Комплексный отвердитель холоднотвердеющих смесей Советский патент 1986 года по МПК B22C1/10 

Изобретение относится к литейному производству, в частности к отверди- телям па основе алюмохромфосфатной связки для холоднотвердеюпщх смесей пр енмущественно с карбамидными смолами, используемых при изготовлении ф о р м и стер ж н еп,

Цель изобретения - повышение прочности стержней и форм, изготавливаемых из холоднотвердеющих смесей с карбамиднллм смоляным связуюишм, уменьшение вредных газообразных вы- делелшй в окружающую среду в. процессе; -ix о Г :;ерл;п;ения и заливки металлом и сг1;1жг ие себестоимости смеси за c ;ci ; c ;n;v:eiiH i вязкости алюмохромфос- jli;;. - ;;cro (Связующего, повышения его Kncj ioTHOii йз : гиБНост11 и снижения содаржашш смоляного связующего.

Содерл:а1и.ийся п комплексном отвер- -дг1тс,:;е алк. МО хлорид является побочным |1:)одуктом процесса алкилирова- нмя бензола пропиленом и получается иутеи отг Ывки реакционной массы от отрлботанного катализаторного ком™ I::LCKCS разбавленными растворами хлористого алюминия. Он представляет coooii С1;С 1 ло-желтого цвета с зеле- i:.o.V:-;:.TbiM оттенком водный рггстврр ос- ;оп;;ых алюминия состава Л1,, (ОН) j,,,, С1, где n-1-З с примеся- ;.И ;))И1ых ueuiecTB плотностью РИ 20°С 1,25-1,28 г/см и рИ 0,1-0,8, Кроме того, в ал;омохлор1-1де иь;ак)тся следы бензола 2. 6,10 мае,%, Поставляется по ТУ С.-01-797--73,

/- пюмохлорид имеет следуюсни сос- тап. мас,%:

OcnoBiitie шориды

а.П;оминия 3 Г1ересчете

на Л1С1,23,0-32,0

Пода 68,0-77,0

OcHOBOi ко гплексного отвердителя является гьчюмофосфатная связка, пред С а11л;;.;ои;ая собой вязкий водный раствор 1;ислых фосфорнокислых солей алюминия и хрома плотностью при 20°С 1,60--1,75 г/см и вязкостью по

1000--1800 с. I

Ком:тлехс;;ый отнердитель ЛХ.ФС-- Лл омол. 1ор)|д представляет собой подзи;к; .ую жидкость темгю-зеленого .дзета вязкостью по ВЗ-4 при 20°С 180-260 с. Ллюмохлорид снижает вязкость алюмохромфосфатно связки и укелич.и}зает ее кислотную актив- Hoci fj, Это позволяет существешю

17548

повысить скорость отверждения и прочность ХТС,

В табл, 1 приведены составы предлагаемых кислых комплексных отверди- 5 телей №№ 1-5 и прототипа (№ 6).

Для приготовления составов комплексных отвердителей используют: алюмохромфосфатную связку (ТУ 6-18-166-78) плотностью при 20°С

10 1,678 г/см и. вязкостью по ВЗ-4 при 20 С 1246 с; травящий раствор хро- матрон плотностью при 20°С 1,50 алюмохлорид (ТУ 6-01- 797-73) плотностью при 20 С

15 1,273 г/см и с шмическим составом, мас,%: основные хлориды алюминия, в пересчете на AlClj 26,0; взвешенные вещества 0,57j вода - 73,43. . Комплексный отвердитель получают

20 npocTbLM смешиванием составляющих его ингредиентов в обычных условиях. Раздельное введение его ингредиентов в смесь нежелательно из-за высокой вязкости исходной АХФС.

25 Отвердитель по прототипу готовят аналогично,

Приготовление смеси осуществляют 15 лабораторном лопастном смесителе ко следующему режиму: кварцевый песок

30 марки 1К02/ГОСТ 2189-78/ перемешивают с карбамидной смолой марки КФ-)К (ГОСТ 14231-78) в течение 1,5-2 мин, затем вводят комплексньш отвердитель и продолжают перемешивание еще 1 мин.

2. лГС по прототипу приготавливают

в соответствии с известньп техническим решением.

Составы смесей с комплексными отвердителями приведены в табл,2,

Q в ХТС №К 1-6 используются комплексные отвердители №№ 1-6, указанные в табл, 1.

43

Как видно из табл. 2 использование предлагаемого .компл ексного отвердителя позволяет снизить содержание карбамидной смолы в составе смеси с 3,33 до 2,4 мас.%. Отсюда следует, что ХТС с таким отвердителем будет характеризоваться меньшими газообраз выделениями (формальдегида, аммиака) по сравнению со смесью tf 6.

