Комплексный отвердитель для изготовления литейных стержней и форм из холоднотвердеющих смесей преимущественно с карбамидными смолами

Комплексный отвердитель для изготовления литейных стержней и форм из холоднотвердеющих смесей преимущественно с карбамидными смолами

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. КОМПЛЕКСНЫЙ ОТВЕРДИТЕЛЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ СТЕРЖНЕЙ И ФОРМ ИЗ ХО/ЮДНОТВЕРДЕЮЩИХ СМЕСЕЙ ПРЕИМУЩЕСТВЕННО С КАРБАМИДНЫМИ СМОЛАМИ, включающий елкялохром ос ч то свваку и побочный продукт производства на осясве водорастворимых кислых соедивений , отличающийс я JfeM, что, с целью повышения прочности стержней и на всех этапах их oiBejSKae / ,. / )Нвя,уменыи 1ия газообразных выавпений в окружающую среау в процессе отверкаения стержней и рм и заливки их металлом и снижения себестоимости смеси.отвераитель содержит в качестве побочного продукта отхода гальваническсяч) произвопстеа от ванн хромирования в виде вошюго раствора на осааее хрояового ангидрида при слеяукшем соотношении ингредиентов , мае. %: (М фосфатная связка8О-90 Отхошл гальванического прои юдства от ванн хромврсшания в вида водного раств на основе хром(Ж(нх} ангидрида10-20 2. ОтвердЕтель по п. 1, о т л и ч аю ш и и с я тем, что отходы гальванического производства от ванн хрмлирстания в виде водного раствора на основе хромсеого ангицриаа имеют спедукхций состав, мае. %: Хрмловый ангидрид17,0-22,0 кислота0,1-0,3 Сульфат -чюхвалвна ного храмаО,О2-О,60 Сульфат медкО,4-О,8 тршсвалвнтного жеяваа0,7-1,3 .ВодаОстальное

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСИИХ

РЕСПУБЛИН

<1И (И) Зсм B 22 С 1/10 1/22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ 9

Н АВТОРСНОМУ СВИРИ ПЛЬСТВУ 1 и

0,7-1,3

Остальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГЙФ (21) 3559369/22-02 (22) 04.03.83 (46) 30.04.84. Бюл. № 16 (72) Е.Н. Евстифеев, Т.Н. Савускан и В.В. Савин (7 1) Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт технологии машиностроения (53) 621.742.4 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 281756, кл. В 22 С 1/10, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР № 501825,кл. В 22 С 1/10, 1974.

3. Авторское свидетельство СССР № 764828, кл. В 22 С 1/22, 1978, 4. Авторское свидетельство„СССР

¹ 833353, кл. В 22 С 1/22, 1979.

5. Авторское свидетельство СССР

¹ 487499, кл.. В 22 С 1/10, 1972.

6. Авторское свидетельство СССР

K 831331, sn. В 22 С 1/40, 1979. (54) (57) 1. КОМПЛЕКСНЫЙ ОТВЕРДИТЕЛЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ

СТЕРЖНЕЙ И ФОРМ ИЗ ХОЛОДНОТВЕРДЕЮЩИХ СМЕСЕЙ ПРЕИМ ЛЦЕСТВЕННО С КАРБАМИДНЫМИ СМОЛАМИ, включающий алюмохромфосфатмую свивку и побочный продукт производства на основе водорастворимых кислых соединений, отличающийся тем, что, с целью повьпаения прочности стержней и форм на всех этапах их отверждеI ., ния,уменьшения газообразных выпелений в охружаюшую среау в процессе отверкпеиия > стержней и форм и заливки их металлом и снижения себестоимости смеси,отвераитель содержит в качестве побочного продукта отходы гаа ванического производства от ванн хромирования в виде водного раствора на основе хромового ангидрида при следующем соотношении mnpegsesтов, мас. %:

Алюмохромфосфатная связка 80-90

Отходы гальванического производства ат ванн хромирования в виде водного раствора на 3 основе хромового ангидрида 10-20

2. Отвердитель по и. 1, о т л и ч аю m и и с я тем, что отходы гажванического производства m ванн хромирова» р ния в виде водного раствора на основе хромового ангидрида имеют следукяций состав, мас. %:

Хромовый ангидрид 17,0-22,0

Серная кислота О, 1-0,3

Сульфат трехвалвнтного хрома 0,02-0,60

Сульфат меди О, 4-0,8

Сульфат трехвалентного железа, Вода

1088862

0,02 0,80

0,4-0,8

Изобретение относится к литейному производству, а частности к отвердителям песчано-смоляных смесей, отверждаемых в холодной оснастке.

