Смесь для изготовления литейных стержней и форм в нагреваемой оснастке Советский патент 1981 года по МПК B22C1/22 

Изобретение относится к литейному производству, а именно к составам сме сей, используемых для изготовления ли тейнйх стержней и форм в нагреваа ой оснастке. Известно применение фенолоспиртов в качестве связующей композиции, вклю чающей, помимо фенолоспирта, мочевину и хлористый аммоний, взятых в весовом соотношении 100:20:0,5 il J. Характерной особенностью песчаносмоляных смесей с этим связующим является значительное вьщеление св1Ободного фенола, сравнительно медленное отверждение, невысокие значения прочности образцов в горячем и холодаюм состояниях. Известна стержневая смесь, содержащая огнеупорный наполнитель, фенолоспирт, мочевину, хлорид аммония и хлорид алюминия 2 } Указанная смесь характеризуется высоким значением прочности образцов в холодном состоянии и сравнител но низкой величиной прочности образцов в горячем состоянии. Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности к достигаемому результату является смесь для изготовления литейных стержней и форм в аагреваемой оснастке, содержацая огнеу11ор1Шй наполнитель, фенолоспирт хлорное железо, хлорид аммония, мочевину и воду 31 Указанная смесь характеризуется йонияешшм вцдепением паров свободного фенолаВ 8оздушн яо среду, но имеет сравнительно невысокие значения прочности,в ГОРЯЧ1О1 и холодном состояниях. Сте1 шевые автоматы, работающие на данной смеси, имеют сравнительно низкую производительность. Это снижает эффективность использования С14еси на основе фенолоспирта в условиях современного массового производства отливок. Цель изобретения - повышение прочности стержней и форм в горячем со3стоянии, что позволило бы повысить производительности стержневых автоматов. казанная цель достигается тем, что смесь для изготовления литейных стержней и форм в нагреваемой оснаст ке , включакицая огнеупорный наполнитель, феноло-формальдегидное связующее, хлорное железо, хлорид аммония, мочевину и воду, дополнительно содер жит хлорид алюминия при следующем со отношении ингредиентов, вес.%: Феноло-формальдегидное 1,0-5,5 связующее 0,002-0,450 Хлорное железо 0,001-0,040 Хлорид аммония Мочевина 0,100-f,800 0,020-1,500 Хлорид алюми0,100-0,900 ния Огнеупорный Остальное наполнитель Примером феноло-формальдегидного связующего служит .фенолоспирт. В ка честве фенолоспирта используют технические продукты марок А, Б и В (ТУ 6-05-1164-72), выпускаемые промьшленностью. Возможно также использование других известных феноло-форм альдегидных связующих, например . СФ-480. Хлорное железо используют в виде водного раствора плотностью 1,401,55 г/см При содержании хлорида алюминия йиже нижнего предела не достигается требуемых прочностных свойств стержн и форм в горячем и холодном состояниях, а также производительности стержневых автоматов. При содержании хлорида алюминия выше верхнего преде ла снижаются механические свойства смеси и ее живучесть. Предлагаемая смесь приготавливает ся следующим образом. В песок при перемешивании вводится заранее приготовленный комплексны отвердитель, состоящий из хлорного железа, хлорида аммония, мочевины, хлорида алюминия и воды, перемешивание продолжают в течение 1,5-2,0 мин далее вводят феноло-формальдегидное 5 связующее и перемешивают в течение 2-3 мин, после чего смесь готова к употреблению. Комплексный отвердитель приготавливается следующим образом: вначале приготавливают водный раствор мочевины и хлорида аммония, затем добавляют хлорное железо и хлорид алюминия. Степень готовности определяется темно-коричневым цветом отвердителя, который он приобретает через 2 ч после его приготовления. Комплексный отверднтель приготавливают при 20-25 С. Целесообразно, чтобы рН комплексного отвердителя находился в пределах 2,7-3,0. При изготовлении стальных отливок азотсодержащие ингредиенты отвердителя (хлорид аммония и мочевина) выбк раются близкими к нижнему пределу, но не ниже с целью ограничения содержания азота в смеси. Комплексный отвердитель стабилен при хранении 6 мес. Предлагаемая смесь обеспечивает прочность стержней при растяжении в горячем состоянии до 13 кг/гс и в холодном состоянии до 55 кг/см при отверждении ее в течение 60 с. В табл. 1 приведены составы предлагаемой и известной смесей, а в табл. 2 - их прочностные характеристики. Из табл. 2 видно, что предлагаемая смесь по сравнению с известной обеспечивает повьш1ение горячей прочности в 2 раза (при эквивалентном содержании в смеси композиции фенолоспирта) , повьШ1ение величины холодной прочности на 20-25% (с эквивалентным содержанием связующего). Повышение величины прочности в горячем состойнии позволяет сократить продо-пжительность отверждения смеси и тем самым повысить производительность стержневых автоматов, повьшюние прочности в холодном состоянии позволяет снизить содержание связующего в смеси и дополнительно улучшить санитарно-гигиенические условия труда на стержневых участках в литейных цехах.

Содержание ингредиентов, вес.% в смесях

Ингредиенты

1,0 /

0,0020,3200,450

0,0010,0300,040

0,1000,6500,900

0,1000,3101,800

0,0201,0901,500 П 0

Примечание. Смесь I применяется при изготовлении простых стержней. Смесь 2 применяется при изготовлении сложр1ьгх стержней. Смесь 3 применяется при изготовлении стержней с содержанием глины в песке до 1,5%.

Таблица 1

П едлагаемая

Известная .

4,0

5,5

4,0

0,500 есок марки 61К02Б98,777 92,600 89,810 95,500 Фенолоспирт, мочевина и хлористый аммоний, взятые в весовом соотношении 100:20:0,5. Режим горячего отверждения: температура нагрева оснастки 250±10°С, продолжительность выдержки смеси в оснастке 60 с. Свойства Показатели свойств смесей ziEZEZiiz:;:::: Прочность на растяжение в горячем состоянии, кгс/см 1,0-1,5 12,0-13,08,0-10,0 5,8-6,5 Прочность на растяжение в холодном состоянии, кгс/см 7,0-8,5 50,0-55,0 40,0-45,0 40,0-45,0 Таблица 2 Формула изобретения Смесь для изготовления литейных стержней и форм в. нагреваемой оснастке, включающая огнеупорный н йолнитель, феноло-формальдегндное связующее, хлорное железо, хлорид аююния, мочевину и воду, отли чающаяся тем, что, с целью повывения прочностистеряшей и фор в горячем состоянии, она дополните но содержит хлорид алюминия при сл дунцем соотношешш ингредиентов, вес.Х: Феноло-формальде. гидиое связующее I ,0-5,5 Хлорное железо 0,002-0,450 Хлорид аммония 0,001-0,040 Мочевина 0,100-1,800 Вода 0,020-1,500 Хлорид алн 01ния 0,100-0,900 Огнеупорный наОстальноеполнитель Источники информации, ринятые во внимание при зкспертйзе 1. Литейное производство, 1968, 7, с. 6-8. 2. РТМ 23.4.129-75. Комплексный атализатор AM. Волгоград, изд-вО. олгоградского НИИТМ, 1975, с. I. 3. Авторское свидетельство СССР о заявке 2711831/22-02, л. В 22 С 1/22, 1979.