Смесь для изготовления литейных стержней и форм теплового отверждения Советский патент 1982 года по МПК B22C1/22 

Изобретение относится к литейному производству, а именно к составам смесей для изготовления стержней и форм теплового отверждения.

В практике литейного производства при изготовлении стержней и форм теплового отверждения применяются песчано-смоляные смеси, содержащие в качестве связующего мочевиноформальдегидную смолу в сочетании с фенолоспиртом и кислым катализатором 11 .

Указанная смесь характеризуется недостаточно высокой, прочностью,а также-использованием в качестве катализаторов таких агрессивных веществ, как кислоты.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является смесь для изготовления литейных стержней и форм теплового отверждения, включающая огнеупорный наполнитель, мочевиноформальдегидное связующее, фенолоформальдегидное связующее, комплексный кислый катализатор и продукт компаундирования депарафинированных дистиллятного и остаточного компонента нефтяных масел селективной очистки 121 .

В качестве кислого катализатора в указанной смеси использован катализатор AM, представляюгций водный раствор хлористого аммония, хлорида алюминия и технической мочевины.

Стерксни и формы, изготовленные из указанной смеси,сушат при 200240°С в течение 5-7 мин. Живучесть смеси 8 ч. Достаточная текучесть смеси достигается за счет введения продукта на основе нефтяных масел. Однако прочность в отвержденном состоянии стержней и форм из данной смеси нуждается в дальнейшем улучшении.

Цель изобретения - повышение прочности стержней и форм в отваржденном состоянии, улучшение текучести смеси и снижение трудоемкости ее приготовления.

Поставленная цель достигается тем, что смесь для изготовления литейных стержней и форм теплового отверждения, включающая огнеупорный наполнитель, мочевиноформальдегидное связую25 дее, -фенолоформальдегидное связующее, продукт на основе нефтяных масел и комплексный кислый катализатор,содержит в качестве комплексного кислого катализатора водный раствор бишофита и в качестве продукта на основе нефтяных масел нефтяные масла дистил ные сернокислотной очистки при сл дующем соотношении ингредиентов,в Мочевиноформальдегидное связующее1,25-2,51 Фенолоформальдегидное связующееО,65-1,53 Водный раствор бишофита . 0,06-0,36 Нефтяные масла дистиллятные сернокислой 0,10-0,28 очистки Огнеупорный Остальное наполнитель Водный раствор бишофита имеет е дующий состав, вес.%: 21,01-52,52 Хлорид магния 0,37-0,94 Бромид магния 0,20-0,51 Хлорид кальция 0,08-0,20 Хлорид калия Сульфат каль0,03-0,07 ция Карбонат каль,0,02-0,05 Бикарбонат каль0,01-0,03 ция 0,002-0,006 Окись бария Остальное В качестве мочевиноформальдеги ного связующего предпочтительно и пользова.ть выпускаемые промышленностью синтетические смолы марок 69, УКС, УКС-Л, УКС-73, КФ-МТ. В честве фенолоформальдегидного свя щего предпочтительно использовать технические фенолоспирты. В качестве нефтяного масла дис тиллятного сернокислотной очистки предпочтительно использовать масл автотракторное АК-15 (ТОСТ 1862-6 Бишофит - шестиводный хлорид м ния (MgCEi Н О очень хорошо рас ршлый в воде, поэтому добычу его природного месторохдения ведут ме дом подземного растворения с посл ющим выкачиванием раствора на пов ность . Полученный раствор обычно ет плотность 1,32 г/см, рН 5,7, вязкость 6-8 спа и следующий хими кий состав (г/л): Хлорид магния Бромид магния Хлорид кальция Хлорид калия Сульфат кальция Карбонат кальция Бикарбонат кальция 0,05 Окись бария Остально Вода , Использование природного бишоф в качестве кислого катализатора п вышает реакционную способность св зующего в смеси и позволяет значи но увеличить прочностные показате стержней и., форм. Нефтяное масло дистиллятное сернокислотной очистки повышает текучесть смеси и пластифицирует ее, снижая внутренние напряжения в стержнях. При содержании водного раствора бишофита ниже нижнего предела тепловое отверждение смеси протекает замедленно, а при содержании его выше вырхнего предела возрастают влажность и газотворность смеси. При содержании нефтяных масел ниже нижнего предела ухудшается текучесть смеси, а при содержании их выше верхнего предела отмечается нежелательное повышение газотворности. Предл агаемую смесь готовят следующим образом. В смеситель загружают огнеупорный наполнитель, перемешивают 30 с, добавляют водный раствор бишофита и перемешивают 1 мин, затем вводят связующую композицию из фенолоспирта и мочевиноформальдегидной смолы и перемешивают еще 3-4 мин. Вводят масло автотракторное АК-15, перемешивают еще 1 мин, после чего смесь готова к употреблению. В табл. 1 приведены составы предлагаемых смесей 1-4 и известной 5. Во всех указанных в табл. 1 предлагаемых составах смеси используют водный раствор бишофита, состав которого приведен выше. В табл. 2 приведены свойства смесей 1-5. В табл. 3 приведены дополнительные сведения,иллюстрирующие параметры теплового отверждения предлагаемой смеси 4 и известной смеси 5 (сравнение этих смесей производится с учетом одинакового содержания в них связующих) . При концентрации бишофита .в водном растворе с максимальным содержанием ингредиентов (прежде всего, хлорида магния) прочность стержней и форм дополнительно увеличивается (по сравнению с приведенными в табл. 2 и 3 данными) в среднем на 10-15%. Из табл. 2 и 3 видно, что предлагаемая смесь обеспечивает получение более высокой прочности в отвержденном состоянии (до 35 кгс/см) по сравнению с известной смесью (соответственно, 23 кгс/см). Кроме того, предлагаемая смесь обладает более низкой прочностью на сжатие в сыром состоянии, что соответствует улучшенной ее текучести. По сравнению с используемым в известных смесях комплексными кислыми катализаторами водный раствор природного бишофита недефицитен и не требует трудозатрат на приготовление, в связи с чем, соответственно снижается и трудоемкость приготовления стержневой смеси.

