Способ приготовления холоднотвердеющей смеси

Способ приготовления холоднотвердеющей смеси

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (S1) 4 В 22 С 5/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР /

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3783505/22-02 (22) 04.06.84 (46) 07.04.86. Бюл. И 13 (72) А.Г.Шапов, С.М.Захаров, Г.С.Красина и Л.М.Таубкина (53) 621.742.4:621,74.045(088.8) (56) )1(уковский С.С., Лясс А.М. Формы и стержни из холоднотвердеющих смесей. — М.: Машиностроение, 1978, с. 16-24, Там же, с. 166, рис. 72. (54) (57) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ХОЛОДНОТВЕРДЕ10ЩЕЙ СМЕСИ для изготовления литейных форм и стержней, включающий перемешивание связующего, преимущественно синтетической смолы, с огнеупорным наполнителем с последующим вводом и перемешиванием жидкого катализатора, преимущественно кислоты, отличающийся тем, что, с целью повышения качества приготавливаемой смеси за счет увеличения ее живучести, ввод жидкого катализатора осуществляют капле-. падением со скоростью 0 5-10,0 м/с с удельном площадью рассеяния одной капли 5-12 см, причем диаметр капх ли равен 1-2 мм, а угловая скорость движения смеси 6-9 рад/с.

l?22396

Изобретение относится к литейному проиэвсщству, в частности к способам приготовления холоднотвердеющих смесей (ХТС) каталитического отверждения на основе жидких катализаторов для изготовления литейных форм и стержней.

Целью изобретения является повышение качества приготавливаемой смеси эа счет увеличения ее живучести.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Согласно способу приготовления

ХТС смесь получают в окомкованном виде, что позволяет резко повысить ее живучесть. При разрушении комков и уплотнении смеси последняя отверждается со скоростью, присущей типичным ХТС, Процесс окомкования обеспечивается режимными параметрами смесеприготовления и нарушается при выходе за пределы следующих граничных значений режимных характеристик: при вводе катализатора со скоростью менее 0 5 и более 10 и/с, при значении удельной площади рассеяния одной капли менее 5 см; при размере капли катализатора менее 1,0 и более

2,0 мм, при значении угловой скорос ти перемешивания менее б и более

9 рад/с.

При удельной .площади рассеяния одной капли катализатора более 12 см скорость процесса окомкования резко падает. Так, например, при площади рассеяния одной капли катализатора

13 см скорость окомкования смеси падает сразу в 2 раза по сравнению со скоростью окомкования при площади 12 см .и продолжает уменьшаться в геометрической прогрессии. Живучесть смеси при этом 20-25 мин.

При значении удельной площади рассеяния одной капли менее 5 см создаются условия для слияния между собой капель катализатора, их разрушения и впитывания в смесь, что нарушает процесс образования комков. Живучесть смеси при этом 25-30 мин.

Ввод катализатора со скоростью менее 0,5 м/с создает условия, при которых окомкования смеси не: роисходит. При скорости ввода свыше 10 м/с капли иэмельчаются настолько, что происходит впитывание катализатора в смесь без образования комков, и жи5

1О !

21

5S вучесть смеси в обоих случаях 2030 мин.

Размер капли катализатора менее

1,0 мм обуславливает впитывание катализатора в смесь, вследствие чего комкообразования не происходит.

Процесс комкообраэования нарушается также при превышении диаметра капли 2 мм вследствие растекания катализатора по зернам наполнителя из-за нарушения поверхностного натяжения капли. Живучесть смеси в обоих слу аях 20-30 мин.

При значении угловой скорости перемешивания смеси менее 6 рад/с при оптимальных значениях указанных параметров образование комков не происходит. При значении угловой скорости перемешивания свыше 9 рад/с происходит разрушение капли и впитывание катализатора в смесь беэ образования комков. Живучесть смеси в обоих случаях 20-25 мин.

Способ приготовления ХТС разработан применительно к использованию в качестве связующих материалов преимущественно синтетических смол, например жидких феноло-формальдегидных резольного класса, и в качестве катализаторов отверждения преимущественпо кислот, например сульфокислот.

Пример, Наполнитель (кварцевый песок в количестве 100 мас.ч.) перемешивают в смесителе с резольной феноло-формальдегидной смолой

СФ-3042 (2,5 мас.ч.), после чего смесь подают на внутреннюю поверхность цилиндрического окомкователя, вращающегося со скоростью 6-9 рад/с.

Катализатор, представляющий 707.— ный водный раствор бензолсульфокислоты, подают в окомкователь IIQ желобу, вмонтированному в трубу, в нижней части которой просверлены отверстия диаметром 0,8 мм с шагом 35 мм.

Желоб выполнен в виде полутрубы, через края которой катализатор медленно переливается в наружную трубу и далее через отверстия наружной трубы капает на поверхность смеси. Скорость ввода катализатора регулируют перемещением желоба по вертикальной оси.

Смесь в окомкователь подают по виброжелобу с тем расчетом, чтобы ее слой на внутренней стороне комкователя составлял 15-20 мм. Смесь в процессе вращения налипает вокруг капель катализатора, образуя гранулы.

3 12

Гранулы могут быть получены с размерами широкого диапазона за счет изме нения вращения комкователя и угла его наклона. Из комкователя гранулированная смесь поступает в оснастку или в промежуточную емкость.

