Способ получения связующего для изготовления литейных стержней и форм,отверждаемых в оснастке

Способ получения связующего для изготовления литейных стержней и форм,отверждаемых в оснастке

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (53)М. Кл. (22)заявлено 16.10.81 (21) 3346461/гг-ог с присоединением заявки М— (23 ) П р нор и тет

В 22 С 5/04

В 22 С 1/22

Гесудауетвеввай кемвтвт

CCCP

IO девам вмвретеккк и етхрнти1г

Опубликовано 23 01 83 Бюллетень М 3

Дата опубликования описания 23,01.83 (53) УДК 621.742..4(088.8) (72) Авторы изобретения

В.А.Соколова, Т.И.Пешкина, Д.П.Цар и А.А. Сорокина

Всесоюзный научно-исследовательскйй институт литейного машиностроения, литейной технологии.-и-автоматизации литейного производства а (7l ) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СВЯЗУЮЩЕГО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

ЛИТЕЙНЫХ СТЕРЖНЕЙ И ФОРМ, ОТВЕРЖДАЕИЫХ В ОСНАСТКЕ

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при изготовлении стержневых и формовочных смесей, отверждаемых в холодной или нагреваемой оснастке.

Известен способ получения связу" ющего марки УГТС для изготовления стержневых и формовочных смесей, отверждаемых в холодной оснастке, заключающийся в перемешивании карбамидо-формальдегидной смолы, тяжелой фракции сланцевой смолы (ГТФ), керосина, воды и змульгатора l1 3 .

Однако данный способ получения связующего характеризуется низкой прочностью, сообщаемой связующим отвержденным стержням и формам, многокомпонентностью связующего и ухудшением санитарно-гигиенических условий труда иэ-за наличия запаха керосина и го тяжелой фракции сланцевой смолы.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ, заключа2 ющийся в перемешивании карбамидноформальдегидной смолы и водного раствора соли щелочного металла (хлорида натрия) при температуре окружающей среды, причем соотношение смолы и сухой соли 1:(0,01-0,08), а максимальная концентрация водного раствора хлорида натрия 20 г; (2, Однако связующее, приготавливаемое по указанному способу, сообщает стержням и формам, отверждаемым в холодной оснастке, низкую прочность, обусловленную малым содержанием хлорида натрия и значительным количеством воды в связующем.

Целью изобретения является повышение прочности литейных стержней и форм отверждаемых в оснастке.

Для достижения указанной цели согласно способу получения связующего для изготовления литейных стержней и форм, отверждаемых в оснастке, включающему перемешивание карбамидо-формальдегидной смолы с водным раствором

3 990400 4 соли щелочных металлов, указанную смо- (ГОСТ 4568-74), нитрит натрия лу и водный раствор солей щелочных (ГОСТ 4168-79), нитрат калия металлов нагревают порознь до 30-80 С (ГОСТ 19790-74), и перемешивают при весовом соотноше- Нагрев растворов солей, использунии смолы и сухой соли 1: (0,15-0,25), емых для осуществления предлагаемого причем соль щелочных металлов вводят способа, обеспечивает получение бов виде 25-60 -ного водного раствора ° лее высокой концентрации растворов и сокращение до минимума содержания воВ качестве сухих солей щелочных,ды в составе связующих. В табл.! приметаллов используют хлорид натрия 1р ведены данные по растворимости в воде (ТУ 6-12-33-71, ТУ 6-01 540-70. химически чистых солей щелочных металСТУ 43-717-65), хлорид калия лов при различных температурах., 1

Таблица 1

Концентрация водного раствора, 3, при температуре

Наименование соли

>ac j

4 Г

200 С

Хлорид калия

33,8

25,5

27 2

36,0

28,2

64,5

Хлорид натрия 26,4 26,5

27,6

Нитрат натрия 46,8

Нитрат калия 24,1

49,0 59,7

Для получения растворов необходимой концентрации достаточен нагрев в пределах 30-80 С. При нагреве до температур выше 80 С концентрация раст.30 воров несколько повышается, но такой нагрев требует большой затраты энергии, что экономически нецелесообразно.

Нижний предел нагрева - 30 С для получения концентрации растворов не ниже 254 обусловлен тем, что в описываемом способе приготовления связующего используются технические продукты, растворимость которых в воде ниже, чем у химически. чистых. Поэтому для получения растворов солей с концент40 рацией 25-603 требуется нагрев на

10 С выше, чем указано в табл.1 для химически чистых продуктов.

Harpes смолы в пределах 30-80 С

Я способствует лучшему распределению в ней раствора соли и повышает однородность готового связующего, а следовательно, и стабильность свойств смесеи, получаемых íà его основе. При нагреве смолы выше 80 С в ней могут начаться процессы полимеризации, приводящие к повышению вязкости связу" ющего и ухудшению стабильности при хранении.

