Холоднотвердеющая смесь для изготовления литейных форм и стержней Советский патент 1984 года по МПК B22C1/22 

11 Изобретение откосится К литейному производству, в частности к составам смесей для изготовления литейных форм и стержней, содержащим в качестве связующего жидкие органические продукты пиролиза древесины и фенолсодержащие соединения. Известна смесь для изготовления литейных форм и стержней, содержащая огнеупорный наполнитель, связующее на основе продуктов термолиза древесины и аминосоединение С13. Однако смесь не обеспечивает высокой прочности форм и стержней, требует для отверждения тепловой сушки и содержит токсичные и дифицитные продукты - амины. Известна также холоднотвердеющая смесь для изготовления литейных форм и стержней, содержащая огнеупорный наполнитель, связующее в -виде композиции фенолоспирта и осадочной смолы, получаемой при термолизе древесины и отвердитель - хромовый ангидрид . Однако данная смесь характеризу.ется повышенным содержанием связующего (4-6%), что ухудщает санитарноги иенические условия производства за счет выделения газов при заливке металла, приводит к значительному выбросу вредных веществ в атмосферу. Кроме того, в качестве модицифирующих добавок используют дорогостоящие и токсичные фенолспирты, а в качестве отвердителя также токсичный дефицитный и дорогой хромовый ангидрид. Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является холоднотвердеющая смесь СЗЗ для изготовления литейных форм и стержней, содержащая, мае. Z: Обезвоженная водонерастворимая отстойная смола термолиза древесины0,3-3,0 Кубовые остатки ректификации сланцевых фенолов0,2-2,0 Полярный растворитель в виде спиртов или кетонов или сложных эфиров0,2-0,8 115836 5 из ще 10 ще сч те дл 15 ст пол вор дре кац 20 рас тон тел нит ные 25 или лот отн 3Q но55 ляе ти пол свя 2 Отвердитель на основе окиси кальция1,3-3,0 Огнеупорный наполнитель Остальное Однако прочность форм и стержней указанной смеси нуждается в повыии. Цепью изобретения является повыие качества форм и стержней за ет увеличения их прочности. Поставленная цель достигается , что холоднотвердеющая смесь изготовления литейных форм и ржней, включающая огнеупорный нанитель, обезвоженную водонерастимую отстойную смолу термолиза весины, кубовые остатки ректифиии сланцевых фенолов, полярный творитель в виде спиртов или кеов или сложных эфиров и отвердиь на основе окиси кальция, дополельно содержит поверхностно-активвещества в виде маслорастворимых водомаслорастворимых сульфокисили сульфонатов при следующем соошении ингредиентов, мае. %: Обезвоженная водонерастворимая отстойная смола термолиза древесины 0,2-1,0 . Кубовые остатки ректификации сланцевых фенолов0,4-2,0 Полярный растворитель в виде спиртов или кетонов, или сложных эфиров 0,2-0,8 Отвердитель на основе окиси кальция1-2 Поверхностноактивное вещество в виде маслорастворимых или водомаслорастворимых сульфокислот или сульфонатов 0,05-0,40 Огнеупорный наполнитель Остальное Введение з смесь одного поверхностактивного вещества (ПАВ) позвот за счет увеличения смачиваемосогнеупорного наполнителя и более ного шзкрытия его поверхности зующим снизить содержание отстой3Ной водонерастворимой смолы н улучшить санитарно-гигиенические свойст ва смеси, дополнительно увеличив прочность и скорость твердения. В качестве ПАВ испсльзуют водома лорастворимые и маслорастворимые сульфонаты, например эмульсол НГЛ(ГОСТ 12328-66), или сульфокислоты например алкиларилсульфокислоты тех нических марок АС-6 (водомаслорастворимые), АС-9,5, ДС-8, МС-20) масл растворимые (с молекулярной массой 280-400), а также эмульсолы марок НГ-203 и НГ 203А. Нижний предел по молекулярной массе ПАВ составляет 280-300. ПАВ, широко применяемые в литейном производстве в качестве вспенивателей для водорастворимых связующих, такие как ДС-РАС, контакт Петрова, КЧНР, некаль и др., имеющие молекулярную массу порядка 170-280, из-за плохой растворимости в осадочной смоле и несовместимости с ней не могут применяться. Верхний предел ПАВ по молекулярной массе составляет 450-480. При большей молекулярной массе увеличивается вязкость ПАВ и также ухудшается их растворимость в связующем. Содержание ПАВ в ХТС составляет 0,05-0,4% по массе. Нижний предел концентрации ПАВ обусловлен статически незначащим влиянием их на про ность смесей, верхний - экономическими соображениями.и тем, что дальнейшее его увеличение не приводит к большему увеличению прочности. Обезвоженная водонерастворимая отстойная смола (временные ТУ УССР ,1-19-15-82) вязкая, подвижная жидкость темно-коричневого (черного) цвета; с запахом горелого сахара вязкостью 60 + 10 сантипуаз, плотностью 1,15 ,10 г/смз, рН 2,45,0. Кубовый остаток ректификации сла цевых фенолов (например отходов сланцехимического производства ПО Сланцехим г. Кохтла-Ярве) предста ляет собой твердый продукт термокат литического уплотнения сланцевых фенолов от коричневого до черного 364 цвета, запах отсутствует, температур ный интервал гтлавления 80-135 6, содержит, мае. %: Высшие сланцевые фенолы55-95 Нейтральные вещества5-15 Температура плавления фенолов выше 260 ° С при остаточном давлении 70 мм рт.ст., рН водно-ацетонового раствора 5-7. Технические условия на кубовые остатки разрабатываются. В качестве полярного растворителя, используют этанол, ацетон, метилэтилкетон, -чтилацетат, диэтиленгликоль, диоксан, смеси этих компонентов и пр. Нижний предел содержания растворителя обусловлен требован 1Ями по вязкости связующего и растворимостью кубовых остатков, верхний экономическими соображениями и техникой безопасности. В качестве огнеупорного наполнителя используют кварцевый, цирконовый, оливиновый и др. пески. В качестве отвердителя - окись кальция, феррохромовый шлак, нефелиновый шлам, портландцемент. Смесь приготавливают следуюи;им образом. Кубовые остатки растворяют в полярном растворителе, добавляют ПАВ, перемешивают смесь -и вливают ее в водонерастворимую обезвоженную отстойную смолу. Полученное связующее смешивают с огнеупорным наполнителем, после чего добавляют отвердитель. В табл. 1 приведены предлагаемые составы ХТС (1-5) и известный - прототип (6) . Свойства смесей 1-6 показаны в табл. 2. Из данных табл. 2 следует, что предлагаемая .смесь обеспечивает повьшенну прочность форм и стержней на всех этапах отверждения, что спо- собствует повьш1ению их качества, а следовательно, и качества получаемых с их применением отливок, может применяться для изготовления форм и стержней всех видов литья (сталь, чугун, цветные сплавы).

