Смесь для изготовления водорастворимых стержней Советский патент 1980 года по МПК B22C1/20 

1

Изобретение относится к литейному производству, в частности к составам стержневых смесей для изготовления растворимых стержней и моделей.

Известна смесь, содержащая водорастворимые соли, например хлористый натрий, и огнеупорные материалы, например кварцевый песок. Указанная смесь используется в жидкообразном состоянии для изготовления стержней, растворяемых и удаляемых из формы до момента заливки металлом подобно вьшлавляемым моделям 1.

Недостатком этих смесей является жидкообразное состояние, что не позволяет использовать смеси при пескодувном способе изготовления стержней, который является одним из высокопроизводительных в литейном производстве. Кроме того, смеси обладают высокой гигроскопичностью, что недопустимо при обычных способах формообразования (литье в песчаные формы, кокиль, оболочку и др.), так как до момента заливки стержни поглощают влагу из атмосферы и формы, размокают и теряют прочность.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемой является смесь для изготовления водорастворимых стержней, включающая водорастворимую соль н органическое связующее, снижанхцее: гигроскопичность стержней. В качестве связующего применяют любые синтетические смолы, которые используются для изготовления стержней по горячим ящикам с соответствующими отвердителями С2.

Однако эти гантетические смолы обладают повышенной токсичностью, что ухудщает условия труда рабочих и требует создания мощной вентилящюнной системь.

Цель изобретения - улучшение условий груда за счет снижения токсичности при сохранении технологических свойств стержней.

