Смесь для изготовления литейных форм истержней горячего отверждения

Смесь для изготовления литейных форм истержней горячего отверждения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, (»>831333 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22)Заявлено11.05.78 (21) 2616980/22 02 (51)M. Кл;-с присоединением заявки М—

;В 22 С 1/22

Гввудврстввннмй квмнтвт

СССР кв делам нэвбрвтвнкй к атнрытвй (23) Приоритет

Ф (53) УДК 621.742..4(088.8) Опубликовано 23.05.81. Бюллетень М19

Дата опубликования описания 25.05.81

М. С. Акутин, Г. В. Просяннк, Л. А. Козлова, И. М. Шишкин, 3. И. Салина, А. H. Скнрдов, Л. Н. Ермакова, Ю. А. Зпьтеков, В, С. Лебедев, A. А. Кругликов, В, A. Струпинскнй н Е. С. Дунюшкин

Московский автомобильный аавод им. И. А, Лихачева

4 (Производственное объединение ЗИЛ) н Московс и1й; химнко» :". технологический институт им. Д. И. Менделеева а 0 (72) Авторы. изобретения (7l) Заявитель

, Ъ

ы- . . ьЬ . () щ Ю 5 0 IWâ

И СТЕРЖНЕЙ ГОРЯЧЕЮ ОТВЕРЖДЕНИЯ

Изобретение относится к литейному производству, в частности к составам нэсчано-смоляных смесей, испольэуемык цля изготовления литейных форм и стержней в нагреваемой оснастке.

В практике литейного производства широкое примененне получили песчаносмоляные смеси горячего отвержцення на основе термостойких и высокореакцнонноспособных олигомерных (полимерных) ло связующих, в большей степени карбамнд-. но-фурановых, н катализаторов отверждения кислотного действия. Применение различного типа катализаторов отверждения позволяет в широких пределах регулиро15 вать такие важные технологические параметры смеси, как живучесть и текучесть, и играет немаловажную роль в улучшении физико-механических характеристик песчано-смоляной смеси. Однако в процессе от-. вержцения таких высоконаполненных полимерных систем, какими являются смеси, образуются жесткие и цовольно хрупкие структуры с большими внутренними напряжениямн, с повышенной I гигроскопнчностью, что прнвоцит к резкому снижению горячей н холодной 1прочностн отвержденных смесей н значительным по» терям прочностей в процессе нх храненкя.

С целью обеспечения более благоприят ных условий отверждения смеси и улучше» ння ее технологических н физико-механн» ческих свойств в ее состав кроме основ-1 ных компонентов - наполннтеля, связую-- щего и отверцителя, ввоцятся разлнчные цобавки.

Известны смеси, в которых в качест ве цобавок, увеличивающих скорость от» верждення высоконаполненных систем sa основе фенолформальдегнцных олнгомеров, применяются фенолы илн многоатомные спирты fl).

Известна также смесь на основе этклсиликатного связующего, в которой, с целью увеличения живучести смеси и проч» постных показателей в процессе ее отвер жцення, используется простой олягоэфнр

Лапрол 1601-2-50" 2).

831333

0,15-1,0

30 гце п = 6,5 — 75. б) на основе триолов

Известно использование азотнокислых

i и сернокислых солей металлов, с целью снижения гигроскоиичности смесей на ос нове карбамицных связующих (3g

Известна широко используемая в практике смесь горячего отверждения, содержащая наполнитель, карбамицноч урановое связующее и катализатор отверждения.

Катализатор отверждения прецставляет собой комплексный отверцитель на основе ортофосфорной барды и воды. Промышленное название ЛОФ-А (ТУ-6 05-1367-71) (43.

Однако эта смесь обладает повышенной гигроскопичностью (до 30 ) и понижен« ной ппастичностью за счет высоких внутренних напряжений, что снижает прочностные показатели форм и стержней при их хранении, имеет сравнительную низкую (до 30-40 с) скорость отверждения и нецостаточную для крупносерийного иро20 изводства живучесть (2-3 ч). Все это отрицательно сказывается на качестве получаемых отливок - искажаются размеры отливок, наблюдаются просечки и ухуцшение качества поверхности, не обес25 печиваются достаточная производительность труда при массовом крупносерийном производстве.

Известна также смесь на карбамиднофурановом связующем, которая обладает хорошей пластичностью и низкой гигроскопичностью за счет введения в ее сос» тав низковязкого минерального масла в I сочетании с сульфитно-спиртовой бардой (5).

Однако каждая из вышеприведенных смесей не обладает одновременно всем М требуемым цля литейного производства комплексом свойств: повышенной термостойкостью и низким газовыцелением, цостаточной живучестью и высокой скоростью отверждения, высокими ггрочност- 40 ными показателями не только при изготовлении форм и стержней, но и в процессе их хранения, т. е. пониженной гигроскопичностью.

Наиболее близкой к предлагаемой 45 по технической сущности и достигаемому эффекту является смесь на фурановом олигомере с олигомерным отверцителем, которым является продукт сульфофенола и формальдегида или их растворы 3090 -ной концентрации в воде или в сульфитно-спиртовой барде с показателем о кислотногочисла 90-280 С мл КОН/г (6).