Известно применение в составах холоднотвердеющих смесей (ХТС) комплексных отвердителей в виде сочетания ортофосфорной кислоты с хлорным желе- зом flj, хлористым алюминием (2) и кремнезолем $3)

1О

При применении указанных отвердителей типа ортофосфорная кислота - кислая соль увеличивается скорость твердения смесей. Однако прочность стержней на завершающем эчапе отверждения остается недостаточно высокой.

Комплексный отверднтель Н g РОукремнезоль способен самопроизвольно коагулировать, что ограничивает возможность его практического использования. Кроме того, кремнезоль дифицитный и дорогостоящий продукт.

Кроме индивидуальных хим ических веществ„в качестве отвердителей в составах ХТС нашли применение кислотные побочные продукты различных производств, например отходы гальванического производства от ванн кадмирования п,ш>тностью

1,08-1,10 г/см" fA), и травящий раствор хроматрон на основе хлорного 30 железа, являющийся побочным продуктом электровакуумной промышленности j5), Однако количество подобных кислотных отвердителей невелико. Расширение их ассортимента способствует решению 35 задачи утилизации промышленных отходов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является комплексный отвердитель для изготоваэния литейных стерж- 4р ней и форм из холодноотверждающих смесей преимущественно с карбамидными смолами, содержащий травящий раствор хроматрон и алюмохромфосфатную связку (АХФС) при следующем соотношении 4>. ингридиентов, мас. %:

Алюмохромфосфатная связка 10-50

Травящий раствор хром атрон 50-АВЭО (6) о

Известный отвердитель АХФС-хроматрон сообщает стержням и формам недостаточно высокие прочностные свойства на всех этапах отверждения. Кроме того, его использование предпожгает повышен- " иое содержание смолы в составе смеси, что ухудшает санитарно-гигиенические условия труда.

Недостатком отвердителя является также ограниченная достуПность кислотного побочного продукта хроматрон и его сравнительно высокая стоимость.

Беш изобретения - повышение прочности стержней и форм на всех этапах их отверждения, уменьшение газообразных выделений в окружающую среду в процессе отверждения стержней и форм заливки их металлом и снижение себе« стоимости смеси.

Поставленная цель достигается тем, что комплексный отвердитель для изготовления литейных стержней и форм из холоднотвердеющих смесей прещмущественно с карбамидными смолами, включающий алюмохромфосфатиую связку и побочный продукт, производства на основе водорастворимых кислых соединений, отвердитель содержит в качестве побочного продукта отходы гальванического производства от ванн хромирования в виде водного раствора на основе хромового ангидрида при следующем соотношении ингредиентов, мас. %:

Алюмохромфосфат ная связка 90-90

Отходи гальваничес + = кого производства от ванн храмирования в виде водного раствора на основе хромовоГо ангидрида 10-20

При этом отходы гальванического производства от ванн хромирования в виде водного раствора на основе хромово го ангидрида имеют следующий состав, о . мас., а

Хромовый ангидрид 17,0-22,0

Серная кислота О, 1-0,3

Сульфат трехвалентного хрома

Сульфат меди

Сульфат трехвалентного железа 0,7-1,3

Вода Остальное

Основой предлагаемого комплексного отвердителя является алюмохромфосфаъ ная связка, представляющая собой вязкий водный раствор кислых фосфорнокислых солей алюминия и хрома плотностью при 20 С 1,60 - 1,75 г/см и вязкостью по ВЗ-4 1000-1800 с.

Отходы гальванического производства от ванн хромирования представжпот собой разбавленные водные растворы площ постыл при 20эс 1,12 - 1,20 г/см, 9 которые сливаются в канализацию, нано1088862

Побочный продукт гальваническогО производства от вани хромирования резко снижает вязкость алюмохромфосфатной связки и увеличивает ее кислотную ак.тивность. Комплексный отвердитель представляет собой подвижную жидкость темно-аеленого тета плотностью при

1 различными синтетическими смо1О лами, опнако преппочтительиым является его использование в смесях с карбамиаными смолами.

Таблица 1

Алюмохромфосфатная связка, плотностью

1,678 r/ñì

85 .