Гранулированная смесь может храниться в течение 16-48 ч. Время хранения обусловливается видами связующего и катализатора, размерами гранул и т.д. Высокая живучесть смеси объясняется тем, что катализатор находится внутри гранул смеси, состоящей из наполнителя и связующего, часть связующего, контактирующего с катализатором, образует полимерную пленку, которая изолирует катализатор и предотвращает перемешивание жидких компонентов между собой.

В процессе уплотнения смеси под действием вибрации, встряхивания или прессования происходит разрушение полимерной пленки и гранул смеси. В процессе разрушения осуществляется дополнительное перемешивание компонентов, после которого нарастание

Прочности смеси проходит по законам каталитического отверждения, время которого определяется как природой. компонентов смеси, так и рядом других факторов.

22396 1 мообразования, уменьшается брак стержней, форм и отливок, а себестоимость изготовления 1 т горячего литья снижается на 2-3 руб.

Данные табл.3 служат подтверждением оптимальности выбранных пара метров, характеризующих предлагаемый способ, Т а б л и ц а 1 !

О

Ин

Кварцевый песок !

20 СмОлЯ фенОлО формальдегидная жидкая резольная

СФ-3042

707-ный водный раствор бенэолсульфокислоты

ЗО

100 100 100

2,0 2,1 2,2

1,2 1 3 1,4

Таблица 2

В зависимости от характера производства отверждение смеси можно легко регулировать как по времени, так и по ее объему в уплотненном состоянии.

В табл.! приведены составы смесей, которые приготовляют предлагаемым ,и известным способами, за1ключающимся в последовательном вво.де к песку и перемешивании с ним ! жидкой смолы и раствора кислоты; в ,табл.2 — их свойства.

В табл.3 показано влияние определяющих параметров предлагаемого способа (скорости каплепадения, площади рассеяния одной капли катализатора, диаметра капли катализатора, угловой скорости вращения смеси) на способность к комкообразованию и живучесть смесей.

Из данных табл.2 видно, что при предлагаемом способе приготовления живучесть ХТС может быть увеличена в 50-100 раэ при сохранении тех же параметров скорости отверждения (в уплотненном состоянии) и прочности. За счет этого существенно снижаются.потери смеси в процессе форСвойства

35 предла-.. известгаемым ным

960-2880 20-30

Прочность на разрыв, кгс/см

2,0-3,1 2,0-3,0

10-12 10-12

0,05 0,05

Потери смеси в

55 производственных условиях иэ-эа недостаточной жииучести, т!ч 0 OOI 0 200

Живучесть смеси, мин

45 через 4 ч .. через 24 ч

Осыпаемость, Е, 5о через 24 ч после уплотнения в оснастке

Показатели свойств для смесей 1-3, приготовленных способом

1222396

QO ж

Ю

Ю

Q0

СО

CV

Ю

Î0

CO

С 4

Ю О

0 1

Ю

00 (»г

Ю

Ю

Ю

СО (4

Ю

Ю Ю D

Ю

Ю О

Ю

CO

СО

Ю

1

1

1 Д

E" о х

Ю

CO

С4

Ю О

Ю

CO

СЧ

Ю О

<3

I о а

Э )

7 I

cd I

> 1

) g 1

I х 1

1

1

I

1

1

j c ! х о

Е о х а

Е»

Э

Е

t cd а

Э

1 1:)

1-1

I \ l

1 1

L 1

I " 1

I 1

I I

I <4 1!

1 ——

I

1:Ю

1

1 I

1 I

I ! Ch

1 I

1 — — I

1 — — —

-.4 г

1 1 — г

Д вЂ” — —

1 1

I 1

1 I

С»4 )

I 1 г 1

I и

g

Э

И „-, "Ю

И

cd Э

Х Э

Д cU

Е

v о а х о х

Х Э и

cd

И

Э ц и с»

cd Е

Х

Д е г» о о а х о х

Э и ц!

Э о !

Э

Ю

Х

Д ю

Ю и о а х о х

Х Э о а

l х

GJ

)»

И

cd cU

CJ г» д о е )о о1

O К а х K о х

Э

Г) Ж м 1 о х Э у-1 х

М Э Э

Э Х cU о ох э

Z а х

Э (б дха с0 Ф E"

ыо э о х m

1 х х 5с4

Е g и

Э

v о

cd а !»„-, Э

Д Х

cc)

Эха а о о о х

Й о с

I х Ф х

cd

Э Х cU и охо

cd г» )О а и

cd cd д х а

a O

HO cd u о х m д ц х с»г

Э Э

М QJ х х э

Е!

» ф х а о а

E" cd

С 1

1 о

0О

О

I — -1

I — — I

О

СО

I о

О

1 — — 4

1 л

О

CO

0О

СЧ

Ю О ь

СЧ

О

О

СО

0О

I о О

О

СО

СЧ

I ь О

С )

1 ь о

1 о О

О

СО

СЧ

О

01 ь

Ф ! о а о !

5 ф

1 О 3

I 10 Р !

I Р Е! ФЙ 10 Э 1

% !0 X 1

С 1

Ц1

Ю

c0

1

Э!

Ж 1

Ж о! о 1

1

5 у х о и3 а 1:

1 Е» 10

1 Р

1 10

I !

1

СЧ

1

1222396

o o

o o ь ь ь ь а асч

e" 1 eýэ

Э 53Ц

t5 Дш

Х и Й о и

c4 е

oXv и w и ц а

С0 Ж

О1 Э О о Н

Ц 10 е

Р Э

10 00

v x

ovv

Р Э

oXg

И Р. С1

С0 Х

Р3 Э Э

О и Э

Ц С0

Р О ъ и lo