Плакированная смесь для изготовления литейных форм и стержней в нагреваемой оснастке Советский патент 1992 года по МПК B22C1/22 

Изобретение относится к литейному производству, а именно к составам смесей для изготовления литейных оболочковых форм и стержней по нагреваемой оснастке.

Известна смесь для изготовления литейных оболочковых форм и стержней по нагреваемой модельно-стержневой оснастке, включающая новолачное фенолофор- мальдегидное связующее совместно с уротропином 2,0-5,0 мас.%, технологические добавки 0,02-10,0 мас.%, органический растворитель связующего 2,1-2,4 мас.% и огнеупорный наполнитель-остальное (а.с. СССР № 660771, кл. В 22 С 1/20, опубл. БИ№ 17, от 05.05.79).

Данный состав позволяет получать формы и стержни с высокой прочностью, однако требует повышенного содержания растворителя (ацетона), что создает высокую пожароопасность и ухудшает санитарно-гигиенические условия труда.

Известна смесь для изготовления оболочковых форм и стержней включающая стеарат кальция 0,02-1,0 мас.%, ацетон 0,8-2,9 мас.%, новолачную фенолформальдегидную смолу с уротропином 2,0-5,0 мае %, жидкое стекло 1,0-3,0 вес.%, огнеупорный наполнитель - остальное (а.с. СССР № 829314, кл. В 22 С 1/22; 1/18, опубликовано Б.И. № 18 от 15.05.81). Данная смесь позволяет сохранить физико-механические свойства плакированных смесей при содержании в песке глинистой составляющей свыше 1%, однако достаточной прочности можно добиться только при высоком содержании смолы в смеси (свыше 5%).

Известна смесь для изготовления литейных оболочковых форм и стержней в нагреваемой оснастке, включающая новолачную фенолоформальдегидну смолу в сочетании с уротропином 3,0-6,0 мас.%, растворитель 0,05-0,15 мае, %, ортофосфор- ную кислоту 0,01-0,04 мас.% и огнеупорный

VI

О

5

о

ьо

наполнитель (а.с. СССР Мг 900928, кл. В 22 С 1 /22, опубл. Б.И. № 4 от 30.01.82). Данный состав приводит к устранению оползания смеси с модельной оснастки в процессе формирования оболочек, уменьшается при- липаемость отвержденной смеси, но имеет достаточно высокую газотворную способность.

Смесь для изготовления литейных форм и стержней по постоянной модельной осна- стке, включает, мас.% (а.с. СССР № 833352, кл. В 22 С 1/22, 1/04, опублик. Б.И. № 20 от 30.05.81):

Флотационный концентрат марганце- вой руды 3-10 Новолак с уротропином 4,0-5,0 Магнезит 1,5-3,0 Борная кислота 0,1-0,15 Фенолформальдегид- ная смола 2,0-2,5 Огнеупорный наполнитель Остальное Данный состав предназначен для литья из легированных сталей и имеет высокие прочностные показатели в холодном состоянии. Однако горячая прочность недостаточная для извлечения стержней и форм из оснастки без их деформации, растрескива- ния и т.п. Для получения высоких прочностных показателей смесь требует продолжительной выдержки в горячем ящике, что существенно снижает производительность труда.

За прототип принята смесь, включающая огнеупорный наполнитель, порошкообразную новолачную смолу с уротропином и стеарат кальция (см. Г.В.Просяник Изготовление оболочковых форм и стержней, М., Высшая школа, 1978, с.137).

Цель изобретения - повышение горячей прочности форм и стержней.

Поставленная цель достигается тем, что плакированная смесь для изготовления ли- тейных форм и стержней в нагреваемой оснастке, включающая огнеупорный наполнитель, новолачную фенолформаль- дегидную смолу с уротропином, спиртовый раствор фенолформальдегидной смолы и стеарат кальция, имеет следующий состав, в мас.%:

Новолак с уротропином1,4-3,9 Спиртовый раствор фенолформальдегидной смолы 2,5-8,0 Уротропин 0,1-0,5 Стеарат кальция 0,1-0,3 Огнеупорный наполнительОстальное

В качестве новолака с уротропином используется порошкообразная смола СФП 011Л по ОСТ 6-05-441-78.

