Смесь для изготовления литейных форм и стержней Советский патент 1990 года по МПК B22C1/10 B22C1/18 

(21)4429569/31-02

(22)23.05.88

(46) 30.05.90. Бюл. У 20

(71)Чувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова

(72)И.Е. Илларионов, Н.В. Багрова, Е.Л. Тюков, Ф.В. Багров и А.В. Овчинников

(53)621.742.4 (088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 1026925, кл. В 22 С 1/02, 1981.

Авторское свидетельство СССР № 1315101, кл. В 22 С 1/02, В 22 С 1/18, 1986.

Авторское свидетельство СССР У- 1028413, кл. В 22 С 1/16, 1982.

(54)СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ

(57)Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для изготовления литейных

форм и стержней из фосфатных холоднотвердеющих смесей. Цель изобретения - повышение живучести смеси и улучшение ее выбиваемости, которая достигается за счет использования в составе смеси кремнийорганическо- го олигомера на основе тетраэтокси- силана, диэтаноламина и бутиленгли- коля. Смесь содержит, мае. %: алю- мохромфосфатное связующее 3,0-3,2; кремнийорганический олигомер на основе тетраэтоксиснлана, диэтаноламина и бутиленгликоля 0,2-0,5; огнеупорный наполнитель на основе диоксида кремния остальное. В отвердителе концентрация аминных группировок меньше, чем в триэтаноламине, в связи с чем повышается в 2,5-3 раза живучесть. Выгорание кремнийоргани- ческого олигомера способствует улучшению выбиваемости смеси. 2 табл.

8

(Л

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для изготовления литейных форм и стержней из фосфатных холоднотвердеющих смесей. Цель изобретения - повышение живучести смеси и улучшение ее выбиваемости, которая достигается за счет использования в составе смеси кремнийорганического олигомера на основе тетраэтоксисилана, диэтаноламина и бутиленгликоля. Смесь содержит, мас.%: алюмохромфосфатное связующее 3,0 - 3,2

кремнийорганический олигомер на основе тетраэтоксисилана, диэтаноламина и бутиленгликоля 0,2 - 0,5 огнеупорный наполнитель на основе диаоксида кремния - остальное. В отвердителе концентрация аминных группировок меньше, чем в триэтаноламине, в связи с чем повышается в 2,5 - 3 раза живучесть. Выгорание кремнийорганического олигомера способствует улучшению выбиваемости смеси. 2 табл.

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для изготовления литейных форм и стержней из фосфатных холоднотвердеющих смесей.

Цель изобретения - повышение живучести смеси и улучшение ее выбива- емости.

Предлагаемая смесь содержит огнеупорный накопитель, связующее и от- вердитель.

В качестве огнеупорного напыли- теля использовали обогащенный кварцевый песок марки К 0315 А.

Связующим является алюмохромфос- фат (АХФС), который представляет собой кислую фосфорнокислую соль трехвалентного алюминия и хрома с ор- тофосфорной кислотой. АХФС можно использовать в виде технического продукта согласно ТУ 6-18-166-83. Исходная плотность АХФС равна 1,58- 1,60 г/см3.

В качестве отвердителя использовали кремнийорганический олигомер.

Синтез кремнийорганического олигомера осуществляют на основе тет- раэтоксисилана, диэтаноламина и бутиленгликоля следующим способом. В колбу, снабженную механической мешалкой, термометром и прямым холодильником со сборником конденсата, поСП

О5

СО

мещают 416,6 г тетраэтоксисилана, 105,1 г диэтаноламина и 90,1 г 1,4- бутандиола. Реакционную массу осторожно нагревают до 140 С при интенсивном перемешивании. Реакция сопровождается выделением этилового спирта, который отгоняется из реакционной смеси для смещения равновесия в сторону целевого олигомера. Отгоняют

ОС2Н5

Si- OCH2CH2NHCH2CH20- $i-OCH2CH2CH20 ОС2Н5

ОС2Н5

Вследствие образования анионно- координационных связей между вторичной аминогруппой элементарных.звеньев кремнийорганического олигомера и

О

ОННО-Р-ОН он

I I I

0 Р-0-Ме-0-Р 0 Ч- 2

ОС2Н5

... Si- OCH2CHjNHCH2CH20-Si-OCH2CH2CH2ai20-...

