 700 С (3).

При использовании в смесях такого наполнителя затруднена регенерация отработанных указанным составом от фосфатных пленок плакирующей композиции.

Кроме того, имеет место многокомпонентность плакирующего- агента, существениое увеличение диаметра песчинок путем ввода большого количества мелкозернистого материала (оксидов хрома и железа), ток1s сичность соединений хрома, высокая температура и длительность процесса плакирования.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату плакированная смесь для получения холоднотвердеющих смесей при изготовлении литейных стержней и форм, включающая кварцевый песок и 0,01-0,05 вес. % и органическое высокомолекулярное соединение (полистирол) (4).

996050

1О

15 го

25 зо

Применение данной плакированной смеси в холоднотвердеющих смесях, например с карбамидно-фурановым связующим, приводит к снижению прочности, особенно на конечных стадиях отверждения.

Цель изобретения — повышение прочности форм и стержней на карбамиднофурановых связующих путем блокирования вредного влияния глинистой еоставляющей наполнителя и повышения адгезионных свойств на границе наполнитель †связующая композиция.

Поставленная цель достигается тем, что плакированная смесь для получения холоднотвердеющих смесей при изготовлении литейных стержней и форм, включающая кварцевый песок и органическое высокомолекулярное соединение, содержит в качестве органического соединения натрийкарбоксиметилцеллюлозу, а также дополнительно содержит воду при следующем сротношении ингредиентов вес. о/o..

Натрий-карбоксиметилцеллюлоза 0,04 — 0,20

Вода 0,96 — 4,80

Кварцевый песок Остальное

Вода и натрий-карбоксиметилцеллюлоза (Na-KMLI) предварительно перемешиваются друг с другом с образованием раствора.

Предпочтительно использовать раствор 4О/0ой концентрации.

Раствор Na- КМЦ с концентрацией более 4О/0 является очень вязким, что затрудняет его равномерное распределение по зернам наполнителя, раствор с меньшей концентрацией нецелесообразно применять, так как в смесь вводится большое количество воды, и процесс удаления растворителя становится продолжительным.

Содержание Na-КМЦ менее 0,04О/р малоэффективно, так как поверхность кварцевого песка неполностью покрывается активирующей пленкой. Использование плакирующей добавки Na-КМЦ более, чем

0,2,/о не приводит к заметному росту прочности, так как образующаяся .1а поверхности кварца пленка утолщается и становится рыхлой и непрочной.

Na-КМЦ является биологически безвредным веществом, что обеспечивает благоприятные условия ее применения.

После удаления растворителя на поверхности песчинок образуется прочно удерживающаяся пленка, которая блокирует вредное влияние глинистой составляющей песка и благодаря наличию высокореакционных карбоксильных и гидроксильных групп обеспечивает повышение адгезионных свойств на границе наполнитель — связующая композиция и значительное увеличение прочности форм и стержней на всех этапах отверждения. Если в случае связующих фенольного класса, повышение адгезионных свойств связано с наличием гидроксильных групп в плакирующем агенте, то для карбамидно-фурановых связующих необходимо наличие еще и карбоксильных групп в плакирующем компоненте.

Для плакирования кварцевого песка используют следующий режим: в смеситель загружается песок, перемешивается в течение 0,5 мин, затем водится 1 — 5 /О водного 4 /р-ой концентрации раствора (NaКМЦ) . Смесь перемешивается в течение

4 — 10 мин, потом выпускается в емкость.

Удаление растворителя (воды) из плакированной смеси (песок Na-КМЦ) может быть осуществлено любым из методов, провяливанием на воздухе, сушкой при 105 С, продувкой нагретым или холодным. воздухом, вакуумированием или введением раствора плакирующего агента в нагретый до

160 — 170 С песок.

Приготовление плакированного кварцевого песка осуществляли следующим образом.

