Способ получения связующего для изготовления литейных стержней и форм, отверждаемых в оснастке — SU 990400 (original) (raw)

(22)Заявлено 16.10,81 (21) Ззр 6461 д 2 02 соединением заявки 22 С 5/О 22 С 1/2 Гесудауетвевкый кфмктвт СССР Евам кмбретеккВ и етхрыткФ) Авторыизобретен и А,Соколова, Т.И.Пешкина, Д.П.Цари А.А. Сорокина Ь ь а, о-исследовательскйй институт литейног литейной технологии"и-автоматизацииитейного производства Всесоюзный на машиностроени(7) Заявитель 5 М) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СВЯЗУЮЩЕГО ДЛЯ ИЗЛИТЕЙНЫХ СТЕРЖНЕЙ И ФОРМ, ОТВЕРЖДАЕИЫХ ОВЛЕНИЯСНАСТК арбамидноводного растлла (хлорида окружающей е смолы и суа максимальраствора хлосогой и Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при изготовлении стержневых и формовочных смесей, отверждаемых в холодной или нагреваемой оснастке.Известен способ получения связу" ющего марки УГТС для изготовления стержневых и формовочных смесей, отверждаемых в холодной оснастке, заключающийся в перемешивании карбамидо-формальдегидной смолы, тяжелой 10 фракции сланцевой смолы (ГТФ), керосина, воды и змульгатора 1 1 3 .Однако данный способ получения связующего характеризуется низкой прочностью, сообщаемой связующим отвержденным стержням и формам, многокомпонентностью связующего и ухудшением санитарно-гигиенических условий труда иэ-за наличия запаха керосина и тяжелой фракции сланцевой смолы.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ, заключающийся в перемешивании кформальдегидной смолы ивора соли щелочного метанатрия) при температуресреды, причем соотношенихой соли 1:(0,01-0,08),ная концентрация водногорида натрия 202 ,Однако связующее, при готавливаемопо указанному способу, сообщает стерням и формам, отверждаемым в холоднооснастке, низкую прочность, обусловленную малым содержанием хлорида натрия и значительным количеством водыв связующем.Целью изобретения является повышение прочности литейных стержней и фоотверждаемых в оснастке.Для достижения указанной целигласно способу получения связующедля изготовления литейных стержнеФорм, отверждаемых в оснастке, включающему перемешивание карбамидо-формальдегидной смолы с водным растворомЭ 990400 4 соли щелочных металлов, указанную смо- ГОСТ 4568-74), нитрит натрия лу и водный раствор солей щелочных (ГОСТ 4168-79), нитрат калия металлов нагревают порознь до 30-80 С (ГОСТ 19790-74), и перемешивают при весовом соотноше- Нагрев растворов солей, использунии смолы и сухой соли 1: (0,15-0,25),емых для осуществления предлагаемого причем соль щелочных металлов вводят способа, обеспечивает получение бов виде 25-60-ного водного раствора. лее высокой концентрации растворов исокращение до минимума содержания воВ качестве сухих солей щелочных , ды в составе связующих. В табл. 1 приметаллов используют хлорид натрия 10 ведены данные по растворимости в воде (ТУ 6-12-33-71 ТУ 6-01-540-70. химически чистых солей щелочных метал- СТУ 43-717-65), хлорид калия лов при различных температурах.Таблица 1 Концентрация водного раствора, Ф,при температуреНаименованиесоли лоос ВОс1 иР с 20 ОС Хлорид калия 27,2 36,0 28,2 64,5 Хлорид натрия 26,4 26,5 27,6 Нитрат натрия 46,8 Нитрат калия 24,1 49,0 59,7 Для получения растворов необходимой концентрации достаточен нагрев впределах 30-80 С. При нагреве до температур выше 80 С концентрация раст.- 30воров несколько повышается, но такойнагрев требует большой затраты энергии, что экономически нецелесообразно.Нижний предел нагрева - 30 С для получения концентрации растворов не ниже 25 обусловлен тем, что в описываемом способе приготовления связующего используются технические продукты, растворимость которых в воде ниже,чем у химически. чистых. Поэтому дляполучения растворов солей с концент 40рацией 25-603 требуется нагрев на10 С выше, чем указано в табл.1 дляхимически чистых продуктов.