Смесь для изготовления литейных стержней и форм теплового отверждения Советский патент 1982 года по МПК B22C1/10 

(54) СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ СТЕРЖНЕЙ И ФОРМ ТЕПЛОВОГО ОТВЕРЖДЕНИЯ

1

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

Для изготовления стержней и форм теплового отверждения известны песчано-смоляиые смеси, содержащие в качестве связующего карбамидо-формальдегидную смолу в сочетании с феноло-формальдегидным связующим 1.

Данная смесь характеризуется недостаточно высокой прочностью в отвержденном состоянии.

Известна также смесь для изготовления стержней и форм, содержащая огнеупорный наполнитель, карбамидно-формальдегидное и фейоло-формальдегидное связующее, нефтяные масла дистиллятные сернокислотной РЧИСТКИ и катализатор отверждения в виде сульфит-сульфатной воды 2.

смесь обладает высоким показателем живучести, а также высокой прочностью в отвержденном состоянии, однако она недостаточно хорощо противостоит пережогу в процессе теплового отверждения (при температуре тепловой обработки свыше 260°С).

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является смесь для изготовления литейных стержней и форм теплового отверждения, включающая огнеупорный наполнитель, карбамидо-формальдегидное связующее, феноло-формальдегидное связующее, катализатор отверждения и нефтяные масла дистиллятные сернокислЪтной очистки 3.

В качестве катализатора отверждения

10 указанной смеси использован водный раствор бишофита (природного), основным компонентом которого является хлорид магния. Перечисленные ингредиенты, входят в состав известной смеси согласно 3 в следую15 щи соотношениях, мас.%: Карбамидо-формальдегидное связующее1,25-2,51 Феноло-формальдегидное связующее 0,63-1,53 Нефтяные масла дис20тиллятные сернокислотной очистки 0,10-0,28 Катализатор отверждения (водный раствор

бишофита)0,06-0,36

Огнеупорный наполнительОстальноеСтержни и формы, изготовленные из указанной смеси, сушат при температуре 220- 240°С в течение 5-7 мин. Живучесть смеси 8 ч. Достаточная текучесть смеси достигается за счет введения нефтяных масел дистиллятных сернокислотной очистки, которые, однако, повышают газотворность смеси. Опи сываемая смесь характеризуется также недостаточной способностью противостоять пережогу в процессе теплового отверждения, т.е. обнаруживает склонность к снижению прочностных характеристик при повышенных температурах и временных режимах, которые могут возникать в процессе изготовления стержней при нарушении технологического режима работы оборудования.

Цель изобретения - улучшение качества стержней путем повышения способности стержней и форм противостоять пережогу при тепловом отверждении и снижение их газотворности.

Для достижения поставленной цели смесь для изготовления литейных стержней и форм теплового отверждения, включаюидая огнеупорный наполнитель, карбамидо-формальдегидное связующее, феноло-формальдегидное связующее, нефтяные масла дистиллятные сернокислотной очистки и катализатор отверждения, в качестве катализатора отверждения содержит 40-50%-ный водный раствор натриевой соли сополимера салициловой кислоты с формальдегидом при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: Карбамидо-формальдегидное связующее1,25-2,51

Феноло-формальдегидное связующее0,65-1,53

40-50°/о-ный водный раствор Натриевой соли сополимера салициловой кислоты с формальдегидом0,1-0,3 Нефтяные масла дистиллятные сернокислотной очистки 0,08-0,16 Огнеупорный наполнитель Остальное Натриевую соль сополимера салициловой кислоты и формальдегида получают поликонденсацией салициловой кислоты с формальдегидом в кислотной среде с последующей нейтрализацией гидроокисью натрия. Получаемый полимер производится в виде продукта ВРП, представляющего собой 40-бО /о-ный водный раствор со следующими показателями:

Внещний видОднородная масса коричневого цвета

Вязкость ВЗ-4, сНе менее

11,0

Содержание сухого вещества, % Содержание свободного формальдегида, % Плотность, г/см рН

Растворимость в воде

Натриевая соль сополимера салициловой кислоты и формальдегида оказывает на связующую композицию смеси сшивающее и пластифицирующее воздействие, изменяет структуру конденсационных, связующих за счет межмолекулярного взаимодействия функциональных групп. В результате значительно повышается термостабильность стержней и форм, что позволяет стабильно получать .высокую прочность на разрыв в отвержденном состоянии в интервале температур 220-280°С.