Однако эта смесь имеет нецостаточнуюг прочность.

Цель изобретения - повышение прочности при достаточной пластичности и пониженной гигроскоиичности.

Поставленная цель достигается тем, что смесь на карбамицнофурановом связующем с катализатором отверждения цополнительно содержит олигооксиироииленгликоль или олигооксиэтиленгликоль или блок-сополимер этиленгликоля с пропиленгликолем с молекулярным весом

200-5000 на основе моноолов, циолов или триолов при слецующем соотношении ингредиентов, вес.%:

Карбамицно-фурановое связующее 1,5-3, 0

Катализатор отверждения

Олигооксипропиленгликоль или олигооксиэтиленгликоль или блок-сополимер этиленгликоля с пропиленгликол зм указанного молекулярного веса и функциональности О, 007-0, 045

Огнеупорный наполнитель Остальное.

Указанные олигооксигликоли относят« ся к простым олигоэфирам.

Общее промышленное название простых. олигоэфиров — "Лапрол" и в зависимости от молекулярного веса и функциональности (диол или триол) они выпускаются различных марок Ла ирол-1 002 (олигооксииропиленгликоль), "Лаирол-202 (олигооксиэтиленгликоль), "Лапрол-5003 (блок ополимер этиленгликоля с пропиленгликолем) и цр.

Первая цифра означает молекулярный вес, соответственно 1000 и 5000, последняя цифра — функциональность, соответственно циол и триол).

Олигооксипропиленгликоль с молекулярным весом 200-5000: а) на основе диола сн сн — с сн — сн — о)-н

2 1 И!2

О сн

I сн сн — с(сн — сн-)- н

2 1СН И!2

СИ вЂ” О-(-СН вЂ” СИ вЂ” О СИ вЂ” СН вЂ” a+ Н

2 2 Ь 2 2

СН

СИ вЂ” О QCH CH — Π— СН вЂ” Сн,— 0 — Н си сн — о-Г сн — сн — с)-„-(сн — сн — оЦ-н

СКЪ

rfIi: и = 23-27, И= 3-4.

8313

Отличительная особенность действия простых олигоэфиров обусловлена их структурой. Как олигомерные продукты они имеют цлинные макромолекулярные линейные цепи. Добавленные в небольших количествах (цо 1,51 к связующему) они способны проникать межцу его макромолекулами и направленно изменять в процессе отверждения нацмолекулярную струк« туру полимера. При этом. обеспечивается 10 высокая степень отвержцения связующего и снижение внутренних напряжений в системе.

В качестве карбамицно-фурановых свяayloulHx могут использоваться олигомеры 15

КФ-90, КФ-40, Фуритол-107, Фуритол125 и цр.

В качестве катализаторов отверждения могу т быть использованы различные катализаторы кислотного действия — мине- щ ральные кислоты, соли сильных кислот, ароматические и олигомерные сульфокислоты и цр.

В качестве огнеупорного наполнителя может использоваться кварцевый песок, д цирконовый песок, графит и др.

Наряду с этим в смесь могут вводиться ся уже используемые в практике литейного производства, так называемые, технологические цобавки - окись железа, стеарат кальция, масло ВИ-4, графит.

Смесь готовят слецующим образом.

B смеситель засыпается кварцевый песок, затем вводится катализатор и смесь перемешивается 1-2 мин, после

3S чего ввоцится связующее, содержащее простой олигомер, и смесь перемешивается еще 1-2, мин.

Приготовленная смесь отвержцается в о оснастке при 200-250 С в течение

7-70 с, в зависимости от габаритов стержней или форм.

Гигроскопичность оценивают по пацению прочности образцов после их выцержки в смеси с влажностью 5% в течение

60 мин. Пластичность отвержценной сме- си оценивают по отношению удлинения образца при растяжении к разрушающей нагрузке (мм/кr) . Прочность при растяжении оценивают на станцартных образцах восьмерках" отвержценных при 220 С и времени ото вержцения 30 с. испытанных в горячем состоянии (в момент извлечения из ящика и в холоцном состоянии (по истечеЗЗ 6 нии 1,5-2,0 ч после извлечения из ящика) .

Скорость отвержцения определяют по времени отвержцения, соответствуюшему максимальной прочности на разрыв образцов, испытанных в колодном состоянии.

Газотворность опрецеляют по количеству выцелившихся летучих процуктов при нагревании образцов цо 1000 С в течение

60 с в пересчете на 1 г связующего.

Таким образом, применение в качестве цобавок к песчано-смоляным смесям горячего отверждения простых олигоэфиров с молекулярным весом 200-5000 и ввецение их в смесь совместно со связующим (0,5-1,5 вес.% к связующему) позволяет на 20-30% увеличить горячую и холоцную прочность отвержценной смеси, позволяет цо минимума снизить гигроскопичность смесей, о чем свицетельст-. вует отсутствие разупрочнения образцов при их выцерживании во влажной смеси, увеличивает (на 20 ) пластичность смеси.

