Смесь для изготовления литейных стержней и форм, отверждаемых в нагреваемой снастке Советский патент 1980 года по МПК B22C1/10 

Изобретение относится к литейному производству, в частности к edcTaBaN смесей для изготовления стержней и форм по нагреваемой оснастке. Известна смесь для изготовления литейных стержней и форм, отверждаемых в нагреваемой оснастке, содержащая огнеупорный наполнитель, фенолоспирт, карбамидную смолу УКС и комплексный отвердитель на основе сульфитно-спиртовой барды(ССБ) и ортофос форной кислоты Г| . Содержание ССБ в составе отверди,теля для смеси находится в пределах 65-85% или г. пересчете на смесь не более 0,68 вес.%, т.е. ССБ используется в умерейных количествах.Кроме того, ввиду наличия в составе этой смеси карбамидной смолы, она содержит повышенное количество азота и по этому склонна к образованию газовых дефектов в отливках из черных сг1лаИзвестна смесь для изготовления стержней и форм в нагреваемой оснаст ке, содержащая огнеупорный наполнитель, 20%-ый раствор мочевины в фено лоспирте, ССБ и комплексный катализа тор АИ, включающий воду, мочевину и хлориды аммония и алюминия 2J . Данная смесь эффективно отверждается в горячей оснастке при использовании только отмытых классифицированных песков, а при иепго ЛйзЭванйй ббычных песков действие катализатора полностью или частично нейтрализуется. В известной смеси влияние катализатора .на связующие или реакционные свойства ССБ не указывается. Из химических соединений, входящих в катализатор AM, положительное влияние на ССБ оказывает мочевина, а соли хлористых соединений при контактном отверждении оказывают 6т1эица1ёйьйх: ё действие на прочностные свойства смесей с ССБ . Кроме того, недостатком катализатора AM является большое количество компонентов, следователь;ГдТ слбжнбсть его приготовления, необходимость контроля свойств при хранении, токсичность при тепловой обработке(хлор токсичен) Наибояее близкой к предлагаемой являё тей еШйЬ дШГТизТ6 гс влёния ййтейных стержней и форм, отверадаелолх в нагреваемой оснастке, содержащая огнеупорный наполнитель и связующее, включающее водорастворимый лигносуль1)Онат(ССВ) и 20%-ный раствор мочеви- яы в фенолоспирте 3 . Данная смесь характеризуется относительно малой скоростью отёерясде ния в горячей оснастке и невысоким уровнем прочяостных свойств в .отвер жденном состоянии, что особенно сил но проявляется при использовании в качестве огнеупор ногр наполнителя н обогащенных кварцевых песков, Цель изобретения - сокращейие продолжительности отверждения стерж ней и форм в нагреваемой оснастке и пой1ашеНИё их прочности. Цель достигается тем, что смесь для изготовления литейных стержней и форм, отверждаемых в нагреваемой оснастке, включающая огнеупорный .-наполнитель, водорастворимый лигно. сульфонат и20%-ный рЖсТвбр м6че)зйнй в ФенолосПирте,дополнительно содержит .азотнокислый натрий или СёрНо-. кислый калий при следующем соотношении ингредиентов, вес,. %: Водорастворимый лигносульфонат 2,70-5,25 20%-ый раствор мочеви- . . . ны .в фенолоспирте 0,90-2,45 Азотнокислый натрий или сернокислый ка0,135-0,70 лий Огнеупорный наполни- - тель Остальное В предложенной смеси в качестве катализаторов отверждения выбраны азотнокислый натрий-или сернокислый калий, положительное влияние которы на повышение скорости сушки смесей с ССБ известно 43. Выбор азотнокислого натрия или сернокислого калия из большого ряда известных для лигносульфонатов ката лизаторов обусловлен тем, что именно эти соли обеспечивают одновремен ное повышение прочности и скорости отверждения связующей композиции,со стоящей из. (;:СБ и фенолоспирта. При содержании азотнокислого нат рия или сернокислого калия в состав смеси ниже нижнего предела не дости тается требуемого сокращения продол жительности отверждения стержней и форм в нагреваемой оснастке, а при содержании их выше верхнего предела не- наблюдается дальнейшего улучш ния скорости горячего отверждения и прочности стержней и Форм. Систему из водбрастворймого лигносут|ьфоната(ССВ) ,20%-го раствора мочеёйны в фенолоспирте и азотнокис лого натрия или сернокислого калия можно рассматривать как комплексное связующее горячего отверждения. Предпочтйтельное содержание Дан; ного комплексного обязующего в соета.ве Смеси находится в пределах 4,5 7,0 вес.%(остальное - огнеупорный наполнитель) . - - --- ; пересчете на 100 вес,% комплек сного связующего предпс1тительное ,, т.г,--,...-. .Tfr ---- J----ft - - - -:- -9 r-f .

