Смесь для изготовления литейных стержней и форм Советский патент 1987 года по МПК B22C1/22 

Изобретение относится к области литейного производства, а именно к составам смесей, используемых для из готовления литейных стержней и форм. Известна формовочная смесь с терг мопластичным связующим. Смесь получают, вводя термопластичное связующее в нагретый песок или нагревая до температуры плавления термопластичного связующего предварительно плакированный песок. Формы изготавли вают, помещая нагретую смесь в холод ную оснастку, где происходит отверждение смеси. Необходимость нагрева песка для последующего отверждения данной смеtH обусловливает наличие повышенньгх энергозатрат для получения готовых . стержней и форм. Наиболее близкой к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является смесь для изготовления литейных стер ней и форм, содержащая огнеупорный наполнитель, термопластичное связующее - полистирол, растворенный в сме си бутил-ацетата с уайт-спиритом (последние взятыв весовом отношении 2 : 3). Согласно данному известному техни ческому решению предусмотрено отверж дение стерж11ей и форм путем их тепло вой сушки при 180 - . Возможно также отверждение стержней и форм из указанной известной смеси путем их вакуумирования с удалением оргйничес ких растворителя и разбавителя, одна ко повышенная температура кипения бу тилацетата (126,5°С) и уайт-спирита (147 - 200С) приводит к удлинению вакуумирования стержней и форм, ввид недостаточной интенсивности их отверждения. Целью изобретения является интенсификация отверждения стержней и фор при комнатной температуре в процессе создания в них разрежения. Для достижения поставленной цели смесь для изготовления литейных стержней и форм, включающая огнеупор ный растворитель, термопластичное свяэукицее, органический растворитель и органический разбавитель, содержит в качестве термопластичного связующего стирольно-инденовую смолу, в ка честве органического растворителя ароматический углеводород, в к честве органического разбавителя легколетучий кетон, эфир или алифатический углеводород при следующем соотношении ингредиентов (мас.%): Стирольно-инденовая смола1,0 - 3,0 Органический растворительАроматический углеводород0,5 - 1,5 Органический разбавитель ЛегколетучийКетон, эфир или алифатический углеводород 0,5 - 1,5 Огнеупорный наполнительОстальноеСтирольно-инденовую смолу (ТУ-14-6-89-73) получают на предприятиях коксохимии или сланцепереработки из кубовых остатков ректификации сьфого бензола и смолы пиролиза, а также из полимеров бензольного отделения. Смо ла в состоянии поставки представляет собой гранулы или пластины толщиной до 3 мм. Стирольно-инденовая смола легко растворяется в органических растворителях преимущественно на основе ароматических углеводородов. Примером такого типа органических растворителей могут служить бензол, толуол, ксилол, сольвент-, растворители № 646, 647-и им подобные растворители. Примерами органических легколетучих разбавителей согласно настоящему изобретению могут служить ацетон, этилацетат, гексан. Целесообразно вводить растворитель и разбавитель в весовом соотношении 1:1. Благодаря наличию легколетучего разбавителя достигается требуемая интенсификация холодного отверждения стержней и форм в процессе их вакуумирования. При содержании термопластичного связующего, органических растворителя и разбавителя в составе смеси ниже нижнего предела не достигается требуемого уровня прочности стержней и форм, а при содержании их вьш1е верхнего предела снижается интенсивность холоцного отверждения стержней и форм в процессе вакуумирования. Для получения смеси вначале приготовляют раствор стирольно-инденовой смолы в. смеси растворителя с раз372

бавителем, например, толуола с ацетоном. Затем в скоростном закрытом (в избежание интенсивного испарения жидкой составляющей) смесителе перемешивают сухой огнеупорный наполнитель, например, кварцевой песок, с раствором смолы и немедленно перемещают в технологическую емкость (модельно-опочную оснастку или стержневой ящик), где уплотняют вибрацией и отверждают вакуумированием.

Смесь отверждается в модельной оснастке посредством вакуумирования. Процесс отверждения полностью заканчивается после удаления паров растворителя смолы вакуумированием. Мощг ность вакуумной установки должна подбираться по объему формы (стержня). с таким расчетом, чтобы отверждение заканчивалось в оснастке в течение 4-6 мин. Дальнейшего нарастания прочности смеси после полного удаления растворителя вакуумированием не происходит, так как отверждение формы (стержня), в отличие от отверждения ХТС на термореактивных смолах, не сопровождается никакими химическими процессами.

В табл. 1 приведены составы сме;Сей № 1 - 3 согласно настоящему изобретению и смеси № 4 согласно известному техническому решению (2).

9794

Сначала бьши изготовлены растворы стирольно-инденовой смолы в композиции толуола с ацетоном. Затем из песка и растворов связующего готовили смесь путем перемешивания ингредиентов в эксикаторе в течение 30 секунд. Готовую смесь уплотняли вручную в гильзе с внутренним диаметром 50 мм, гильзу устанавливали

0 на прибор для отверждения образцов вакуумированием. В образце создавали разрежение величиной 0,4 кгс/см. По истечении заданного времени вакуумирование прекращали, образец извлекали

5 из гильзы и испытывали на сжатие.

Результаты испытаний приведены в табл. 2.

Из данных табл. 2 следует, что смесь согласно настоящему изобрете0нию обеспечивает более интенсивное отверждение стержней и форм в процессе их вакуумирования, чем смесь согласно известному техническому решению (2).

5

Смесь согласно настоящему изобретению может быть использовано для изготовления стержней и форм IV-V классов сложности, предназначенных

0 для получения отливок из чугуна и цветных сцлавов, а также форм для получения отливок из стали, чугуна и цветных сплавов. Формы и стержни подлежат окраске термостойкими покрытиями .

5

Таблица 1

СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ СТЕРЖНЕЙ И ФОРМ, включающая огнеупорный наполнитель, термопластичное связующее, органический растворитель и органический разбавитель, оуличающаяся тем, что.с целью интенсификации отверждения стержней и форм при комнатной температуре в процессе создания в них разрежения, она содержит в качестве термопластичного сЬязующего стирольно- •ияденовую' смолу, в качестве органического растворителя ароматический углеводород, в качестве органического разбавителя легколетучий кетон, эфир или алифатический углеводород при следующем соотнош^ении ингредиентов^ мае.%:Стирольно-инденовая смола1,0-3,0Ароматический углеводород0,5 - 1,5 Органический разбавительЛегколетучий кетон, эфир или алифатический углеводород Огнеупорный наполнительОстальное.(Л0,5.- 1,5 S

вый

98,00 96,00

де1,00

0,5

0,5

0 мас.%.

94,0

98,0

3,0

2,0 1.5 1,0 1,5 1,0

2,0

4,6

1,4

Прочность на сжатие,

кгс/см :

при вьщержке образцов под разрежением в течение

при дальнейшей выдержке образцов на воздухе (после вакуумирования в течение 6 мин.) в течение

Таблица