ОС2Н5

он

он

ОС2Н5

OCjH5

... -$i-OCH2CH2-«H2-CH2CH20-Si-OCH2CH2CH20... ОС2Н5 0ОС2Н5

I

0он

1I Ме-0-Р 0

I I

ОН

ОС2Н5

о

+

...-Si-OCH2-CH2-NH2-CH2CH20-Si-OCH2CH2CH2CH20ОСгН5

ОС2Н5

где Не - Сг или А1. После добавления кремнийорганическоСущёственное отличие предлагаемогого олигомера и тщательного перемешиотвердителя заключается в том, что концентрация активных функциональных группировок (а именно, аминных) в кремнийорганическом олигомере меньше, чем в триэтаноламине. За счет этого живучесть предлагаемой смеси увеличивается в 2,5-3 раза по сравнению с прототипом.

Смесь готовят путем предварительного перемешивания кварцевого песка в течение 1,5-2,0 мин, затем добавляют алюмохромфосфатное связующее и перемешивают еше в течение 2,0-2,5 мин.

95% от теоретически рассчитанного количества этилового спирта. Затем реакционную смесь вакуумируют. Полученный олигомер представляет собой легкоплавкое вещество светло-желтого цвета, растворимое в воде, с содержанием гидроксильных групп (% ОН) 2,11, с мол.мае. 574 и Тпл 39,5°С, следующего строения

ОС2Н5

$i-OCH2CH2CH20

ОС2Н5

п

гидроксильными группами алюмохромфос- фатного связующего образуется пространственный полимер по следующей реакции

ОС2Н5

ОС2Н5

ОС2Н5

1п

ос,н

гп5

ОСгН5

0

5

вания в течение 2,0-2,5 мин смесь готова к применению. Из приготовленной смеси изготовляют стандартные образцы для определения физико-механических характеристик.

Составы предлагаемой смеси приведены в табл. 1.

Свойства смесей показаны в табл.2.

Из данных табл. 2 следует, что смесь согласно изобретению по сравнению с прототипом проявляет тенденцию к снижению остаточной прочности, особенно заметную при 400-600°С. Это

означает, что смесь обеспечивает- улучшенную выбиваемость стержней из отливок, так как при 400-600°С происходит выгорание кремнийорганического олигомера и разрушение анионно-коор- динационных связей.

Состав смеси позволяет получить формы и стержни с высокими прочностными показателями на заключительном этапе отверждения при более низком содержании связующего. Незначительно снижение начальной прочности по сравнению с прототипом не оказывает существенного влияния на технологический процесс приготовления форм и стержней.

Прилипаемость у предлагаемой смеси незначительна, формуемость хорошая. Вследствие снижения содержания связующего в составе снижается и влажность смеси, а следовательно, и уменьшается процент брака, связанный с образованием ужимин.

Приготовление предлагаемого состава смеси несложно и может быть быстро внедрено в производство стержней и форм в промышленных условиях.

Реализация изобретения позволяет повысить живучесть смеси в 4-5 раз и улучшить ее выбиваемость, а также получить формы и стержни с минимальКварцевьй песок96,8

Об КОЗ 15А1Б Алюмохромфосфатное связующее3,0

Кремнийорганический олигомер0,2

1567314и

ной осыпаемостью и оптимальной газопроницаемостью .

0

5

Формула изобретения

Смесь для изготовления литейных форм и стержней, содержащая огнеупорный наполнитель на основе диоксида кремния, алюмохромфосфатное связующее и органический отвердитель, о т- личающаяся тем, что, с целью повышения живучести смеси и улучшения ее выбиваемости, она в качестве органического отвердителя содержит кремннйорганический олигомер на основе тетраэтоксисидана, диэтанол- амина и бутиленгликоля при следующем содержании ингредиентов, мас.%: Алюмохромфос

фатное связующее

Кремнийорга- нический олигомер на основе тетраэток- сисилана, ди- этаноламнна и бутиленгликоля Огнеупорный наполнитель на основе диоксида кремния

3,0-3,2

0,2-0,5

Остальное

Таблица 1

96,7Q6,3

3,03,2

О, 0,5

15673148

Таблица 2

Живучесть, мин 28-3 Прочность на сжатие, кгс/смг, через, ч

0,50,7

1,01,7

4,013,7

2430

Осыпаемость, %0,1

Газопроницаемость, ед. 275 Остаточная прочность на сжатие, кгс/см2 (нагрев образца в течение 40 мин и остывание вместе с печью) при температуре,°С

Редактор М. Товтин

Составитель В. Шувалов Техред М.Ходанич

Заказ 1287

Тираж 633

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям я открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул. Гагарина,101

Корректор с. Шевкун

Подписное