80

Отходы гальванического. проиэводCTI3B от BRHH ХрОМИ рования, плотностью

1,17 г/см

15

Травящий раствор хроматрон, плот» костью 1,50 г/см

В табл. 1 приведены предлагаемые составы кислых комплексных отвердите- "З5 лей (1-3) и состав — прототип 4

Для приготсвления составов комплекс ных отвердителей используют: алюмохромфосфатную связку (ТУ-6-18-166-78) плотностью при 20 С 1,678 г/см и вязкостью IIo B3-4 при 20 С 1246 с, травящий раствор хроматрон плотностью при 20 С 1,5 г/см, отходы гальванио ческого производства от ванн хромирова ния плотностью при 20О(1, 17 r/ñì ñ 45 химическим составом, мас. %: хромовый ангидрид 18,8; серная кислота 0,21, суаьфат хрома (Щ) 0,33; сульфат меди

0,77, сульфат железа 0,95, вода 78,94.

Комплексный отвердитель получают простым смешиванием составляющих его

3 ся вред окружающей среде. Примерение отходов от ванн хромирования в качестве

20 С 1,495-1,628 г/см и вязкостью по 83 Ф при 20 С 20-225 с.

При содержани.- отхода or ванн хромирования в комплексном отвердителе ниже нижнего и выше верхнего предела снижается прочность стержней и форм.

Комплексный отвердитель может использоваться для отверждения смьсей с ингредиента комплексного отвердителя позволит снизить себестоимость смеси. ингредиентов в обычных условиях. Раздельное введение его ингредиентов в смесь нежелательно иэ-за высокой вязкости исходной АХФС.

Отвердитель по прототипу готовят аналогично.

Приготовление смеси Осуществляют в лабораторном лопастном смесителе по следующему режиму: кварцевый песок марки 1К02 перемешивают с карбамидт ной смолой марки КФ-Ж 1,5-2мин, затем вводят комплексный отвердитель и перемешивание продолжают еще 1 мин. т ХТС по прототипу готовят известным способом.

Составы смесей с предложенным и известным комплексными отвердителями приведены в, табл. 2.

1088862

Таблица2

Состав, мас. %

2 3

Ингредиенты

Кэарпевый пе- сок марки 1КО2 96

Карбамидная смела марки КФ-Ж 2,6

2,6

3,33

l,26 1,19 1,12

0,20

О, l4 0,21 0,28

0,47

Как видно ив табл. 2 использование аа позволяет снизить содер" ание карба- зо мидиой смолы в составе смеси. ХТС с пре39югаемым отверднтелем характеризу»

Живучесть, мин 4

Прочность на, сжатие кгс/см, z через, ч 1

13,0

11,0

10,8

14,5

19,4 17,6

30,6 27,0

19,0

14,0

25,4

15,2

Описываем ость через 24 ч,%

0,06 О, 10

0,10

0,06 более чем на 30%, а через 24 ч в 2 раза.

В табл. 4 приведены составы ХТС

5 с предлагаемым комплексным отвердите лем (оптимальный состав 3).

Наилучшие показатели получены при использовании комплексного отверцитепя состава 2 (табл. 3), который позволяет увеличить проч ность. стержней через 1 и 4 ч

Алюмохромфос фатная связка, плотностью

1,678 г/см

Отходы гальванического производства от ванн хромирования, плотность о 1,17 г/см

Травя щий раствор хроматрон, плотностью 1,50 г/см ется меньшими газообразными вьщелвниями (формальдегид@, аммиака) по сравне- нию со смесью 4.

Физико-механические свойства смесей 1 4 приведены s табл. 3.

Таблипа 3

1088862

Таблила4, Кварпевый песок марки

1К02

Карбамидная смола марки

КФ-Ж

2,0

2,4

2,6

2,8

Комплексный отвердитель

2,0

1,2

l,6

1,4 лагаемым отверцителем оптимального

Та.блипа5

Живучесть, мин, 5-4

Прочность на сжатие, кгс/см через ч 1

13,0 14,5

18,5 19,4

25,0 30,6

12,6

10,0

19,8

15,8

32,5

21,8

Описываем ость через 24 ч %

0,09 0,06

0,04

0,10

Таким образом, использование прец» лагаемого комплексно о отэердителя в 40 сравнении с прототипом обеспечивает анижение объема газообразных выделений в окружающей среде вследствие сокращв .

RRR aap6aMHQHoO смолы в. составе смеси, а также снижение себестощмости смеси 45 чутем применения в качестве ингредиен- г

Составитеа С. Тепляков

Техред А. Кикемепей Корректор N.шаропщ

Редактор H. Ствшишнна.

Заказ 2781/10

Тираж 775 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент r. Ужгород, ул. Проектная, 4

В табл. 5 показаны физико-механические свойс тва смесей с прецта комплексного отвердителя более дешевых отходов гальванического производства от ванн хромирования и сокращения расхода смолы в составах ХТС, повышение прочности стержней и форм на всех этапах их отверждения: через 1 и 4 ч более чем на 30%, а через 24 ч в 3 раза.