При содержании натриевой соли сополимера салициловой кислоты и формальдегида в составе смеси ниже нижнего предела (0,1 мас.%) наблюдается замедленное отверждение стержней и форм и пониженные их прочностные показатели, а п)и содержании ее выше верхнего предела (0,3 мас.%) наблюдается нежелательное повышение газотворности смеси, что может привести к образованию газовых дефектов в отливках.

В качестве карбамидо-формальдегидного связующего предпочтительно использовать выпускаемые промышленностью синтетические смолы марок, КФ-МТ, К.Ф-Ж, КФ-БЖ, КФ-Б (по ГОСТ 14231-78). В качестве фенол-формальдегидного связующего предпочтительно использовать фенолоспирты марок «Б, (по ТУ 6--05- 1164-75).

В качестве нефтяных масел дистиллятных сернокислотной очистки предпочтительНо использовать масло автотракторное АК-15 (ГОСТ 1862-63).

Предлагаемую смесь готовят следующим образом.

В смеситель мод. 112 или 111 загружают огнеупорный наполнитель, перемещивают 30 с, добавляют водорастворимый полимер ВРП-1, перемещивают 1 мин, зате.м вводят заранее приготовленную связующую композицию из карбамидо-формальдегидной смолы и фенолоспирта, перемешивают 3-4 мин. Вводят масляный мягчитель, перемешивают 1 мин, после чего смесь готова к употреблению.

В табл. 1 приведены составы предлагаемых смесей 1-4 и 5 согласно известному техническому решению 3 .

Водорастворимый полимер ВРП-1, используемый в приведенных в табл. 1 сое- тавах, имеет следующие показатели:

Вязкость по ВЗ-4, с11,0

Содержание сухого

вещества., %40,,

Содержание

формальдеглда,%0,5

Плотность, г/см 1,15

рН7

В табл. 2 приведены основные свойства предлагаемых смесей № 1-3 и смеси 5 по прототипу.

Способность к горячему отверждению предлагаемой смеси № 4 оптимального cotтава в сравнении со смесью № 5 (по прототипу) в зависимости от режимов теплового отверждения приведена в табл. 3.

Из данных табл. 3 видно, что предлагаемая смесь имеет достаточно высокую прочность и обеспечивает более высокую термостабильность (прочность не падает во времени при повышенных температурах 240- 280°С) по сравнению с известной смесью при этих же режимах отверждения.

Кроме того, благодаря высоким пластифицирующим свойствам водорастворимого полимера ВРП-1, вдвое снижено количество вводимого мягчителя, соответственно, сни жается газотворность смеси (табл. 2), что улучшает санитарно-гигиенические условия труда и способствует улучшению качества отливок.

Таким образом, предлагаемая смесь обеспечивает у,-1у1пиенную способность стержней и форм протиЕкктоять пережогу при тепловом отверждении и их уменьшенную газотворность при со.хра нении остальных прочностных. I технологических свойств на высоком уровне.

Кварцевый песок 2К02Б

Карбамидо-формальдегидное связующее КФ-МТ

Фенолоспирты

Водный раствор бишофита

Водорастворимый полимер

,

0,0400,01)0O.OiO

8,08,08,5

96,63

95,596,68

96,73

Таблица 2

0,0145

37,0 9,0 Формула изобретения Смесь для изготовления литейных стержней и форм теплового отверждения, включающая огнеупорный Наполнитель, карбамидо-формальдегидное связующее, фенолоформальдегидное связующее, нефтяные масла дистиллятные сернокислотной очистки и катализатор отверждения, отличающаяся тем, что, с целью улучщейия качества стержней за счет повыщения их способности противостоять пережогу при тепловом отверждении и снижения их газотворности, она содержит в качестве катализатора отверждения 40-50°/о-ный водный раствор натриевой соли сополимера салициловой кислоты и формальдегида при следующем соотношении ингредиентов, мае. %: Карбамидо-формальдегидное связующее1,25-2,51 Феноло-формальдеТаблицагидное связующее0,65-1,53 40-50°/о-ный водный раствор Натриевой соли сополимера салициловой кислоты и формальдегида0,1-0,3 Нефтяные масла дистиллятные сернокислотной очистки 0,08-0,16 Огнеупорный наполнитель Остальное. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 38745, кл. В 22 С 1/22, 1977. 2.Авторское свидетельство СССР по заяв- 3303299/22-02, кл. В 22 С 1/10, 19.06.81. 3.Авторское свидетельство СССР по зае № 2922490/22-02, кл. В 22 С 1/22, 0.