Пример. Песок в количестве 3 кг aarovжался в бегуны Р018, перемешивался 0,5 мин, затем вводили 1 — 5О/о соответственно 4 /о водного раствора Na-КМЦ (ГОСТ 5 — 588—

70) и перемешивали 4 — 5 мин. Плакироваиный песок выгружали тонким слоем на металлические листы и провяливали на воздухе в течение суток для удаления влаги или сушили в лаборатной печи при 105 С в течение 2 ч. Песок может быть предварительно нагрет до 170 С и после. введения в него 1 — 5 /о водного 4 /о раствора Na-КМЦ производят перемешивание в течение 6—

10 мин.

Эффективность плакирован ного песка

Na-КМЦ оценивалась при испытании холод-. нотвердеющих смесей.

Составы плакированных песков приведены в табл.

Составы холоднотвердеющих смесей с плакированными наполнителями 1 — 5, а также (для сравнения) с неплакированным кварцевым песком, приведены в табл. 2.

Плакированные смеси 1, 2, 4 и 5 после нанесения плакирующего агента провяливались на воздухе в течение 24 ч, а ллакированная смесь 3 после нанесейия плакирующего агента сушился при 105 С.

Результаты испытаний свойств ХТС при- ведены в табл 3.

Из табл. 3 следует, что применение предлагаемого, плакированного песка позволяет значительно повысить прочностные свойства на конечных этапах отверждения форм и стержней (примерно в 2 раза), тогда как в случае использования песка, плакирова нного полистиролом, прочность смеси снижается на конечных этапах отверждения.

Таким образом, предлагаемая плакировочная смесь обеспечивает повышение прочности форм и стержней в условиях использования песчано-смоляных смесей с карбамидно-фурановыми связующими.

996050

Таблица1

Состав смеси, вес..

Ингредиенты

Предлагаемый

Известный (з

4 5

1 2

Кварцевый песок

97,0 95

99,0

99,99 99,95

Na-КМЦ

0,04

0,12

0,20

0,96

2,88

4,80

0,05

0,01

Таблица2

Предлагаемый

Известный

97,5 97,5 97,5 97,5

97,5

Неплакированный кварцевые песок

97,5

2,0

2,0

2,0

2,0

2,0

2,0

Ортофосфорная кислота

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

Таблица 3

Состав смеси, вес.Ъ

Свойства

Известный

3,8

3,6

4,8

5,5

4,5

2,5

12,7

15,0

13,2

15,0

1 2, 0

10,0

13,7

14,5

28,0

23,0

19,5

21,0

15,7

16,5

53,0

48,0

45,0

0,2

0,38

0,10

0,10

0,10

7,4

7,5

7,0

7,8

7,3

Вода

Полистирол

Ингредиенты в ХТС

Плакированный кварцевые песок .

Карбамидно-фурановая смола КСФ-1

Прочность на сжатие, кгс/см при отверждении на воздухе в течение 0,5 ч

2,0 ч

4,0 ч

24,0 ч

Осыпаемость,Ъ

Газотворность, см /г

Состав смеси вес.%

Предлагаемый

1 2 3

0,3

7,5

6 (неплакированный песок) 6 (неплакироаанный песок) 996050

Формула изобретения

Составитель С. Тепляков

Редактор Н. Воловик Техред И. Верес Корректор Л. Бокшан

Заказ 787/! 7 Тираж Sl! Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по дела м изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Плакированная смесь для получения холоднотвердеющих смесей при изготовлении литейных стержней и форм, включающая кварцевый песок и органическое высокомолекулярное соединение, отличающаяся тем, что, с целью повышения прочности форм и стержней на карбамидно-фурановых связующих, она содержит в качестве органического высокомолекулярного соединения натрий-карбоксиметилцеллюлозу, а также дополнительно содержит воду при следующих соотношениях ингредиентов, вес %

Натрий-ка рбоксиметилцеллюлоза 0,04 — 0,20

Вода 0,96 — 4,80

Кварцевый песок ОстальноеИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. «Slevarenstvi», 1974, 22, № 3 — 4, с. 115 — 120.

2. Технология машиностроения. РЖ, сер. 14Г, 1975, № 4, реферат 4Г158.

1о 3. Авторское свидетельство СССР № 538809, кл. В 22 С 5/00, 1975.

4. Авторское свидетельство СССР № 676372, кл. В 22 С 5/00, 1978.