Самотвердеющая смесь для изготовления литейных форм и стержней Советский патент 1991 года по МПК B22C1/20 

Изобретение относится к литейному производству, а именно к самотвердеющим смесям для изготовления форм и стержней при производстве чугунного, стального и цветного литья.

Цель изобретения - улучшение качества форм и стержней за счет повышения их прочности после отверждения в оснастке при сохранении высоких прочностных характеристик в сухом состоянии.

Сущность изобретения заключается в том, что смесь для изготовления литейных

форм и стержней дополнительно содержит эпихлоргидрин, щелочь и воду. Эпохлоргидрин формулы

О

ю о о

Ю

ю

НоС-СН-СН2-СЕ

/ О

бесцветная прозрачная жидкость плотностью 1,175-1.185 г/см , выполняет функцию сшивающего агента между водорастворимыми щелочными лигносульфонатами и высокомолекулярным полиэтиленполиами- ном.

Примером водорастворимого лигно- сульфоната служат лигносульфонаты технические или сульфитный щелок (предпочтительно использовать указанные продукты плотностью 1,24 - 1,27 г/см ).

Для повышения вяжущих свойств лиг- носульфонатов добавляется высокомолекулярный полиэтиленамин молекулярной массы 10000-20000. Высокомолекулярный полиэтиленполиамин представляет собой вязкую массу от светло-желтого до темно- коричневого цвета, хорошо смешивающуюся с водой и водорастворимыми щелочными лигносульфонатами, рН 25%-ного раствора полимера составляет 7,0 - 9,5 ед., имеет плотность 1,05 г/см гидролизу не подвержен, реакционно-способен, температуры плавления не имеет. Начало температуры деструкции на воздухе 260°С, в инертной атмосфере 300°С. Основной продукт деструкции - кокс.

Высокомолекулярный полиэтиленполиамин обладает способностью к агрегированию коллоидных частиц лигносульфонатов, в результате чего под действием смешивающего агента (откердителя) эпихлоргидри- на происходит процесс полимеризации связующего - сшивки лигносульфонатов и полиэтиленполиамина и затвердевание смеси.

Едкий натр к жидкой композиции добавляется для нейтрализации лигносульфонатов, придания им основных свойств, что исключает коагуляцию связующего при добавлении высокомолекулярного полиэтиленполиамина, а также для регулирования живучести смеси. Огнеупорным наполнителем смеси служит кварцевый песок,

Приготовление описываемой смеси осуществляется в смесителях периодического или непрерывного действия следующим образом. К расчетному количеству связующе- го на основе лигносульфонатов добавляют водный раствор щелочи. Составляющие смеси вводятся в смеситель в следующей последовательности: огнеупорный наполнитель, затем композиция щелочного лиг- носульфоната с высокомолекулярным полиэтиленамином, в последнюю очередь - сшивающий агент (отвердитель) - эпихлор- гидрин.

Возможно приготовление описываемой смеси другим способом, Полученный объем щелочных лигносульфонатов делят на две части. К одной части щелочных лигносульфонатов добавляется водный раствор высокомолекулярного полиэтиленамина, а к другой - сшивающий агент - эпихлоргид- рин. Составляющие смеси вводятся в смеситель в следующей последовательности:

огнеупорный наполнитель, затем композиция щелочного лигносульфоната с высокомолекулярным полиэтиленполиамином, в последнюю очередь - композиция щелочного лигносульфоната с эпихлоргидрином,

Формовочная или стержневая смесь

быстро отверждается в оснастке при ограниченном доступе воздуха равномерно по объему форм или стержней.

В табл. 1 приведены составы смесей

0 (содержание высокомолекулярного полиэтиленполиамина в таблице дано в пересчете с водного раствора на 100% полимера); в табл. 2 - свойства смесей.

Предлагаемые смеси обладают явно вы5 раженной способностью к самозатвердеванию в оснастке без доступа воздуха с высокими показателями прочности форм и стержней (показатели прочности через 1, 4 и 24 ч самозатвердевания), в то время как

0 смесь без эпихлоргидрина, щелочи и воды. Кроме того, смеси сохраняют высокие показатели прочности форм и стержней в сухом состоянии (т.е. после тепловой сушки),

Благодаря достижению высоких показа5 телей прочности как в отвержденном, так и сухом состоянии создаются предпосылки для получения отливок с повышенной чистотой поверхности и высокой размерной точностью.

0Приобретенные свойства смеси к самозатвердеванию позволяют сократить цикл производства форм и стержней и улучшить технико-экономические показатели литейных цехов.

5 Формула изобретен и я

1.Самотвердеющая смесь для изготовления литейных форм и стержней, включающая кварцевый песок, связующее на основе водорастворимых лигносульфонатов и вы0 сокомолекулярный полиэтиленполиамин с мол, м. 10000...20000, отличающаяся тем, что, с целью улучшения качества форм и стержней за счет повышения их прочности после отверждения в оснастке при сохране5 нии высоких прочностных характеристик в сухом состоянии, смесь дополнительно содержит эпихлоргидрин, едкий натр и воду при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: связующее на основе водораст-.

0 воримых лигносульфонатов 2,70 - 3,70; высокомолекулярный полиэтиленполиамин мол.м. 10000-20000 0,07-0,40; эпихлоргидрин 0,40 - 0,90; едкий натр 0,50 - 0,70; вода 1, 2,00; кварцевый песок остальное.

5

2.Смесь по п. 1,отличающаяся тем, что в качестве связующего на основе водорастворимых лигносульфонатов она содержит технические лигносульфонаты.

Т а

Изобретение относится к литейному производству, а именно к самотвердеющим смесям для изготовления форм и стержней при производстве чугунного, стального и цветного литья. Цель изобретения - улучшение качества форм и стержней за счет повышения их прочности после отверждения в оснастке при сохранении высоких прочностных характеристик в сухом состоянии. Со- став самотвердеющей смеси, мас.%: связующее на основе водорастворимых лиг- носульфонатов (технические лигносульфо- наты) 2,7-3,7; высокомолекулярный полиэтиленполиамин мол. м. 10000-20000 0.07-0,40; эпихлоргидрин 0,40-0,90; едкий натр 0,50-0,70; вода 1,30-2,00; кварцевый песок остальное. Реализация изобретения обеспечивает наличие выраженной способности смеси к самозатвердеванию в оснастке без доступа воздуха с высокими показателями прочности форм и стержней, в то время как смесь без эпихлоргидрина, щелочи и воды способна отверждаться только под воздействием тепловой сушки. В то же время смеси по изобретению сохраняют высокие показатели прочности форм и стержней в сухом состоянии, т.е. после тепловой сушки, 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

Прочность при сжатии после сушки при 200±10°С в течение 60 мин, кгс/см2 24,0

Прочность на растяжение после сушки при 20С±10°С в течение 60 мин, кгс/см 12,6

Газопроницаемость, ед., через время , ч:

185

150

29,0

30,5

18,6

19,0

110

180

120 200