В качестве спиртового раствора фенолформальдегидной смолы используется лак 180 по ТУ 38.10946-88 (тип смолы новолач- ный).

Отличительной особенностью предлагаемой смолы является соотношение порошкообразного новолака к спиртовому раствору фенолформальдегидной смолы.

Указанное отличие является существенным, так как соотношение между смолой и растворителем, которое добивается предложенным составом, позволяет полностью растворить порошкообразную смолу и сформировать оптимальную оболочку на зернах наполнителя. Смесь имеет достаточные теплопроводные свойства без добавки флотационного концентрата марганцевой руды, что увеличивает прочность смеси в горячем и в холодном состоянии; пониженное содержание смолы в смеси при одинаковых физико-механических показателях улучшает теплофизиче- ские показатели смеси при высоких температурах (показывает дилатометрические исследования).

Удаление растворителя из системы проводится выдуванием при температуре 100- 140°С, что существенно увеличивает скорость приготовления смеси.

В качестве огнеупорного наполнителя можно использовать обогащенные кварцевые пески марок 01, 016, 02, а также циркон зернистый и т.п.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами. В смешивающие бегуны, снабженные устройством для вдува воздуха и циклоном для улавливания пыли дозируют сухие составляющие (кварцевый песок, порошкообразную смолу, уротропин и стеарат кальция)и перемешивают втечение2 минут, затем добавляют лак 180 и ведут перемешивание в течение 3 минут, после чего начинают продувать систему сжатым воздухом холодным или предварительно нагретым до температуры 100-140°С. Через 10 мин смесь готова (если продувать горячим воздухом) и через 10 мин (если продувать холодным воздухом).

Составы и физико-механические свойства смесей представлены в таблице.

Из приведенных данных следует, что предлагаемая смесь позволяет при меньшем содержании связующего повысить горячую прочность на разрыв и изгиб и этим самым уменьшить брак форм и стержней.

Дилатометрические исследования предложенных смесей и смесей прототипа показали, что смесь прототипа имеет отрицательную деформацию с начала воздействия температуры 1000°С (давление на образцы 2,5 кгс/см2), что может привести к искажению геометрии, образованию ужи- мин и т.п.

Смесь № 3 предпочтительна, т.к. в начальный период (время образования кромки затвердевающего металла) деформация колеблется около нуля.

Смесь № 8 имеет в начальный период отверждения высокую положительную деформацию (за 1 мин 0,40%), что будет приводить к растрескиванию стержней и форм и образованию просечек, пригара и т.п.

Смеси с низким содержанием связующего предпочтительны для цветного литья, с высоким содержанием связующего для изготовления оболочек для ответственного стального и чугунного литья.

0

5

0

Формула изобретения

Плакированная смесь для изготовления литейных форм и стержней в нагреваемой оснастке, содержащая огнеупорный наполнитель, порошкообразную новолачную смолу с уротропином и стеарат кальция, отличающаяся тем, что, с целью повышения горячей прочности форм и стержней, она дополнительно содержит спиртовой раствор фенолформальдегидной смолы и кристаллический уротропин при следующем соотношении компонентов, мас.%:

порошкообразная новолачная смола

спиртовой раствор

фенолоформальдегидной смолы

кристаллический

уротропин

стеарат кальция

огнеупорный наполнитель

-1,4...3,9;

-2,6...8,0;

-0,1. -0,1.

.0,5; .0,3;

- остальное.

Использование: изобретение относится к литейному производству, а именно к составам смесей для изготовления литейных оболочковых форм и стержней по нагреваемой оснастке. Сущность: плакированная смесь для изготовления литейных форм и стержней в нагреваемой оснастке, включающая огнеупорный наполнитель, новолач- ную фенолформальдегидную смолу с уротропином, спиртовый раствор фенол- формальдегидной смолы и технологическую добавку, имеет следующий состав, мас.%: новолак с уротропином 1,4-3,9; спиртовый раствор фенолформальдегидной смолы 2,6-8,0; уротропин 0,1-0,5; технологическая добавка (стеарат кальция) 0,1-0,3, огнеупорный наполнитель - остальное. 1 табл.

Модуль мелкости песка