Замена в составе смеси хроматрона алю;.охлоридом позволяет снизить себе- стошюсть смеси более.чем в 5 раз .

55 Физико-механические свойства смесей 1--6 приведены в табл. 3.

Из представленных в табл. 3 данных следует, что свойства ХТС с предлагаемым комплексным отвердителем превосходят свойства смеси, обеспечиваемые при использовании известного отвердителя. Наилучшие показатели получены при использовании комплексного отвердителя составов 2-4, содержащих 80-90 мас.% АХФС и 10- 20 мас.% алюмохлорида. Эти составы отвердителя в отличие от прототипа позволяют увеличить прочность стержней через 1 ч на 11-35%, через 4ч- на 30-70% и через 24 ч - на 10-34%.

При содержании алюмохлорида в комплексном отвердителе ниже 10 мас.% и выше 20 мас.% снижается прочность стержней и форм.

В табл. 4 приведены составы ХТС с предлагаемым комплексным отвердителем с оптимальным составом 2.

В табл. 5 показаны физико-механические свойства смесей с предлагаемым отвердителем оптимального состава.

Ингредиенты

Содержание ингредиентов, мас.% в комплексных отвердителях, №№

l.LL.lL..Li-...G

6 (

Алюмохромфосфатная связка, пл. 1,678 г/смз

Алюмохлорид, пл. 1,273 г/смз

Травящий раствор хроматрон, пл. 1,50 г/см

95 90 85 80 75 30

10 15 20 25

70

Ингредиенты

Содержание ингредиентов в смесях, мас.% 1 2 1з I .l 5 |б (Прототип) 96 96 96 96 96 96

2,4 2,4 2,4 2,4 2,4, 3,33 1,52 1,44 1,36 1,28 1,20 0,20

Кварцевый песок марки 1К02

Карбамидная смола марки КФ-Ж

Алюмохромфосфатная связка, пл. 1,678 г/см

Как видно из табл 4 и 5 предпочтительное содержание комплексного отвердителя в ХТС составляет 1,4- 1,6 мас.%.

Использование предлагаемого комплексного отвердителя по сравнению с прототипом обеспечивает следующие технико-экономические преимущества:

jО снижение объема газообразных вьщелений в окружающую среду за счет со- . кращенного содержания карбамидной смолы в составе смеси; повышение прочности стержней и форм на всех

5 этапах отверждения: через 1 ч - на 11-35%, через 4 ч - на 30-70% и через 24 ч - на 10-34%; сншсение себестоимости смеси за счет использования в качестве ингредиента комплекс20 ного отвердителя более дешевого алюмохлорида более чем в 5 раз; сокращение расхода смолы в составах ХТС в 1,4 раза.

Таблица 1

6 (Прототип)

10 15 20 25

70

Таблица2

Ингредиенты

Алюмохлорид, пл. 1,273 г/см 0,16 0,24 0,32 0,40 ----0,47

Травящий ра створ хромат- рон, пл. 1,50 г/см

- -ТаблицаЗ

Свойства стержневой .смеси Свойства смесей, приведенных в табл. 2

1 I 2 I 3 I 4 I 5 I 6 (Прототип) )(нвучесть, мин75444 6-8

Прочность на сжатие, кгс/см,

через 1 ч13,8 14,6 12,5 12,0 7,6 10,8

через 4 ч18,5 24,0 20,0 18,2 10,6 14,0

через 24 ч17,2 20,4 19,8 16,8 13,7 15,2

Осыпаемость стержней через

2 ч, %0,08 0,10 0,10 0,15 0,23 0,10

в

Таблица4

Ингредиенты смесиСодержание ингредиентов в смесях, мас.%

.LZClTnilZlZZIZI

Кварцевый песок марки 1К02 96 .96 96 96 Карбамидная смола марки КФЖ 2,6 2,4 2,2 2,0

Комплексный отвердитель

90%ЛХФС+10%алюмохлорвда 1,4

Продолжение табл.2

Содержание ингредиентов в смесях, мас.%

1

l LL-ili-Q

б (прототип)

1,6

1,8

2,0

Свойства стержневой смеси

Живучесть, мин

Прочность на сжатие, кгс/см, через 1 ч

4 ч 24 ч

Осыпаемость стержней через 24 ч, %

Составитель В.Шувалов Редактор И.Касарда Техред М.Надь Корректор В.Бутяга

Заказ 1035/14 Тираж 757 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал 1Ш11 Патент, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

ТаблицаЗ

Показатели свойств для ХТС ff№ (составы см. в табл. 4)

.1

2

5

14,6 24,0 20,4

0,10

3

4-5

12,0 18,0 17,3

0,13

1.

4 3

10,2 15,8 16,0

0,18