Смесь теплового отверждения для изготовления литейных стержней и форм Советский патент 1980 года по МПК B22C1/10 

Изобретение касается питейного произ водства, в частности составов смесей, используемых для изготовления литейных стержней и форм, которые отверждают- ся в условиях тепловой сушки. Известны смеси теплового отвержде- шя для изготовления литейных стержней и форм, содержащие органические свя зующие, так1.е как безмасляные сланцевые или нефтяные, например ГТФ ij, масляные, например льняное масло без добавок или с добавками хлорида алюминия 2 , смоляные, например фенолоспир без дсёавок или с добавками мочевины ЗЗ , водорастворимые на основе продуктов переработки древесины. Например сул фитно-спиртовая барда с добавками сернокислого аммония или натриевой се- питры, или калиевой селитры 43 . Известные группы месей содержат боп шое количество свя : уюгцего и имеют срав нительно низкую прочность по-сухому. В смг-сях с содержанием безмасляных связующих не известны с луча и успешного применений добавок органических или неорганических веществ для устранения вышеуказанных недостатков. В масляных смесях применяемые добавки способствуют, главным образом, уменьшению времени сушки. Наибольшее повышение прочности я ускорение сушки стержней и форм наблюдается при пртменении мочевины в качестве добавки в смесях сфенолоспиртом, но и в данном случав максимальная.прочность достигает только 35,0 кгс/см. Причем максимальная прочность достигается при строго определенном времени сушки. Незначительное увеличение времени сушки резко снижает прочность по сухому. Наиболее близкой к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является смесь теплового отверясдения для изготовления литей и.1Х стержней и форм, включающая огнеупорный наполнитель, органическое

735374 связующее, a именно сульфитно-спиртову барду, мочевину и воду fS . Прочность no-cyxoNjy образцов, высу шейных при следующая: При сушке в течение 10 мин 2О,0 кгс/см При сушке в течение 10,0 кгс/см 25 МИН Даже мелкие стержни высушиваются пример1ю за 25-35 мин. Таким образом фактической прочностью необходимо считать прочность образцов, высушениых в течение 25 мин, а эта прочность низка. Такое резкое понижение прочности при увеличении продолжительности сушки объ йсняется тем, что при температуре сушки стержней и форм мочевина разлагается. При этом содержание связующего в смеси высокое (5-6 вес.%). Целью изобретения является увеличение прочности стержней и форм в сухом состоянии и снижение расхода связующег в составе смеси. Для достиякания поставленной цели смесь теплового отверждения для изготовления лиТейныХ стержней и форм, включающая огнеупорный наполнитель, органическое связующее, воду и упрочняпощую добавку, содержит в качестве упрочгняквдей добавки вещество с температурой плавления, выбранной в интервале до любого показателя температуры, расположенного выше 6О С и ниже температуры тепловой сушки стержней и форм с данным органическим свяаукяцим При следующем соотношении ингредиентов вет.%: 1,5-4,0 Органическое связующее 2.0-4,5 Вода Упрочняющая добавка с температурой плавления в указаном интервале0,2-0,8 Огнеупорный наполнитель Остальное В качестве упрочн5пощей добавки с температурой плавления в указанном интервале предлагаемая смесь может соде{ жать: вещество, выбранное из группы со лей минеральных кислот следующего ряда калий роданистый, аммоний сернокислый однозамещенный, аммоний фосфорнокислы однозамещенный, медь сернокислая, бром алюминия, алюминий азотнокислый, литий азотнокислый; вещество, выбранное из группы ойси- или аминопроизводных аро магических углеводородов следукяиего ря да: резорцин, гидрохинон, пирогаллол, пирокатехин, мета-фенипендиамин, аннливхлоргидрат, нафтол; вещество, выбранное ИЗ группы алифатических аминов следующего ряда: ацетамид, тиомочевина, 1,2,4триазоп; -гетероциклическое соединение 2-пиридол; вещество, выбранное из группы карбоновых кислот следующего ряда: адипиновая кислота аскорбиновая кислота. Группа указанных выше.веществ может быть введена в смесь в виде порошка, или в виде раствора в воде, или в виде раствора в связующем или в виде раствора в дополнительно вводимом в состав смеси неводном растворителе. Предпочтительно вводить указанные вещества в виде водного раствора, используя для его прйготов/юння входящую в состав смеси воду. Для получения раствора этих веществ могут быть также применены соединения при взаимодействии которых получаются предлагаемые вещества. Например для получения раствора кислого сернокислого аммония можно раствореть в воде как кислый сер1нокислый аммоний, так и серную кислоту с сернокислым аммонием или гидратом окиси аммония .в эквивалентных для получения кислого сернокислого аммания количествах. В качестве добавки могут быть применены отходы производства, содерж ие указанные выше вещества в сухом или растворенном виде. При содержании упрочняющей добавки ниже нижнего и выше верхнего указанных пределов наблюдается падетше прочности стержней и форм в сухом состоянии. В качестве органического связующего теплового отверждения могут быть использованы известные связующие следующих типов: масляные (льняное и прочие масла), безмасл яные сланпевые или нефтяные (например, ГТф), смоляные (например, фенолоспирт), водорастворимые на основе продуктов переработки древесины (ССБ, СДБ, КВС и др.). В предложенную смесь можно также вводить известные добавки служебного назначения, например глину формовочную, графкгг и т.п. Смеси с предлагаемыми добавками приготовляют, на обычном применяемом для этой цели оборудовании. Технология приготовления предложенных смесей та же, что и известных смесей. Действие предложенных упрочняющих добавок объясняется не общностью химических свойств или принадлежностью к той или другой группе химических соеяинений, a общностью физических свойств. Все они при обычных атмосферных условиях предотавляют из себя твердые вещества и температура их ппавпения лежит в пределах 60-Т С, где Т - температура ниже температуры горячей суипси стерхсней. Поэтому при сушке стержней они находятся в расплавленном состоянии, а после остывания стерткней они находятся в твёрдом состоянии, обуславливая тем самым увеличение прочности литейных стержней и форм по-сухому. Нижний предел температурного интервала () выбран условно, исходя из гарантии сохранения добавки в нерасплавленном состоянии в соетаве стержневой или формовочной смеси до тепловой обработки. Из приведенного

