Смесь для изготовления литейных стержней и форм, отверждаемых продувкой воздухом

Смесь для изготовления литейных стержней и форм, отверждаемых продувкой воздухом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Совфтскик

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

>656734 (61) Дополнительное к авт. свид-ву —— (22) Заявлено 02.08.76 (21) 2394132/22-02 с присоеди н ение м за явки No— (23) Приоритет —— (51) M. Кл, -

В 22 С 1/22

В 22 С 912

Государственный квинтет

СССР по делам нзооретеннй

Il открытнй (53) УДК 621.742. .4 (088.8) Опубликовано 15.04.79. Бюллетень X 14

Дата опубликования описания t &. 04- " (72) Авторы изобретения

О. Г. Савочкин, И. Н. Евстафьев и М. В. Боговой

Вссс<возный проектно-технологический институт литейного производства (71) Заявитель (54) СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ СТЕРЖНЕИ

И ФОРМ, ОТВЕРЖДАЕМЫХ ПРОДУВКОЙ ВОЗДУХОМ

Изобретение относится к литейному производству, а именно к составам смесей для изготовления литейных стержней и форм, отверждаемых при комнатной температуре продувкой воздухом.

Известна смесь, ускоренно отверждаемая при комнатной температуре продувкой воздухом, содержашая огнеупорный наполнитель, карбамидно-фурановое связуктшее и кислотный катализатор (1(. Продувка воздухом в данном случае позволяет резко интенсифицировать процесс холодного отверждения стержней и форм. Однако указанная смесь обладает весьма ограниченной живучестью, составляющей не более 5 мин, что ограничивает возможности ее использования.

Наиоолее близкой к описываемому изобретению по технической сушности и достигаемому результату является смесь для изготовления литейных стержней и форм, отверждаемых продувкой воздухом, содержащая огнеупорный наполнитель и комплексное связующее на основе фенол-формальдегидно-фурановой смолы, сульфитно-спиртовой барды и нефелинового шлама (2).

При продувке указанной смеси воздухом она затвердевает в течение 1 — 3 мин в при2 сутствии нефелинового шлама, который вводят в смесь с целью ускорения отвержл< ния.

Однако после затверлевания см < I имеет стабильную прочность только в течение 7" ч, а далее прочность снижается из-за гнгро5 скопичности смеси. )Кивучесть смеси при хранении в коробе, закрытом влажной мешковиной, 48 ч; з дальнейшем смесь твердеет самопроизвольно вследствие взаимодействия нефелинового шлама с водой, содержащейся в сульфитно-спиртовой барде и фурановой

)в смоле.

Основным связующим компонентом известной смеси является смола, а сульфитноспиртовая барда (ССБ) является пластификатором смолы. При продувке известной смеси без ССБ пленка смолы охрупчивается в результате ускоренной потери влаги. Известная смесь содержит неоправданно высокое количество связуюшего (до 3,6% по весу совместно с сульфитной бардой), что cttoсобствует повышению прилипаемости ее к

О оснастке, повышению газотворности при заливке и снижению газопроницаемости.

Цель изобретения — повышение живучести и текучести смеси, прочности « в отвержденном состоянии, снижени< о<.л<паемости, 656734 гигроскопичности, прилипаемости к оснастке, газотворности и склонности к пригару.

Для достижения цели смесь для изготовления литейных стержней и форм, отверждаемых продувкой воздухом, включакнцая огнеупорныи наполнитель и комплексное связукнцее. содержит в качестве комплексного связующего поливинилбутираль и пульвербакелит в сочетании с растворителями — этиловым спиртом и этилацетатом при следуюшем количественном соотношении ингредиентов, вес. %:

Поливинилбутираль 0,08 — -0,009

Пульвербакелит 0,34 — 0,42

Этиловый спирт 1,22 — 1,49

Этилацетат 0,66 — 0,80

Огнеупорный наполнитель Остальное

Огнеупорный наполнитель является основой смеси и представляет собой формовочный песок по ГОС 1 2! 38-74, охлажденный до температуры не выше 25 С, с влажностьк> не более 0,2%.

Поливинилбутираль (ГОСТ 9439-73) порошок белого цвета — — продукт взаимодействия поливинилового спирта и масляного ал ьдегида. В и редла гаемой смеси используется клеевой поливинилбутираль марок «КА» и «КБ». Он обладает высокими. пленкообразуюшими свойствами. Поливинилбутираль в описываемой смеси применяется в растворе этилового спирта и является основным компонентом связуюгцего.

Пульвербакелит (ГОС! 3552-63) — порошкообразное органическое связующее, измельченная смесь новолачной фенол-формальдегидной смолы с уротропином. В составе связуюшего пульвербакелит применяется в виде раствора в этилацетате в качестве добавки, пластифицирующей основной компонент связующего предлагаемой смеси — поливинилбутира Ib в растворе этилового спирта.

Этилацетат — технический эфир l hcvc ной кислоты (ГОСТ 8981-71), представляет собой прозрачную бесцветную жидкость плотностью при 20 С (0,885 — 0,905) г см .

Роль этилацетата состоит в том, чтобы раHномерно распределять пластификатор в основном компоненте связующего, учитывая, что этилацетат совмещается с этиловым спиртом, а поливинилбутираль в последнем растворяется. С другой стороны, этилацетат повышает «летуч cTh» — упругость паров получаемого раствора связующего на этиловом спирте. При продувке предлагаемой смеси воздухом растворитель связующего — - эгиловый спирт с этилацетатом — улетучивается весьма интенсивно, быстро возрастает про пн сть за счет образующейся пленки связующего на поверхности частиц огнеупорного наполнителя. При этом охрупчивания пленки оливинилбутираlB не наблюдается напряжения в пленке связующего релаксируются пластифицируюшеи пленкой нкльвербакелита, опережающей возникновение пленки поливинилбутираля из-за более быстрого улетучивания паров этилацетата.