Оптимальным является соотношение смолы и сухой соли в связующем

1:(0,15-0,25}. Уменьшение содержания сухой соли приводит к снижению проч31,5 62,8 71,1 ности стержней и форм. Повышение со держания сухой соли влечет за собой увеличение содержания воды в составе связующего, так как соли вводятся в виде водных растворов, максимальная о концентрация которых при 80 С ограничена (603} . Повышение содержания воды в связующем отрицательно сказывается на свойствах смесей: снижается скорость твердения и прочность стержней и форм.

Для приготовления связующего ис- . пользуются карбамидо-фармальдегидные смолы марок КФ-СПЛ (ТУ 6-05-211-1086-81), КФ-Ж и КФ-ИТ (ГОСТ 14231-78).

Раствор соли нагревается и вводится или в готовую предварительно, нагретую смолу, или на последней стадии ее приготовления (синтеза) после вакуумсушки при 30-80 С и централизованном изготовлении связующего.

Связующие, изготовленные предлагаемым способом имеют следующие свойства: условная вязкость по визкозиметру В3-4, с: сразу после изготовления

25-40, через 2 мес. 60-70; концентрация водородных ионов, рН 7,5-9,0; срок хранения - 2 мес.

Рекомендуемые режимы осуществления предлагаемого способа с различными солями представлены в табл.2, б

Таблица 2

990400

Соотношение смолы к сухой соли (весовые) Температура смолы, С

Концентрация водного раствора соли, 3

Температура раствора соли, С

Наименование соли

Хлорид натрия 1:0,15 25 30 30

1:0,15

30 50 50

Хлорид калия

60

Нитрат натрия 1:0,2

Нитрат калия 1:0,25

60 80 80

Т а б л и ц а 3

Свойства смесей

Состав смеси, вес.Ф

ММ и/и

4ч Ьч

2ч

1 ч

7,0 8,0 1090

3,0

Песок кварцевый 100 хроматрон 0,5, связующее (образец 1 по табл.2) 4,0

2,0

7,0

Песок кварцевый 100, хроматрон 0,5, связующее(образец 2 по табл.2) 4,0

2, 3,5

7,0 8,0 8,0

8,0

2 5

Песок кварцевый 100, хроматрон 0,5, связующее (образец 2 по табл.2) 3,0

60 75 75

6,0

3,0

2,0

Песок кварцевый 100 хроматрон 0,5, связующее (образец 3 по табл.2), 4 0

8,0

16,0

4,0

9,0 10,0 13,0

Песок кварцевый 100, хроматрон 0,5, связующее (образец 3 по табл,2) 3,0

6,0

7,5 8,0 10,0

12;0

3 5

Связующие могут быть использованы для изготовления стержневых и формовочных смесей, отверждаемых в холодной и нагреваемой оснастке.

Технология изготовления смесей не отличается от принятой для известных смесей. Для отверждения в холодной оснастке применяются катализаторы кислого характера, например хроматрон, ортофосфорная кислота. В табл.3 приПрочность на сжатие, Kf C/CM после выдержки в ящике 1 ч ведены составы и свойства смесей холодного отверждения с использованием связующих, приготовленных в соответствии с режимами, указанными в табл.2, с хроматроном плотностью 1,45 г/см, а также с известным связующим, приготовленным при соотношении смолы к сухому хлориду натрия 1:0,07 при

203-ной концентрации водного раствора соли при температуре раствора соли и смолы 20 С.

Прочность на растяжение, кгс/см, после выдержки на воздухе

990400

Продолжение табл.3

Свойства смесей

Ю и/п

Состав смеси, вес . 4

6,0

8 0 10,0 12,0

3,0

10,0

4,5 5,0 7,0

2,0

Из сравнения данных приведенных в табл.3 следует, что при использовании в составе смесей холодного отвержде- 25 ния связующих, приготовленных предлагаемым способом, даже при пониженном содержании связующего в составе смеси, прочность на сжатие после выдержки образцов в стержневом ящике в те- зв чение l ч, а также прочность на расПесок кварцевый 100 хроматрон 0,5 связующее (образец 4 по табл.2) 4,0

Песок кварцевый 100 хроматрон 0,5 связующее (извест.ное) 4,0.Прочность на сжатие кгс/см после выдержки в ящике 1 ч

Прочность на растяжение, кгс/см, после выдержки на воздухе

l ч 2ч 4ч 6ч 24ч тяжение после выдержки на воздухе существенно выше, чем те же показатели у обраЗцов, изготовленных на известном связующем (состав смеси 7).

В табл,4 представлены результаты испытания связующих в составе смесей, отверждаемых в нагреваемой оснастке.