перечня веществ, которые могут быть использованы в качестве упрочняющей добавки, наиболее близкой к нижней границе указанного температурного интервала является температура плавления мета-фенилендиамина (62,8 С).

Ко всем перечисленным выше добавкам предъявляются общие требования, закгаочающиеся в отсутствии химического разлохоэния при температуре сущки смеси, в отсутствии сублимации (возгонки) или интенсивного испарения при температуре сушки смеси.

В таблице приведены примеры испытанных смесей с вышеуказанными добавками, причем сушка вО всех примерах осуществллас,ь при температуре .

А ммоний кис- Менее

4,0 лый сернокис- 2ОО лый

4,0

4,0

4,0Калий рода- 17,3 О,5 3,3

нийтый

4,0Калий роданистый173

4,0

4,0Разорпин

4,0 Аммоний фосфорнокислый однозаметценный 19ОО,5 3,5

2,0 АММОНИЙ кислый сернокис- Менее О,4 2,5 лый20О

0,4 4,5

О,2 3,3

О,8 3,6

О,2 3,2

0,8 3,0

О,5 3,2

110

30 23,0

ГТФ

2,0 Калий роданисПредложеггаая смесь (см. таблицу - при меры с связующим ССБ) не проявляет выраженной склонности к снижению прочностных показателей по-сухому при изменении продолжительности сушки с 10 до ЗО мин. При содержании ССБ 2-4 вес.% (в смеси по прототипу - 5-6 вес.%) уровень получаемых прочностных в подавляющем боль шивйтве случаев выше, чем для смеси п-з прототипу. Это же свойственно и другим смесям согласно настоящему изобретению, в которых используются другие органячоские связующие (ГГФ, льняное маело, фенолоспи гг).

Продолжение таблицы Таким образом, смесь, согласно настоящему изобретению, обеспечивает снижение расхода связукхцего в своем составе и повышение прочностных показателей стержне,, и форм после тепловой сушки. Формула изобретения 1, Смесь теплового отверждения для изготовления литейных стержней и форм, включающая огнеупорный наполтгитрль, органическое связующее воду н упрочняющую добавку, отличим Jii п я ч

тем, что, с цепью увепячения прочности в сухом состояний и снижения расхода связующего она содержит в качестве упрочняющей добавки вещество с температурой плавления, выбранной в интервале от до любого показателя температуры, расположенного шлше и ниже темпе(К1туры тепловой сушки стержней и форм с данным органическим связующим, при следующем соотношении ингредиентов, вес.%:

Органическое связующее 1,5-4,0 Вода2,0-4,5

Унрочнякнцая добавка с температурой ппавпения

в указанном интервале О,2-0,8 Огнеупорный наполнитель Остальное

изводных ароматических углеводородов, следующего ряда: резорцин, гидрохинон, пирогаллол, пирокатехин, метафе1шлендиамин, анилинхлоргндрат, нефтол,

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

5. Литейное производство, № 12, 1960, с. 10.