Комплексный отвердитель для изготовления литейных стержней и форм из холоднотвердеющих смесей преимущественно с карбамидными смолами Советский патент 1984 года по МПК B22C1/10 B22C1/22 

Изобретение относится к литейному производству, в частности к отвердите- лям песчано-смоляных смесей, отверждаемых в холодной оснастке. Известно применение в составах холоднотвердеющих смесей (ХТС) комплекс ных отвердитеЯЕй в виде сочетания орто фосфорной кислоты с хлорным желе - зам PL , хлористым алюминием 2J и кремнезолем з . При применении указанных отвердителей типа ортофосфорная кислота - кислая соль увелич1гоается скорость твердения смесей. Однако прочность стержней на завершающем этапе отверждения остается недостаточно высокой. Комплексный отвердитель Н-}Р04кремнезоль способен самопроизвольно коагулировать, что ограничивает возможрость егх) практического использования. Кроме того, кремнезоль дифицитный и дорогостоящий продукт. Кроме индивидуальных химических веществ, в качестве атвердителей в составах ХТС нашли применение кислотные побочные продукты различных производст например отходы гальванического производства от ванн кадмирования плотностью 1,08-1,10 г/см 4 , и травящий jpacTBOp хроматрон на основе хло{шого железа, являющийся побочным продуктом электровакуумной промышленности з. Однако количество подобных кислотных отвердителей невелико. Расширение их ассортимента способствует решению задачи утилизации промышленных отходов Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому ре зультату является комплексный отвердитель для изготовления литейных стержней и форм из холодноотверждающих сме сей преимущественно с карбамиднымИ смолами, содержащий травящий раствор хроматрон и алюмохромфосфатную связку (АХФС) при следующем соотношении ингридиентов, мае. %: Алк 1охромфосфатная связка.1О-50 Травящий раствор хроматрон5 0-9 О б Известный отвердитель АХФС-хроматрон сообщает стержням и формам недостаточно высокие прочностаые свойства на всех этапах отверждения. Кроме тог его использование предполагает повьшхен ное содержание смолы в составе смеси, что ухудхиает санитарно-гигиенические условия труда. Недостатком отвердителя является также ограниченная доступность кислоо ного побочного продукта хроматрем и его сравнительно высокая . Цель изобретения - повышение прочности стержней и на всех этапах их отверждения, уменьшение газообраз ньк выделений в окружакмцуто среду в процессе отверждения стержней и форм заливки их металлом и снижение себестоимости смеси. Поставленная цель достигается тем, что комплексный отвердитель для изготовления литейных стержней и форм из холоднотвердеющих смесей преимущественно с карбамидными смолами, включающий алюмохромфосфа-тую связку и побочшый продукт, производства на основе водораст воримых кислых соединений, отвердитель содержит в качестве побочного продукта отходы гальванического производства от ванн хромирования в виде воднохч раствора на основе хромового ангидрида при следатощем соотношении ингредиентов, мае. %: Алюмохрс лфосфат« ная связка80-90 Отходы гальванического производства от ванн хромирования в виде водного pacTsi pa на основе хромовоIX) ангидрида1О 2О При этом отходы гальванического производства от ванн хромиррвшпш в виде водного раствора на основе хрсааового ангидрида имеют следующий состав. 17,0-22,0 Хромовый ангидрид ОД-0.3 Серная кислота Сульфат трехвалент О,02-0,бО ного хрома 0,4-0,8 Сульфат меди Сульфат трехвалентО,7-1,3 ного Железа Остальное Вода Основой предлагаемого ксяиплэксвого отвердителя является алюмохромфосфатная связка, представляющая собой вяз кий водный рас-геор кислых фосфорнокислых солей алюминия и хрома плотностыо 1,60 - 1,75 г/см и вязпри liUC l.foU - 1,75 г/см и костью по ВЗ-4 1000-18ОО с. Отходы гальванического производства от ванн хромирования представляют собой разбавленные водные растворы плотв ностью при 1,12 - 1,20 г/см которые сливаются в канализацию, нанося вред окружающей среде. Примерение отходов от ванн хромирования в качеств 2О°С 1,495-1,628 вязкостью по ВЗ- при 20°С 20-225 с.

При содержани отхода от ванн хромирования в комплеконс отвердитепе ниже нижнего и вьпие верхнего предела снижается прочность стержней и форм.

Комплексный отвердитель может использоваться для отверждения смьсей с ингредиента комплексного отвердителя позволит снизить себестоимость смеси.

ПобочньсК продукт гальванического, производства от ванн хромирования резк снижает вязкость алюмохромфосфатной связки и увеличивает ее кислотную ак,vasaoctb. Комплексный от ердитель представляет собой подвижную жидкость темно-зеленого цвета плотаостъю при различными синтетическими смолами, однако преапочтительным является его использование в смесях с карбамиаными смолами.