Температура нагрева стержневого ящика 200-220 С, 990400

LA

-з

CV О а

CV

Ю а

Ю а

>О

СМ т

X с

1О

I—

LA а

С)Ъ

С>

С>

3)Ъ а О

Ю а х

Э и а

Э

Z

Э т э

361

Э х

3»

t5

Х и о

К

D а сО

М\

LA а

ОЪ

Ю а фФ >

LA а

3)Ъ

Ю. а

LA ф >1> а

СО

D а О

331 а

)С\ а

LA о

Э и

t5

X

Э у э

03

63

1v

t5

X и о

6l

X х

Ю

D а О

Ю »

ОС3 а

-6 о а

«ф

Ю а

С Ф1>

О1 а

СО а о а

СЧ дФ и

4I и а

X и

Э

X и

t6

t5

1» и о > о э

Z СВ

Cf. о а с э

О 63 х )о

I и

I э с

1 X.V о

„L

3(а

I )С С С

1 1-. и и

I Э N а v

1 1

1 t5 )С

I

1 .6

1 1- X и о к о

1 Х 1о и а о с и

Э

С

Э 3с г а

tL Э

16

О 3 - о

Э Э

Э и

X O

Z C

Э

3(а

)С сч

i x и и

63 N

a o

f5 Y

Z а о

1- X и х о к х о

У (» о и а о

c v

1 1

1 1

I Ю t

l О 1

I I

1 1

1 t

I LA I

1 1

I I !

t 1

I

1 Ю 1

I С Ъ I

1 I

1-4

1 I

I 1

1 I

1 1 о

1 C4 t

1 1

31

1 1

1 I

I 1

1 1

I М\

t - )

1 I

I 1

1 I

1

1 1

I О I

) О 1

I ! — 3

I I

I I а 1

I - 3 1

I 1

34

I 1

I I

I t ! Ю

I M 1

1 )

I I ! Ф

1 I

1 1

1 1

I I

1 Ю I

1 СЧ I

I 1

3 )

1 1

1 I

1 1

I 1 ! а

I »- I

1 I

«

С>

D =Т

«» э

63

Y C5 о а

oqо

1 «» 6 Ъ

>Х Э С4

З Э °

t6 g©t..-Ю > Ф а 63 i15 C

6l В.О

o с

° )4 о

О л3

° э

63

t5 о ао

v tO э ос

Ъ Ф

>х е с) ф 63 °

Э Я)О

2» 15 а)5 115 C а С6 О кис а Я

Ю о и

° t5

61

)С 63 о а и)оо е о ссл

>Х Э CV

3 Э °

Э Я

Э Q)О

3>> )5 а 63 )6l C

Э )6 О

ыис а ф

Ю о е

Э

63

3С 15 о ао

И IO е om с

>Х Э С)

3 Э °

61 В IO

=3 О> 15 а63 1)5 % мй0 а

Ю о а Э

Y t5 о а

v 1O е о с .

>Х Э

З Э

46

Э Q

=Г 3» а. 63

t5 )6

6l и

ы и

Ю I а

О1 1!

) И\ ) а а»

) Ю 1 а 1

«Ф I

° 3

1

СС\ 1 а ) ъО !

I !!

О I а

-Э ) 1

I

О 1 а

1! а 1 а

CV 1

1

° ) а ) СЧ l

I!

I ъО а

I

LA I а ) о

I

1

I о а

>Х

З I

Z I

1- I

v 1

Э I

Э 1

63 1 к

9904

Составитель С. Тепляков

Редактор Н.Джуган Техред С.Мигунова Корректор A,Ôeðåíö

Заказ 13/16 Тираж 811 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, В случае использования связующего для приготовления смесей "горячего" отверждения так же, как и для холодноотвердвющих: смесей, имеет место существенное повышение прочностных свойств, что обеспечивает возможность сокращения цикла отверждения стержней в оснастке.

Повышение прочности отвержденных 10 стержней и форм за счет нагрева связующего, получаемого по предлагаемому способу, позволяет снизить его расход в составах смесей в среднем на 304, а также сократить цикл изготовления стержней и форм, что создает технико-.зкономический эффект .в размере

3-.5 --py6. на 1 т годных отливок. За счет уменьшения газовыделений из смоляной части связующего улучшаются санитарно-гигиенические условия труда.

00 12

Формула изобретения

Способ получения связующего для изготовления литейных стержней и форм, отверждаемых в оснастке, включающий перемешивание .карбамидо-формальдегидной смолы с водным раствором соли щелочного металла, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения прочности стержней .и форм, карбамидо-формальдегидную смолу и. водный раствор соли щелочного металла нагревают порознь до 30-80 С и перео мешивают при весовом соотношении смолы и сухой соли 1:(0,15-0,25), причем соль щелочного металла вводят в виде 25-604-ного водного раствора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

If 538520, кл. В 22 С 1/16, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

N 473398, кл. B 22 C 1/18, 1973.