Связующее для литейных форм и стержней теплового отверждения Советский патент 1990 года по МПК B22C1/16 

1

(21)4487774/23-02

(22)25.07.88

(46) 30.05.90. Бюл. № 20 (72) В.П.Расщупкин, С.В.Дозморов, Л.П.Душенко и Г.М.Полещук (53) 621.742.4(088.8)

(56)Опубликованная заявка Японии № 56-84142, кл. В 22 С 1/20, 1979.

Авторское свидетельство СССР N 1468637, кл. В 22 С 1/20, 1987. (54) СВЯЗУЮЩЕЕ ДЛЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ ТЕПЛОВОГО ОТВЕРЖДЕНИЯ

(57)Изобретение относится к литейному производству, преимущественно к составам связующих материалов на основе органических соединений теплового отверждения. Цель изобретения - улучшение качества форм и стержней

за счет повышения их прочности в сухом состоянии. Состав связующего, мас.%: смесь многоатомного спирта и

ангидрида дикарбоновоп кислоты 99,8- 99,9; окисел лантаноида 0,1-0,2. Р качестве окислов лантаноида могут выступать окислы трехвалентных лантаноидов и окисел иттрия, при этом концентрационное соотношение спирт: ангидрид в их смеси варьируется в диапазоне, мол.%: многоатомный спирт 50-70, ангидрид дикарбоновой кислоты 30-50. В качестве многоатомного спирта используются этиленгликоль или глицерин, или пентаэритрит. В качестве ангидрида дикарбоновой кислоты используются малеиновый ангидрид или янтарный ангидрид, или фталевый ангидрид. Реализация изобретения позволяет повысить прочность форм и стержней на растяжение в сухом состоянии в среднем в 1,25-2,00 раза при снижении расхода связующего до 3 мас.%. 1 з.п. ф-лы, 4 табл.

с 8

(Л

Изобретение относится к литейному производству, преимущественно к составам связующих материалов на основе органических соединений теплового отверждения. Цель изобретения - улучшение качества форм и стержней за счет повышения их прочности в сухом состоянии. Состав связующего, мас. %: смесь многоатомного спирта и ангидрида дикарбоновой кислоты 99,8 - 99,9

окисел лантаноида 0,1 - 0,2. В качестве окислов лантаноида могут выступать окислы трехвалентных лантаноидов и окисел иттрия, при этом концентрационное соотношение спирт : ангидрид в их смеси варьируется в диапазоне, мол. %: многоатомный спирт 50 - 70

ангидрид дикарбоновой кислоты 30 - 50. В качестве многоатомного спирта используются этиленгликоль или глицерин, или пентаэритрит. В качестве ангидрида дикарбоновой кислоты используются малеиновый ангидрид или янтарный ангидрид, или фталевый ангидрид. Реализация изобретения позволяет повысить прочность форм и стержней на растяжение в сухом состоянии в среднем в 1,25 - 2,00 раза при снижении расхода связующего до 3 мас.%. 1 з.п. ф-лы, 4 табл.

Изобретение относится к литейному производству, преимушественно - к составам связующих материалов теплового отверждения на основе органических соединений.

Цель изобретения - улучшение качества форм и стержней за счет повышения их прочности в сухом состоянии.

Сущность изобретения заключается в следующем.

В качестве окислов лантаноидов могут выступать окислы трехвалентных лантаноидов от лантана до лютеция включительно (за исключением прометия, вследствие его радиоактивности), а также окись иттрия. Их использование позволяет расширить диапазон концентрационных соотношений многоатомный спирт: ангидрид до днкарбоновон кислоты до следующего, мол.%: Многоатомный спирт 50-70 Ангидрид дикарбононой кислоты30-50

Примерами многоатомного спирта и ангидрида дикарбоновой кислоты служат, соответственно, этиленгликоль, или глицерин, или пентатритрит и малеиновый или янтарный или Фталерый ангидриды.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

сп

оэ j

00

ел

315

Испытания связующего проводили посредством приготовления смесей на его основе. Все смеси готовились по единой рецептуре. К 1 кг кварцевого песка 2К0315А по ГОСТ 2138-84 добав- лялось требуемое количество окисла лантаноида () и ангидрида ди- карбоновой кислоты, после чего сухой состав перемешивался 15-20 мин в ла- бораторных бегунах. Не прекращая перемешивания состава к нему добавляли расчетное количество многоатомного спирта, причем, в случае пентаэритри- та, к смеси добавляли 50 мл воды для его растворения, и смесь перемешивали еще в течение 15-20 мин. Изготовленные образцы сушили при 150°С в течение 1 ч.

Суммарное содержание связующего описываемого в песчаной смеси составляло 3 мас.%.

В зависимости от природы многоатомного спирта максимальное значение прочности в сухом состоянии приходит- ся на различные соотношения многоатомного спирта и ангидрида дикарбоновой кислоты, а именно: для этиленглико- ля - 50 мол.% спирта и 50 мол.% ангидрида, для глицерина 40-45 мол.% ангидрида и 55-60 мол.% спирта, для пентаэритрита 30-40 мол.% ангидрида и 60-70 мол.% спирта.

В табл. 1 приведены составы связующих по изобретению с использованием в качестве катализатора окисла лантана (,), содержание которого изменяется в обусловленных пределах.

Прочность смесей (на разрыв) в сухом состоянии с связующими №№ 1-9 показана в табл. 2.

При замене малеинового ангидрида молярно эквивалентным количеством янтарного или фталевого ангидрида прочностные показатели возрастают по сравнению с указанными в табл.2 примерно на соответственно 20 и 40%.