Таблица 1

ХОЛОДНОТВЕРДЕЮ11АЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ, включающая огнеупорный наполнитель, обезвоженную водонерастворимую отстойную смолу термолиза древесины, кубовые остатки.ректификации сланцевых фенолов, полярный растворитель в виде спиртов или кетонов, или сложных эфиров и отвердитель на основе окиси кальция, о тлич ающаяс я тем, что, с целью повьшения качества форм и стержней за счет увеличения их прочности, смесь допол- нительно содержит поверхностно-активное вещество в виде маслорастворимых или водомаслорастворимых сульфокислот или сульфонатов при следующем соотношении ингредиентов, мае. %: Обезвоженная водонерастворимая отстойная смола термолиза древесины0,2-1,0 Кубовые остатки ректификации сланцевых фенолов0,4-2,0 Полярный растворитель в виде спиртов или ке- тонов, или слож(Л ных эфиров0,2-0,8 Отвердитель на основе окиси кальция1-2 Поверхностноактивное вещество в виде маслорастворимых или водомасСП лорастворимых 00 сульфокислот или СА9 сульфонатов 0,05-0,40 О5 Огнеупорный наполнитель Остальное

Обезвоженная водоп растворимая отстойная смола термолиза древесины Кубовые остатки ректификации сланцевых фенолов Сульфонаты алкилароматических соединений:водомаслорастворимые (эмульсол НГЛ-205) маслорастворимыеСульфокислоты алкил ароматических соеди нений: водомаслорастворимые (эмульсия. НГ-203-А) маслорастворимыеРастворители: ацетон этанол этилацетат Отвердители: феррохромовый шлак нефелиновый шлам окись кальция95,1 95,7 Кварцевый песок 95,25 96,8 96,1 . 96,5

Прочность на сжатие, кгс/см,через:

1 ч

3 ч

2А ч

Осыпаемость че:рез:

24 ч, %

газопроницае мость, ед.

Таблица 2

8,8 8,6 4,8 6,2 4,2 29,2 28,4 18,8 20,4 12,5 39,6 34,8 29,6 36,0 23,0

0,1 0,.1

0,1

0,1-0,2

150

150

150

100-150