Г1ри содержании ингредиентов комплексного связующего ниже нижнего предела резко снижается прочность смеси в отвержденном состоянии, а при содержании их выше верхнего предела наблюдается нежелательное возрастание газотворности и снижение текучести смеси.

Связующее приготавливают следующим

>о образом.

Пол и в и нилбути раль полностью растворяют в этиловом спирте в присутствии расчетного количества этилацетата без подогрева.

Далее вводят порошок пульвербакелита и ведут растворение последнего при непрерывном перемешивании до получения однородного раствора при 50- — 60 С в течение 1,5—

2,0

Готовое связующее является истинным раствором с вязкостью 30 — 40 сПз; взвешенных частиц поливинилбутираля и пульвербакелита раствор не содержит. Дополнительное введение растворителей в процессе приI отовления се3н >укнцсго не предусматривается, так как смешивание компонентов связ) юп!его производят в мешалке закрытого типа, например реакторной.

Предлагаемую смесь приготавливают в лопастном или катковом смесителе обычного типа, смешивая огнеупорный наполнитель

30 o связующим в течение 2 мин. Полученную смесь можно хранить как угодно долго в

- закрытых корооках перед использованием гля изготовления стержней и форм. Г1редночтительный способ изготовления стержней — пескодувный, пескострельный, в условиях массового и крупносерийного произЗ> нодства.

Отверждение смеси в оснастке осуществляют при комнатной температуре за счет продувки сжатым воздухом. Давление продуваемого воздуха на стандартных образцах

1, l кгс см . Опытные стержни в зависимости

40 о толщины (протяженности по фронту продувки) от 30 до 300 мм продувают под давлением от 0,5 до 2,0 кгс/см с учетом со ротивления слоя. Требования к влаго- и маслосодержанию воздуха, предназначенного для продувки, являются общими для заводских магистралей сжатого воздуха.

В табл. 1 представлены составы предлагаемой смеси (№ 1 — 3) и известной смеси (! )

Свойства смесей № 1 — 4 приведены в зо таб, Изготавливают стальные отливки весом

80 — 150 кг с толгциной стенок 20 — 25 мм.

Предлагаемая смесь по сравнению с известной, за исключением выбиваемости, 06ладает более высокими физико-механическими и технологическими свойствами: текучесть в 1,5 раза выше; прочность на сжатие

656734

Таблица 1 сверх i00 вес.%

Таблица 2

0,06

Сколь угодно долго

42

Газопроницаемость до продувки, ед.

118

40

49 после продувки воздухом в 1,4 раза выше при менее длительном времени продувки.

Смесь является практически негигроскопичной. Газотворность этой смеси почти в 2 раза ниже, так как содержание связуюшего

Прочность на сжатие до продувки, кгс/см (в сыром состоянии) Живучесть-годность к употреблению до продувки, ч (в сыром состоянии) Текучесть по НИИТСХМ до продувки, %

Прочность на сжатие после затвердевания в течение 40 с после продувки воздухом, кгс/см в смеси ио сравнению с извеcTI оН в 1,5 раза ниже. При заливке форм металлом лись ие пригорает к отливке и иолностl>lo вы hlпается на выбивной решетке без <п>ра«и<иния комков.

006 005 003

109 120 100

656734

Продолжение табл. 2

Показатели свойств для смесей, ¹

Параметры

1 2 3

Газопроницаемость после продувки, ед.

240

240

250 250

Осыпаемость через

3 ч после продувки, %

0 01 0 01 0 01 0 02

Отсутствует при любом сроке хранения

Гигроскопичность через 3 сут хранения, %

1,4

Прилипаемость к оснастке после продувки, %

Нет

Нет

Нет

Газотворность при заливке металлом (1500 С) сма/г

8,0

6,2

6,1

Пригораемость плошади к отливке, %

Нет

Нет

Нет

13ыбиваемость смеси из отливки

Полностью высыпается из отливки

K пригораемость предлагаемой смеси при изготовлении стальных отливок полностью отсутствует даже без защиты стержней и форм противопригарной краской.

ФОН нгг га ггзоб )е Генггс(Составитель С. Тепляков

Редактор H. Корченко Текред О. Луговая Корректор О. Ковинская

Заказ 6782 I 0 Тираж 944 Подписное ц(-(ИИ ПИ Государственного комитета СССР

I1o делам изобретений и открытий г 3035, Москва, Ж-35, Раугнская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Г1роектная, 4

Смесь для изготовления литейных стержней и форм, отверждаемых продувкой воздухом, включающая огнеупорный наполнитель и комплексное связующее, От.гггчаюгчаsIcsl тем, что, с целью повышения ее живучести, текiчести, прочности в отверждеHHQM состоянии, снижения осыпаемости, гигроскопичности, прилипаемости к оснастке, газотвор ости и склонности к пригару, она содержит в качестве комплексного связующего 40 поливинилбутираль и пульвербакелит в сочетании с растворителями — этиловым спиртом и этилацетатом при следующем количественном соотношении ингредиентов, вес. ;

Поливинилбутираль 0,08 — 0.09

Пульвербакелит 0,34 — 0,42 .

Этиловый спирт 1,22 — 1,49

Этилацетат 0,66 — 0,80

Огнеупорный на пол нитель Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. «Литейное производство», 1971, № 4, с. 13 — 15.

2. Авторское свидетельство М 353782, кп В 22 С 1/10 17 04 70 1972