Для сопоставления каталитических свойств окислов различных лантаноидов и иттрия между собой было проведено сравнение характеристик смесей на связующих с их участием при следующих условиях: содержание связующего в стержневой смеси - 3 мас.%, содержание катализатора отверждения в связующем - 0,15 мас.%, молярное соотноше- ние этиленгликоля и ангидрида дикарбоновой кислоты 1:1 (50 и 50 мол.).

Результаты испытаний приведены в . 3.

5 - .

-

5

550

0

45

50

154

В табл. 4 аналогичные показатели приведены для смесей с 99,85 мас.% смеси многоатомного спирта и ангидрида дикарбоновой кислоты и 0,15 мас.% окисла лантаноида при общем расходе связующего в составе песчаной смеси 3 мас.%. При этом в качестве смеси многоатомного спирта и ангидрида дикарбоновой кислоты используется смесь 40 мол.% глицерина с 60 мол.% малет- нового или янтарного или фталевого ангидрида, а также смесь 35 мол.% пентаэритрита с 65 мол.% малеинового или янтарного или фталевого ангидрида.

I

Газотворность смесей в табл. 1, 3

и 4 составляет 17-21 см3/г.

Реализация изобретения позволяет повысить прочность на растяжение стержневых смесей в сухом состоянии в среднем в 1,25-2 раза при снижении расхода связующего до 3 мас.%. Возрастание механической прочности смесей и снижение газотворности предопределяет снижение брака по газовым раковинам и нарушениям размерных характеристик .

Формула изобретения

Смесь многоатомного спирта и ангидрида дикарбоновой кислоты в соотношении (1-2,3):1 99,8-99,9 Катализатор отверждения - окисел лантаноида0,1-0,2

Многоатомный спирт 50-70 Ангидрид дикарбоновой кислоты30-50

Ингредиент связующего

Содержание ингредиентов связующего в смесях, %%

IZIZZZIZZZZLTZI

99,90 94,85 99,80

99,90 9Q,85 ,Ј0

Смесь 50 мол.% стиленгликоля и 50 мае.7, малеинового ангидрида 99,90 99,85 99,80 - Смесь 40 мол.% глицерина и 60 мол.% малеи- нового ангидрида - Смесь 35 мол. пентаэритрита и 65 мол.% мале- инового ангидрида - Катализатор отверждения - окись лантана 0,10 0,15 0,20 0,10 0,15 0,20 0,10 0,15 0,20

1 „

Т а б л и ц л 1 Свойство Показатели свойств для смесей о СНЯТУЮ ими

i.ZL...IJJLLL.6...lZIZLL.

Прочность на растяжение в сухом состоянии, МПа 4,9э 7,49 2,00 5,70 ,23 ц,08 5,49 9,80 ,32

i

F ,i л м ц а 1

АнгидридОкиселОразрб ежffi)k

лакта- сухая, , сырая, ноила МПа МПа КПа

12345

алеиновый

La203

Се203

PrQ05

Ndp03

Sm ,лОэ

GdQ03

,

Dv2 03

brnGN

Tm gO 3

Ybe03

Lu S0 ,j

1 а б л и ц л 1

99,90 94,85 99,80

- 0,10 0,15 0,20

99,90 9Q,85 ,Ј0

0,10 0,15 0,20

8,4 1

11,71

10,90

9,52

9, m

9,20 9,2 10, (b 10,0 i 8,74 7,75 h,0 1 5,b5 5,00 5,2

0,11 0,11 0, 10 0,12 0, 12 0,1 1 0, 1 1 0, 14 0,10 0, 1 1 0,09 0,10 0, 10 0, 1 1 0,11

Таблица 4

нтарный

талевый

YaO

La.jO.1,

Сес03

,

Nde03

Smc05

Eu403

Gd203

,

Er,03

a,

La203

Pr,03

,

SmoO-з

Eu20j

Gd,03

Tb,03

Но,20-л

ЕггОэ

Ybc03

Lua03

8,20

9,70

9,70

9,09

9,10

9,31

10,01

10,50

10,27

10,25

9,98

8,20

6,79

6, 11

5,50

10,00

10,78

11,02

10,62

10,63

10,69

11,04

11,47

10,69

10,55

10,50

10,38

9,45

7,53

6,00

Продолжение табл.4

2,15

4,87

4,90

3,48

3,45

3,82

5,45

7,00

6,00

6, 10

5,05

2,05

0,00

,42

,21

4,00

6,10

7,00

5,95

5,87

6,00

7,10

8,10

6, 15

5,10

5,80

5,13

2,80

8,05

5,00

0,13

0, 14

0, 12

0, 13

0,13

0, 13

0,12

0,14

0, 14

0,12

0,12

0,13

0,12

0,12

0,13

0, 14

0,14

0,15

0,13

0,13

0,15

0,15

0,14

0, 13

0,13

0,12

0,11

0,13

0, 14

0, 14

9,03

10,31

10,47

10,90

11,03

11,25

11,68

11,90

11,65

11,12

10,86

10,25

9,70

9, 18

8,00

10,50

12,10

12,50

12,64

13,04

13,37

11,51

13,80

I3,00 12,35 11,98

II,50 1 1 ,28 10,21 10.07

13,00

15,68

15,93

17,47

17,68

18,50

19,65

21,05

19,50

18, 10

15,70

15,50

14,65

13,72

12,00

25,00

29,25

30,00

30635

31,20

32,15

32,40

33,10

31,00

29,90

28,95

27,68

27637

25,00

24,25

0,12

0, 13

0,13

0,13

0,12

0,14

0,14

0,12

0,13

0,14

0,14

0,10

0,11

0,11

0,11

0,13

0, 12

0,12

0, 13

0, 11

0,1 1

0, 13

0, 13

0, 12

0,12

0, 13

0,12

0,12

0,13

0,14