778895 содержание в нем ингредиентов находится в следующих пределах, вес.%: Водораствори.мый лигносульфонат(сСБ) 60-75 20%-ый раствор мочевины в фенолоспирте. 20-35 Азотнокислый натрий или сернокисль:й калий 3-10 П р и м е р. В лабораторные смешивающие бегуны вводят огнеупорный наполнитель, далее одновременно вводят сульфитно-спиртовую барду, 20%-ый раствор мочевины в фенолоспирте и катализатор в порошкообразном состоя- НИИ (азотнокислый на.трий или сернистый калий, которые выпускаются-промышленностью в порошкообразном состоянии) ,а затем смесь перемешивают 2 мин до состояния готовности. Образцы - восьмерки из смесей отверждают на лабораторной установке модели 4735А при . Составь комплексного связующего приведены в табл. 1 . В табл. 2 приведены результаты испытаний смесей, содержащих 95 вес.% отмытого кварцевого песка(Люберецкого) и 5 вес.% комплексного связующего. Из табл. 2 видно, что предложенHbie смеси обеспечивают получение высоких прочностных показателей за время горячего отверждения 90-120 с. В табл. 3 приведены составы предлагаемых (5-12) и известной(13)смесей. Свойства предложенных и известной смесей приведены в табл. 4. Из данных табл. 4 следует, что предложенные смеси обеспечивают сок- , ращение продолжительности горячего отверждения и. повышение .общей прочности стёржней и форм. В табл. 5 приведены результаты испытаний, отлича ощихся тем, что вместо отмытого кварцевого песка в них используются необогащенные кварцевые пески Нижнеувельского(2К01бБ, содержание глцны 1,2%) и Кичигинского (2К0.315 Б, содержаниеглины 1,8%) месторождений, взятые,в весовом соотношении 1:1. .Из данных табл. 4 и 5 видно, что замена обогащенного кварцевого песка необогащёнными(с повышенным глиносодержанием) приводит к снижению прочностных показателей смесей, однако и. в этом случае общий уровень прочностных: показателей, обеспечиваемый предложенными смесями,остается достаточно высоким и удовлетворяет требованиям, предъявляемым к стержням .при их изготовлении по горячей оснастке. Из приведенных примеров видно,что предлагаемая смесь позволяет увеличить на 35-50% прочность стержней,а. также пбйысить производительность стержневых машин за счет сокращения продолжительности отверждения стержней на 15-20%.

Т a б л и ц и ls- a2Lba isaBKiK Si,e)U.

Сульфитно-спиртовая барда

20%-ный растпор мочевины в фенолоспирте

Натрий азотнокислый или калий сернокислый ,6 95,0. 94,0 93,0 96,0 2,6 3,25 3,9 4,55 2,6 3,25 3,9 20%-ый раствор мочевины в фе- нолоспирте 1,2 1,5 1,8 2,1 1,2 Калий сернокислый о,20,25 0,3 0,35 Натрий азотнокислый

65,0

63,6

61,6

30,0

28,4

29,4

5,0

7,0

10,0

Таблица

Таблица -3

- , 0,2 0,25 0,3 0,35 95,0 94,0 93,0 96,0 4,55 2,0 1,5 1,8 2,1 2,0 . . - - - Предложенная

формула изобретения

Смесь для изготовления литейных стержней и фбШ, 6т%ёрждаёШхв на1греваемой оснастке, включающая огнеупорный наполнитель, водорастворимый лигносульфонат и 20%-ый раствор моче вины в фенолоспирте, о т л и ч а юkit а я с я тем, что, с целью сокращеТаблица4

ния продолжительности отверзкде ния стержней и форм в нагреваемой оснастке и повьашения их прочности, она

60 дополнительно содержит Азотнокислый нйтрйй или сернокислый калий при следующем соотношении ингредиентов, вес.%:

Водорастворимый лигно55 сульфонат2,70-5,25

20%-ый раствор мочевины в фенолоспирте 0,90-2,45 Азотнокислый натрий или сернокислый калий 0,135-0,70 Огнеупорный наполнительОстальное

г

Источники информации, инятые во внимание при экспертизе

- отверждением в нагреваемой оснастке. - М., НИИАВтопром, 1974.

с. 154-159.

0