СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ СТЕРЖНЕЙ, ОТВЕРЖДАЕМЫХ В НАГРЕВАЕМОЙ ОСНАСТКЕ Российский патент 2007 года по МПК B22C1/22 

Изобретение относится к области литейного производства, а именно к составам смесей для изготовления стержней в нагреваемой оснастке.

Известны составы стержневых смесей горячего отверждения, в которых в качестве ускорителя горячего отверждения применяются дорогостоящие и дефицитные катализаторы, например марки КЧ-41 и КЦ-32 на основе нитрата меди [1, 232 с.]. Высокая стоимость подобных материалов привела к замене их на более дешевые и доступные, чаще всего побочные продукты - на основе хлоридов алюминия и азотнокислого аммония [2]. Общим недостатком таких смесей является: неудовлетворительные технологические свойства, такие как текучесть, и физико-механические - прочность при растяжении в холодном состоянии, очень важные при машинном изготовлении стержней.

Из всех известных в патентной и другой специальной литературе составов стержневых смесей наиболее близким по технической сущности и получаемым результатам к предлагаемой является состав смеси, ускорителем горячего отверждения в которой является катализатор марки КЧ-41 [1]. Состав смеси, % (от массы огнеупорного наполнителя):

Карбамидофурановая смола КФ-902,5Катализатор (отвердитель) КЧ-410,5-0,6Огнеупорный наполнитель100.

Существенный недостаток смеси - высокий расход дорогостоящих связующих ингредиентов, причем при этом большое количество катализатора КЧ-41 (0,5-0,6%) приводит к низкой текучести и прочности смеси.

Задачей изобретения является создание смеси, которая при удовлетворительной прочности при растяжении в холодном состоянии имела бы текучесть в пределах 60-80%.

Для достижения указанного технического результата в смесь в связующего и лигносульфонатов, разведенной водой в соотношении 4:1, вместо 0,5-0,6 мас. % катализатора КЧ-41.

Смесь включает от 2,1 до 2,4 мас. % карбамидофурановой смолы по ТУ 6-05-1785-83, от 0,3 до 0,4 мас. % смеси алюмоборфосфатного связующего и лигносульфонатов, разбавленной водой в соотношении 4:1. В качестве добавок, улучшающих просыхаемость, применяли железный сурик ГОСТ 8135-74 марки «К», для повышения теплопроводности - графит кристаллический литейный ГОСТ 5279-74 марки ГЛ 1 или ГЛ 2, а в качестве огнеупорного наполнителя применяли кварцевый песок марки 1К₂О₂О₂ ГОСТ 2138-91.

Смеси готовили в лабораторных бегунах мод. 018 М Усманского комплекта лабораторного оборудования. В бегуны последовательно загружали песок, железный сурик, графит кристаллический, перемешивали 1 минуту. Затем вводили отвердитель (смесь алюмоборфосфатного связующего и лигносульфонатов, разбавленная водой в соотношении 4:1), перемешивали 2 мин. Далее вводили карбамидофурановую смолу, перемешивали в течение 2 мин и выгружали готовую смесь из бегунов. В полученной смеси определяли прочность при растяжении в холодном состоянии, текучесть. Для определения прочности при растяжении готовили стандартные образцы - «восьмерки» на лабораторной установке мод. 4735 при температуре стержневого ящика 220°С. Прочность при разрыве определяли на приборе мод. LRU фирмы «Центрозап» (Польша). Составы смесей приведены в табл.1, а их свойства - в табл.2.

Из табл.2 следует, что составы №4 и 5 имеют высокие значения прочности при растяжении и текучести, которые превосходят аналогичные показатели прототипа (состав №1 и №2).

По опыту ОАО A3 «Урал» смеси с текучестью 60-80% наиболее технологичны для метода изготовления стержней в нагреваемой оснастке. Прочность при растяжении, текучесть оптимальная у составов №№3, 4, 5. Наиболее высокие значения прочности при растяжении и текучести - у состава №5. Таким образом, состав №5 по комплексу свойств наиболее предпочтителен для изготовления стержней в нагреваемой оснастке, при этом содержание дорогостоящих материалов в указанном составе значительно уменьшено.

Предложенный состав за счет снижения расхода связующих ингредиентов и замены отвердителя обеспечивает существенный экономический эффект.

Таблица 1Составы смесейСоставляющиеСодержание, в мас. %1*2**345Смола карбамидофурановая КФ-902,42,42,42,42,1Катализатор (отвердитель) КЧ-410,5-0,60,5---Смесь алюмоборфосфатного связующего и лигносульфонатов, разведенная водой в соотношении 4:1--0,30,40,4Железный сурик марки «К»-0,20,20,10,1Графит кристаллический марки ГЛ-1 или ГЛ2-0,10,10,10,1Кварцевый песок 1К₂О₂О₂97,1-97,096,897,097,097,3      

Таблица 2Свойства смесейРежим отверждения, наименование показателей, размерностьЗначения для каждой смеси1*2**345Продолжительность отверждения, с3030303030Температура стержневых ящиков, °С220220220220220Текучесть смеси, %-50636567Прочность при растяжении, МПа (в холодном состоянии)2,191,922,312,402,48Примечание: * из справочника Жуковского** применяемый на ОАО A3 «Урал»

ЛИТЕРАТУРА

1. Справочник «Формовочные материалы и технология литейной формы» /под ред. С.С.Жуковского. М.: Машиностроение, 1993 г., 232 с.

2. Авторское свидетельство СССР №710742, кл. В22С 1/00, 1997 г.

Изобретение относится к литейному производству. Смесь содержит, мас.%: карбамидофурановую смолу 2,1-2,4; отвердитель 0,3-0,4; железный сурик 0,1-0,2; серебристый графит 0,1 и огнеупорный наполнитель. В качестве отвердителя используют смесь алюмоборфосфатного связующего и лигонсульфонатов, разведенную водой в отношении 4:1. Достигается увеличение текучести смеси и прочности готовых стержней при растяжении. 2 табл.

Смесь для изготовления стержней, отверждаемых в нагреваемой оснастке, включающая карбамидофурановую смолу, отвердитель, огнеупорный наполнитель, добавки, отличающаяся тем, что в качестве отвердителя она содержит смесь алюмоборфосфатного связующего и лигносульфонатов, разведенную водой в соотношении 4:1, при следующем соотношении ингредиентов, мас. %:

карбамидофурановая смола КФ-902,1-2,4смесь алюмоборфосфатного связующего и лигносульфонатов, разведенная водой в соотношении 4:10,3-0,4железный сурик0,1-0,2серебристый графит0,1огнеупорный наполнительостальное