Это, с одной стороны, обеспечивает точность размеров получаемых отливок, с цругой - уменьшает образование просечек при отливке металла.

Введение .цобавки способствует снижению времени отвержцения смеси (цо

20-30 с,), что повышает произвоцительность и снижает энергозатраты.. Применение простых олигоэфиров позволяет снизить количество ввоцимых в смесь свя-. зующего .и соответственно катализатора, что очень важно с точки зрения экономии дефицитного фурилового спирта и снижения себестоимости смеси, а также способствует снижению газотворности и улучшению условий трупа. При этом обеспечивается возможность использования целого ряца отвердителей или катализаторов . кислотного действия, что позволяет в ши» роких прецелах регулировать живучесть смесей и скорость их отвержцения.

Внедрение изобретения не требует цополнительных капитальных затрат и весь процесс изготовления форм и стержней может осушествляться на уже имеюшемся оборуцовании.

В табл. 1 представлены составы смесей, в табл. 2 - их свойства.

Из табл. 1 и 2 следует, что прецлагаемая смесь облацает высокими физикомеханическими и технологическими свойствами. (.

С4

Щ о о

<ц

И

1 1

С » ! о

lQ

Dl

О

Щ

О

iQ

СЧ о о

iQ

t о

iQ сЧ

iQ

С4

О

iQ

Р3

О о

in

Я

К (Ч

О

С0 о

tQ

О

iQ

Я

О о

I !

С0

in

0)

Щ

t

О. о о

Щ о !.

iQ

О о

О

С9

О! " 1! " о о

I

Ю

О о

О» о

CO б) ъ о!

„О мО

Ф (6

Ю а

Б

Яо Ъ ( к ом о

Е

1 и

Ф и о

t0

Ф

3 и

Й а!1, ° 0 Cf д

И С4 аоО

tQ ! I

0)

Ю

Ь

Ь си со

О О

О

iQ

Б Б а

И

Щ

Ц

1 l

Ь %

1 1

Ф Э о о

g Х

Ф Л и

Ф C оао

ы в г

m z

Л. М

2 Р

Фоо

Ф оо.Ф

ahab Н о!о о >, <б Ф

М и

6 Б о

CD

03 о о

Я о

3»

Щ

СD

С4

1 (О

Я о

Щ

Щ о о о (0

CV

С 3 о о о

CU

CQ Ф

03 о о о

Г4

el ф

Щ

С

Ц

Ц

Е (0

С ) о о о

Г.Я оои о о

С0 о

Я

lQ Ф о о

lQ

IQ

tQ

С9

° о о о ( о

CQ

О (СЧ о

CQ

О) о о Я о .

С4 р) С0. и I

М а м

» (, о и о

Ы

v и и

0 и

Э

Г, 34 о.

0

6» и

Ф

Г, и

Ф (б

Р4

CL о

Ж о и ° °

Д М

Ь М

Ф. М

М о о и

И а.

6

v .о р

Сv. М

8МЗЗЗ.O O

СО

Щ р (Q (О

C9 . O о

СЧ

С9

03 о, О

СЧ

03

03 о о о

С9

0) о о

Л

3 о

Й и о

& и

Л

lA о иФ

tg и

ti о

Ф

13

831333

0,15-1,0

Составитель И. Куницкая

Редактор В. Иванова Техред С,Мигунова Корректор 10- Макаренко

Заказ 3814/76 Тираж 869 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13О36, Москва, Ж-35, Раушская наб„ц. 4/5

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, Формула изобретения

Смесь цля изготовления литейных форм. и стержней горячего отвержцения, включающая огнеупорный наполнитеЛь, карбамидно-фурановую смолу, катализатор отвержцения, отличающаяся тем, что, с целью повышения ее прочности при достаточной пластичности и пониженной гигроскопичности, смесь дополнительно содержит олигооксипропиленгликоль или олигооксиэтиленгликоль или блок-сополимер этиленгликоля с пропиленгликолем с молекулярным весом 200-5000 на основе моноолов, циолов или триолов при следующем соотношении ингредиентов, вес.%:

Карбамидно-фурановое связующее 1,5-3,0

Ка z ализа т ор отвержденияния

Олигооксипрэпиленгликоль или олигооксиэтиленгликоль или блоксополимер этиленгликоля с пропиленгликолем, указанного молекулярного веса и функциональности О, 007-0, 045

Огнеупорный наполнитель . Остальное.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1о 1. Патент ФРГ М 1669927, кл. С 08 L 61/10, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

М 522890, кл. B 22 С 1/00, 1975.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке % 2348702/02, кл. В 22 С 1/00, 1976.

4. Авторское свидетельство СССР

М 387777, кл. В 22 С 1/00, 1970.

5. Авторское свицетельство СССР по заявке N 2467767/02, кл. В 22 С 1/22, 1977.

6. Авторское свидетельство СССР по заявкам М 2582030/02 и

2582031/02, кл. В 22 С 1/22, 2 О. 02. 7 8.