Жидкоподвижная смесь для изготовления литейных форм и стержней Советский патент 1993 года по МПК B22C1/22 

: Изобретение относится к литейному производству, а именно к составам жидко- подвижных смесей (пеносмесей) для изготовления форм и стержней в основном по нагреваемой оснастке.

Цель изобретения - снижение себестоимости смеси за счет сокращения расхода связующего и повышение прочности смеси. Поставленная цель достигается за счет введения дополнительных компонентов - силикатного порошка, поверхностно-активного вещества и хлористого аммония.

Введение указанной комплексной добавки позволяет существенно повысить горячую и сохранить общую прочность смеси.

Состав предлагаемой смеси, мас.%:

5-9%-ный водный раствор

поливинилового спирта

фенолформальдегидный

олигомер - порошковый

продукт наволочного типа

с содержанием уротропина

5-10 мас.%

силикатный порошок

хлористый аммоний

пенообразователь

кварцевый песок

Изобретение предполагает использовать широкую номенклатуру ПВС. Могут использоваться все его марки со степенью

3,5-7,0;

1,0-2,0;

0,2-0,5;

0,05-0,3;

0,01-0,5;

остальное

оо

СА)

О л

Ъ

ы

полимеризации более 900. При этом возможно приготовление 5-9%-ных растворов ПВС или более высокой концентрации с последующим разбавлением водой. При этом вязкость 5-9%-ных растворов должна быть 14-35 с. Более высокая вязкость растворов приводит в дальнейшем к получению жидких композиций, склонных к загустеванию. Целесообразно использовать марки ПВС 16(1,15)2 и ВД 7-9%-ной концентрации, а 20(1 и 24) 6-5-6%-ной концентрации.

Приготовление водных растворов ПВС ведут при 70-98°С. Время приготовления раствора ПВС зависит от его физико-химических свойств, приготавливаемого объема и составляет в цеховых условиях при 90- 98°С5-8ч.

Промышленностью выпускается ряд марок порошкообразных наволочных фенол- формальдегидных олигомеров, из которых наилучшим является связующее СФП-011 Л. Удовлетворительные результаты дают также связующие СФП-011 А, СФП-012А, СФП- 015А, СФП-015В.

После введения 5-10 мае.% (оптимально 7-8%) уротропина могут быть также использованы мелко размолотые наволочные смолы СФ-011, СФ-012, СФ-015М по ГОСТ 18694-80. Порошкообразный олигомер измельчают таким образом, чтобы при просеивании через сито с сеткой 01К по ГОСТ 3584-73 на ней оставалось не более 2% остатка. Для анализа на рассев берется 30- 40 г олигомера, просев заканчивается, когда остаток перестает проходить через сито при ударах руки об обечайку. Олигомер более крупных фракционных размеров склонен к оседанию в жидкой композиции.

Пенообразователь вводится в количестве 1,5-5,0% от массы жидкой композиции, что составляет 0,01-0,05% от общей массы смеси в зависимости от свойств исходных материалов. Наилучшие результаты обеспечивают пенообразователи из класса алкил- сульфонатов. Примером пенообразователя, используемого в предлагаемой смеси, является сульфонол или алкилсульфонат, которые обеспечивают равноценные результаты. В качестве огнеупорного наполнителя смесь содержит обычно используемые в литейном производстве пески, например кварцевый.

В связи с сокращением общего содержания порошкообразных составляющих вязкость жидкой композиции в пределах 20- 60 с поддерживается за счет поливинилового спирта с концентрацией 5-9%.

Силикатный порошок представляет собой побочный продукт, получаемый при

очистке от газов и пыли, различных производств, в частности электропечей ферросплавных производств. Большое количество таких продуктов получается в алюминиевом производстве. Как правило, такие продукты идут в отвал. Частично силикатный порошок используется в качестве изоляционных материалов и выпускается под названием Утепляющая люнкеритная засыпка (ТУ48- 01,05-65-84).

Основным компонентом силикатного порошка является диоксид кремния 80- 96%.

Содержание других компонентов зави- сит от источника получения порошка и составляет, мас.%:

окислы железа0,2-5,0;

окись алюминия1,0-10,0;

окись магния1,0-8,0;

окись кальция0,4-3,0;

углерод0,1-5,0;

сера0,01-0,2;

органические соединения0,1-1,5. Воздействие на свойства смеси силикатных порошков, полученные в Челябинске, Запорожье и Ермаке, несмотря на отличие в химическом составе; оказалось равнозначным.