Т а б п и ц а 1

1. КОМПЛЕКСНЫЙ ОТВЕРДИТЕЛЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ СТЕРЖНЕЙ И ФОРМ ИЗ ХО/ЮДНОТВЕРДЕЮЩИХ СМЕСЕЙ ПРЕИМУЩЕСТВЕННО С КАРБАМИДНЫМИ СМОЛАМИ, включающий елкялохром ос ч то свваку и побочный продукт производства на осясве водорастворимых кислых соедивений, отличающийс я JfeM, что, с целью повышения прочности стержней и на всех этапах их oiBejSKae / ,. / )Нвя,уменыи 1ия газообразных выавпений в окружающую среау в процессе отверкаения стержней и рм и заливки их металлом и снижения себестоимости смеси.отвераитель содержит в качестве побочного продукта отхода гальваническсяч) произвопстеа от ванн хромирования в виде вошюго раствора на осааее хрояового ангидрида при слеяукшем соотношении ингредиентов, мае. %: (М фосфатная связка8О-90 Отхошл гальваничес- кого прои юдства от ванн хромврсшания в вида водного раств на основе хром(Ж(нх} ангидрида10-20 2. ОтвердЕтель по п. 1, о т л и ч аю ш и и с я тем, что отходы гальванического производства от ванн хрмлирстания в виде водного раствора на основе хромсеого ангицриаа имеют спедукхций состав, мае. %: Хрмловый ангидрид17,0-22,0 кислота0,1-0,3 Сульфат -чюхвалвна ного храмаО,О2-О,60 Сульфат медкО,4-О,8 тршсвалвнтного жеяваа0,7-1,3 .ВодаОстальное

Алк охромфосфатная связка, плотностью д 1,678 г/см

Отходы гальванического производства от ванн хромирования, плотностью 1,17 г/смЗ

Травящий раствор хроматрон, плот- „ ностью 1,5 О г/см В табл. 1 приведены предлагаемые составы кислых комплексных отвердителей (1-3) и состав - прототип 4 . Для приготсвления составов комплексных отвердителей используют: алюмох ром фосфатную связку (ТУ-6-18-166-78) плотностью при 20С 1,678 г/сми вязкостью по ВЗ-4 при 2О°С 1246 с, травящий раствор хроматрон плотностью при 1,5 г/см, отходы гальванического производства от ванн хромирова ния плотностью при 1,17 г/см с химическим составе, мае. %: хромовый ангидрид 18,8, серная кислота 0,21, сульфат хрома (III) 0,33; сульфат меди 0,77, сульфат железа О,95, вода 78,94. Комплексный отвердитель подучают простым смешиванием составлякнцих его

80

ЗО

2О

70 ингредиентов в обычных условиях. Раздельное введение его ингредиентов в смесь нежелателыю из-за вьюсжой вязкости исходной АХФС. Отвердитель по прототипу готовят аналогично. Пригчуговление смеси осуществляют в лабораторном лопастном смесителе по следующему режиму: кварцевый песок марки 1К02 перемешивают с карбамид г ной смолой марки КФ-Ж 1,5-2мш1, затем вводят комплексный отвердитель и перемешивание продолжают еще 1 мин. т ХТС по прототипу готовят известным способом. Составы смесей с предложенным и известным комплексньо и отвердителямв приведены в. табл. 2.

Кварцевый песок марки 1К02

Карбамидная смояа марки КФ-Ж

Ашомохр «фосфатная связка,

гоютностью

1,678 г/см

Отхощд гальваническотч} производства от ванн хромирования, плотностью 1,17 г/см

Травяшпй раствсф хроматрои, плотносчъю 1,5О г/см

Как вщшо из табл. 2 использованиеется меньшими газообр азными вьщелвнихфвдлож вого вомпяекс1кяч} отвердите-ями (фо1 4альаегида| аммиака) по сравнеяя оозволает снизтъ соде1жанне карба- зо™° смесью 4. MBBBtA cMfonu в составе смеси. ХТС сФизико-механические свойства сме1феш1агаедь ым отвердитеяем хара ризу-сей 1-4 приведены в табл. 3. Наилучшие показатели получены при использовании комплексного отвераителя состава 2 (табл. 3), .который позволяет увеличить проч-55 кость, стержней через 1 и 4 ч

Табл{1ца2

96 3,33

0,20

0,28

0,47

ТаблипаЗ более чем на 30%, а через 24ч в 2 раза. В табл. 4 приведеяы составы ХТС с предлагаемым кс шлексным отвердителем (оптимальный состав 3).

Кварцевый песок мирки 1К02

96

В табл. 5 показаны фйзнко-механические свойства смесей с прецТйблица4

96

96

лагаемым отверсителем оптималыюго состава.

Т а б л и ц а 5