Указанная цель достигается тем, что, смесь содержит в качестве органического связующего лакокрасочный грунт на основе глифталевого или пентафталевого лака и дополнительно огнеупорный наполнитель при следующем соотношении ингредиентов, вес.%: Лакокрасочный грунт на основе глифталевого или пентафталевого лака2-5 Огнеупорный наполнитель1-5 Водорастворимая смолаОстальное В качестве лакокрасочного грунта на основ глифталевого или пентафталевого лака может быть применена, например, грунтовка ГФ-020 (ГОСТ 4056-63), которая представляет собой суспензию пигментов и наполнителя талька в глифталевом или пентафталевом лаке с добавлением растворителей, сиккатива и стабилизатора (поверхностно-активного вещества) .В ка честве водорастворимой соли могут использоваться NaCI, NaCOajNaNOj и др.; в качестве огнеупорных материалов - огнеупорная глина, окись магния, кварцевый песок и др. В отличие от синтетических смол глифталевые и пентафталевые лаки обладают понижен ной токсичностью. . На частицах соли после перемешивания с лакокрасочным грунтом образуется водостойка оболочка и они утрачивают свойства поглощать влагу. Гигроскопичность при этом резко снижается и может достигать нуля. Солевая смесь с лакокрасочным грунтом обладает хорошей формуемостью при изготовлении стержней пескодувным способом. Стержни, изготовленные из этой смеси, могут отверждаться самопроизвольно (при выдержке на открытом воздухе) нли при тепловой обработке. При нагреве стер ней в процессе заливки, при температуре выше температуры деструкции лакокрасочного грунта, частицы соли обнажаются и восстанавливаю утраченную гигроскопичность, в результате чего свободно вымываются из полостей отливок струей воды. Для проведения испытаний готовят 9 составов смесей, в которых в качестве водораст воримой соли используют хлористый натрий, в качестве огнеупорного материала - кварцевы песок и в качестве быстротвердеюшего связующего - грунтовку ГФ-020 (ГОСТ 4056-63). Изготовление смеси производят на лабораторных бегунах. Вначале перемешивают сухие составляющие (песок и соль) в течение 1-1,5 ми после чего вводят лакокрасочный грунт. Обще время перемешивания составляет 3-5 мин. Об разцы для оценки свойств подвергают сушке при 150° С в теченее 20 мин. Для испытания смесей на гигроскопичность высушенные образцы взвешивают и помещают В эксикатор, содержащий формовочную смесь с влажностью 5%. После выдержки в эксикаторе в течение 1 сут образць снова взвешивают. Гигроскопичность оценивают количеством приобретенной влаги в процентах. Для оценки вымываемости образцы смесей диаметром 15 мм и высотой 20 мм уплотняют , в стальных шльзах и, не извлекая их, нагревают до 500°С. Охлаждение образцов производят вместе с печью до комнатной температуры. При этом имитируют условия нагрева и охлаждения стержней при заливке алюминиевым сплаЪом. Остывшие образцы взвешивают и обрабатывают струей воды с напором I м/c, вытекающей из бюретки через отверстие диаметром 5 мм. При расходе воды в 1 л обработку образцов прекращают, а их твердые нераспавшиеся остатки сушат и взвешивают. Вымываемость оценивают потерей веса образца в процентах к исходному по формуле л QI - Q2 где QI и Qj - вес образца до и после обработки в граммах. Составы смесей по изобретению и известному решению приведены в табл. 1. Результаты испытаний составов смесей приведены в табл. 2. Прочность после отверждения предлагаемой смеси при содержании грунтовки 4-5% практически одинакова. При увеличении количества грунтовки ГФ-020 более 5% возрастает газотворность, что создает опасность снижения качества отливок. Уменьшение количества грунтовки ГФ-020 не обеспечивает необходимой прочности стержней после отверждения. Результаты исследования смесей на прочность при температуре нагрева образцов до 20° С (5 20 ) и 900°С ) приведены раз. в табл.3. Из таблицы 3 следует, что при 20° С прочность сопоставляемь1х смесей существенно не отличается. При нагреве до 900° С (что может быть в условиях заливки тугоплавким металлом) прочность смеси по изобретению ниже, чем прочность известной смеси. Это достигается в результате деструкции лакокрасочного покрытия и разупрочнения смеси. Последнее обстоятельство обусловливает существенное шение вымываемости стержней струей воды и соответственно снижение трудозатрат на эту операцию. Ингредиенты 1 Фенолформальдегидная смола, модифицированная фуриловым спиртом Отвердитель Водорастворимая соль повареииая соль (NaCI)93 Кварцевый песок5 Грунтовка ГФ-0202 Физико-механические и технологические1 свойстваP Гигроскопичиость, %0,52 0,5 Вымьшаемость, %89 87 Прочность на разрьш в сухом состоянии, 14 1312,1 22,4 кгс/см Количество, вес.% в смесях 21з|4sTeTTleTg |известJJ111Il l «.. 2,5 0,625 95 97 91 93 95 90 92 94 68,7 315.31531 22444555 IT а б л и 2 меси 1г11111Г ir r ГГ 0,46 0,42 0,40 0,38 0,37 0,38 0,40 80 76 70 68 70 70 75 частичное растворение в воде при через 3 мин, полностью через 15 мин 22,0 18,6 29,5 28,0 26,0 21

Смесь

Известная Предлагаемая Формула изобретения 55 Смесь для изготовления водорастворимых стержней, включающая водорастворимую соль и органическое связующее, отличающ

Таблица 3

Прочность, кгс/см

Т

218,8

12,1-29,52-6 яся тем, что, с целью улучшения условий труда за счет снижения токсичности при сохранении технологических свойств стержней, смесь содержит в качестве органического связующегс) лакокрасочный грунт на основе глифталевого

7 7420318

шш пентафталевого лака и дополнительно ог-Источннкн информации,

неупорный наполнитель при следующем соот-принятые во внимание при экспертизе ношении ингридиентов, вес.%: Лакокрасочный грунт на основе

глифталевого или пентафталевогоj I. Оболенцев Ф. Д. Качества литых поверхлака 2-5ностей. М.-Л., Машгиз, 1961, с. 148-149.

: Огнеупорный наполнитель 1-52. Патент Великобритании № 1232397,

Водорастворимая соль Остальноекл, С 3 N 1971.