Хлористый аммоний - широко распространенный химический продукт, выпускаемый по ГОСТ 2210-73Е.

Изобретение иллюстрируется следующим примером.

Использовался ПВС марок 11/2, 16/1 и ВД и Роменский кварцевый песок марки 1К016А с глиносодержанием 0,7%. Водные растворы ПВС готовились на водяной бане в течение 8 ч при температуре 85- 95°С. Жидкоподвижная смесь приготавливалась в лабораторном лопастном смесителе при скорости вращения вала 150 об/мин в течение 3 мин после начала ее перехода в жидкое состояние. Масса заме- са составляла 2,0 кг. Песчаные образцы изготавливались после опадания пены в песчаной смеси через 40 мин после ее приготовления.

Отвердение песчаных образцов произ- водилось в камерной электропечи при температуре 225°С в течение 25 мин.

Горячую прочность определяли по прочности образцов на растяжение, испытанных в течение не более 1 мин, после выема из сушила.

В табл. 1 приведены составы смеси, в табл. 2 - результаты их испытаний.

По результатам испытаний можно сделать следующие выводы.

: Введение силикатного порошка совме- ст()о с хлористым аммонием существенно по зышает сухую и горячую прочность смеси, прл этом наиболее эффективно использова- ние фенолформальдегидного олигомера в интервале 1,0-1,6%.

| Дальнейшее его увеличение в смеси ве- де}г не к пропорциональному увеличению прочности, а после 2,0% прочность увеличивается незначительно.

I Увеличение количества вводимого сили- ка|гного порошка более 0,5% на прочностные характеристики смеси не влияет.

j Введение ПВС более 7,5% приводит к повышенному содержанию влаги, низкой плотности смеси, которая становится непри- для использования. С содержанием ПЕ1С ниже 3,5% смесь в жидкое состояние не переходит даже при повышении содержа- ния пенообразователя. Также не переходит civjecb в жидкое состояние при содержании ПВС 7,5% и менее 0,05% пенообразовате- ля1

; Положительное влияние хлористого ам- мёния начинается с 0,05% и наиболее зна- чцтельно до 0,2%. После 0,3% влияния хл ористого аммония на прочностные показатели нет,1

5

10

15 0

5

0

Формула из.обретения Жидкоподвижная смесь для изготовления литейных форм и стержней, отверждае- мых преимущественно в нагреваемой оснастке, включающая кварцевый песок, водный раствор поливинилового спирта, фе- нолформальдегидный олигомер в виде порошкообразного продукта наволочного типа с содержанием уротропина 5-10 мас.%, отличающаяся тем, что, с целью снижения стоимости смеси за счет сокращения расхода связующего и повышения прочности в горячем состоянии, она дополнительно содержит поверхностно-активное вещество, силикатный порошок и хлористый аммоний при следующем соотношении компонентов, мас.%;

водный раствор поливинилового спирта3,5-7,0; фенолформальдегидный олигомер в виде порошкообразного продукта наволочного типа с содержанием уротропина 5-10 мас.% 1,0-2,0; силикатный порошок 0,2-0,5; хлористый аммоний 0,05-0,3; поверхностно-активное вещество 0,01-0,5; кварцевый песок остальное

Таблица 1

Таблица 2

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для изготовления литейных форм и стержней из жидкоподвижных смесей по нагреваемой оснастке, Смесь содержит, мас.%, 5-9%-ный раствор поливинилового спирта 3,,0; фенолформальдегидный олигомер, например смогла СФП-011Л, 1,0-2,0; хлористый аммоний 0.05-0,3; силикатный порошок 0,2-0,5; пенообразователь, например сульфонол, 0,01-0,5; кварцевый песок - остальное. Введение в состав силикатного порошка в сочетании с хлористым аммонием позволяет сократить содержание фенол- формальдегидных олигомеров на 20-25%, что снижает стоимость смеси и уменьшает выделение средных газов, в т.ч. фенола, формальдегид и аммиака. Силикатный порошок - побочный продукт, получаемый при очистке от газов и пыли. 2 табл. сл с