Таблица 1

Кварцевый песок

2К02Б97,84 96,63

1,25 1,88 2,51 0,65 1,09 1,53

0,06 0,21 0,36 0,29

0,1 0,19 0,2-8 0,19 1,5-2,0 1,5-2,0 2,0-2 Влажность Живучесть, ч Прочность на сжатие в сыром состоянии, кгс/см Прочность на растяжение (предельная) в отвержденном состоянии ,кгс/см

96163 96,63

2,17

2,17 0,72 0,72

0,29 0,19 888 0,040 0,040 0,040 18,535,037,5 5-2,0 1,5-2,0 88 0,0400,045 9,0 Формула изобретения 1, Смесь для изготовления литейных стержн.ей и форм теплового отверж дения, включающая огнеупорный напол нитель, мочевиноформальдегидное связующее, фенолоформальдегидное связую щее, продукт на основе нефтяных масел и комплексный кислый катализатор, отличающаяся тем, что, с целью повышения прочности i стержней и форм в отвержденном состоянии, улучшения текучести и снижения трудоемкости приготовления смеси она содержит в качестве комплексного ; ислого катализатора водный раствор бишофита и в качестве продукта на ос нове нeфтя ыx.масел нефтяные масла дистиллятные сернокислотной очистки при следующем соотношении ингредиентов, вес.%:

Мочевиноформальдегидное связующее

Фе нолоформальдегидное связующее

Водный раствор бишофита

Продол;хение табл.3

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР № 738745, кл. в 22 С 1/22, 1977. Нефтяные масла дистиллятные сернокислотной 0,10-0,2,8 очистки Огнеупорный наполнитель Остальное 2. Смесь по п. 1, отличаюяся тем, что она содержит ный раствор бишофита следующего тава, вес.%: 21,01-52,52 Хлорид магния 0,37-0,94 Бромид магния 0,20-0.51 Хлорид кальция 0,08-0,20 Хлорид калия 0,03-0,07 Сульфат кальция Карбонат каль0,02-0,05 ция Бикарбонат каль0,01-0,03 ция 0,002-0,006 Окись бария Остальное Вода