СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ СТЕРЖНЕЙ И ФОРМ В НАГРЕВАЕМОЙ ОСНАСТКЕ Российский патент 1997 года по МПК B22C1/22 

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при изготовлении стержней и форм в нагреваемой оснастке.

Широко известны в литейном производстве смеси для изготовления литейных стержней и форм в нагреваемой оснастке, включающие огнеупорный наполнитель, карбамидно-фурановое связующее и комплексный катализатор. Однако эти смеси имеют ряд существенных недостатков. Они обладают повышенной токсичностью, так как КФ 90 содержит до 2,3% свободного формальдегида. Кроме того, такие смеси дорогостоящи, так как в одной тонне КФ 90 содержится около 36% дорогостоящего фурфурилового спирта.

Известны также смеси, включающие в свой состав огнеупорный наполнитель и связующее, состоящее из композиции смол: карбамидно-фурановой и карбамидно-формальдегидной и комплексного катализатора с добавками. В этой смеси смола КФ 90 частично заменена смолой КФО, содержащей до 20% азота, что приводит к образованию газовых раковин на отливках. Кроме того, применение двух смол повышает трудоемкость производства при приготовлении композиции связующего.

Наиболее близкой к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является смесь для изготовления стержней в нагреваемой оснастке, применяемая в АО "ГАЗ", содержащая огнеупорный наполнитель, отвердитель и смолу КАФУР. Недостатком данной смеси является то, что входящая в ее состав смола КАФУР содержит около 29,5% фурфурилового спирта, токсичного, дорогостоящего и дефицитного материала. Кроме того, в смоле КАФУР содержится до 12% азота, что увеличивает вероятность образования газовых раковин, особенно на высокопрочном чугуне.

Целью заявляемого изобретения является улучшение санитарно-гигиенических условий, снижение себестоимости смеси, а также уменьшение брака отливок по газовым раковинам.

Для достижения поставленной цели смесь для изготовления литейных стержней и форм в нагреваемой оснастке, включающая огнеупорный наполнитель, отвердитель, в качестве связующего содержит смолу ФИРАР-12Л при следующем соотношении компонентов, мас.

огнеупорный наполнитель 100
отвердитель 0,3-0,6
смола ФИРАР-12Л 1,5-3,0
Карбамидно-фурановая смола марки ФИРАР-12Л выпускается по ТУ 2223-11-00208953-95 и представляет собой модифицированный продукт сополиконденсации карбамида, фурфурилового спирта и формальдегида. По внешнему виду это подвижная сиропообразная жидкость. Условная вязкость при температуре 20±0,5^oC по вискозиметру ВЗ-246 (4 мм) 16 26 с, массовая доля свободного формальдегида не более 1,0% Разрушающее напряжение при растяжении образцов из песчано-смоляной смеси, отверждаемых в течение 30 с, при температуре 220^oC в горячем состоянии не менее 0,35 МПа, в холодном не менее 1,9 МПа. Смола ФИРАР-12Л значительно менее токсична, на производство одной тонны смолы расходуется 24-26% дорогостоящего фурфурилового спирта. В смоле ФИРАР-12Л содержится не более 9% азота, что позволяет уменьшить количество брака отливок по газовым раковинам.

В качестве отвердителя могут быть использованы отвердители на основе азотнокислых солей меди, цинка, алюминия, карбамида (КЧМЛ, НМ и т.п.).

Для приготовления смеси в песок вводят отвердитель, перемешивают 2 мин, затем вводят смолу и составляющие дополнительно перемешивают 2 мин.

На лабораторных бегунах было приготовлено пять стержневых смесей, отличающихся друг от друга содержанием смолы ФИРАР-12Л и отвердителя НМ (ТУ 2494-302-09201208-93) в сравнении с прототипом. Полученные смеси имели состав и свойства, приведенные в табл. 1, 2.

Испытания смесей проводились на стандартных образцах восьмерках, получаемых надувом смеси в нагреваемую оснастку. Живучесть определяли по свойствам смеси через 4 ч.

Из приведенных в табл. 2 данных видно, что смеси со смолой ФИРАР-12Л содержат меньше связующего и отвердителя. Прочностные свойства образцов из смесей со смолой ФИРАР-12Л выше, чем у известной смеси. Пониженное содержание смолы ФИРАР-12Л (менее 1,5%) приводит к снижению прочностных свойств смеси из-за уменьшения толщины пленки связующего. Повышенное содержание смолы ФИРАР-12Л (более 3,0%) ведет к увеличению выделения токсичных веществ, к перерасходу связующего и к увеличению стоимости смеси.

Использование смолы ФИРАР-12Л в смесях улучшает санитарно-гигиенические условия, так как она менее токсична, в ней меньше содержание фурфурилового спирта, что снижает стоимость смеси. Уменьшенное содержание азота в смоле ФИРАР-12Л улучшает качество отливок.

Исполизование: изобретение относится к литейному производству и позволяет использовать в качестве смеси для изготовления стержней и форм в нагреваемой оснастке смесь со связующим. Сущность: смесь содержит огнеупорный наполнитель, отвердитель и связующее в виде карбамидно-фурановой смолы ФИРАР-12Л при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: отвердитель 0,3...0,6; смола ФИРАР-12Л 1,5...3,0; огнеупорный наполнитель 100. 2 табл.

Смесь для изготовления литейных стержней и форм в нагреваемой оснастке, включающая огнеупорный наполнитель, отвердитель, связующее, отличающаяся тем, что в качестве связующего она содержит карбамиднофурановую смолу ФИРАР-12Л при следующем соотношении компонентов, мас.ч.

Отвердитель 0,3 0,6
Смола ФИРАР-12Л 1,5 3,0
Огнеупорный наполнитель 100е