Нагрев смолы в пределах 30-80 СЯспособствует лучшему распределениюв ней раствора соли и повышает однородность готового связующего, а следовательно, и стабильность свойствсмесеи, получаемых на его основе. Принагреве смолы выше 80 С в ней могут 50начаться процессы полимеризации, приводящие к повышению вязкости связу"ющего и ухудшению стабильности прихранении,Оптимальным является соотношениесмолы и сухой соли в связующем1:(0,15-0,25). Уменьшение содержаниясухой соли приводит к снижению проч 31,5 62,8 71,1ности стержней и форм, Повышение содержания сухой соли влечет за собойувеличение содержания воды в составесвязующего, так как соли вводятся ввиде водных растворов, максимальнаяоконцентрация которых при 80 С ограничена (60), Повышение содержанияводы в связующем отрицательно сказывается на свойствах смесей: снижаетсяскорость твердения и прочность стержней и Форм,Для приготовления связующего ис-,пользуются карбамидо-Фармальдегидныесмолы марок КФ-СПЛ (ТУ 6-05-211-1086-81), КФ-Ж и КФ-ИТ (ГОСТ 14231-78).Раствор соли нагревается и вводитсяили в готовую предварительно, нагретуюсмолу, или на последней стадии ее приготовления (синтеза) после вакуумсушки при 30-80 С и централизованномизготовлении связующего,Связующие, изготовленные предлагаемым способом имеют следующие свойства:условная вязкость по визкозиметру В 3-4, с: сразу после изготовления25-40, через 2 мес, 60-70;концентрация водородных ионов,рН 7,5-9,0;срок хранения - 2 мес.Рекомендуемые режимы осуществленияпредлагаемого способа с различными солями представлены в табл,2,(весовые) Температура смолы, С Концентрация водногорастворасоли, Ф Температура раствора соли,С Наименованиесоли Хлорид натрия 1:0,15 25 30 30 1: 0,15 30 50 50 Хлорид калия 60 60 Нитрат натрия 1:0,2Нитрат калия 1:0,25 60 80 80 Таблица 3 в т Свойства смесей Состав смеси,вес.Ф Ю и/и 4 ч 6 ч 2 ч 1 ч 7,0 8,0 10)0 3,0 Песок кварцевый 100хроматрон 0,5,связующее (образец 1по табл.2) 4,0 2,0 7,0 Песок кварцевый 100,хроматрон 0,5,связующее(образец 2 по табл.2) 4,02. 7,0 8)0 8,0 8,0 3 Ф Песок кварцевый 100,хроматрон 0,5,связующее (образец 2по табл,2) 3,0 60 75 75 6,0 3,0 2,0 Песок кварцевый 100хроматрон 0,5,связующее (образец 3по табл.2), 4,0 8,0 16,0 4,0 9,0 10,0 13,0 Песок кварцевый 100, хроматрон 0,5,связующее (образец 3 по табл.2) 3,0 5. 6,0 7,5 8,0 10,0 12;0 Связующие могут быть использованы для изготовления стержневых и формовочных смесей, отверждаемых в холодной и нагреваемой оснастке. Технология изготовления смесей не в отличается от принятой для известных смесей, Для отверждения в холодной оснастке применяются катализаторы кислого характера, например хроматрон, ортофосфорная кислота, В табл.3 приПрочность на сжатие, кгс/см после выдержки в ящике 1 ч ведены составы и свойства смесей холодного отверждения с использованиемсвязующих, приготовленных в соответствии с режимами, указанными в табл.2,с хроматроном плотностью 1,45 г/см ,а также с известным связующим, приготовленным при соотновении смолы ксухому хлориду натрия 1;0,07 при20-ной концентрации водного растворасоли при температуре раствора соли ис олы 20 С. Прочность на растяжение, кгс/см) после выдержки на воздухе990400 Продолжение табл.3 Свойства смесей 8 Ъфи/п Состав смеси,вес, 4 6. 6,0 8 0 10,0 12,0 3,0 10,0 4,5 5,0 7,0 2,0 Из сравнения данных приведенных в табл.3 следует, что при использовании в составе смесей холодного отвержде ния связующих, приготовленных предла" гаемым способом, даже при пониженном содержании связующего в составе смеси, прочность на сжатие после выдержки образцов в стержневом ящике в те- зо чение 1 ч, а также прочность на расПесок кварцевый 100 хроматрон 0,5 связующее (образец 4 по табл.2) 4,0 Песок кварцевый 100 хроматрон 0,5связующее (извест.- ное) 4,01 ч 2 ч 4 ч 6 ч 24 ч тяжение после выдержки на воздухе существенно выше, чем те же показателиу образцов, изготовленных на известном связующем (состав смеси /).В табл,4 представлены результатыиспытания связующих в составе смесей,отверждаемых в нагреваемой оснастке.Температура нагрева стержневого ящика 200-220 С, 990100 10дФ о Э йс Х о Э 3 о а э 3 Э й Э Я :Г:ь О. й й С й й у о йо о 11 Э С Э 3 г а Й 9 а й О - О О й ф 95 З Ос Эь ССч 1- о о Щ а ой х йФ л 1- з о х О К Х О У О о а О с: о1 1 1 1ЮО1111 ОЪ 1 11 1щщщЮ 1еИ11 -11 11 11 11 1о1 Ч11 1щ щ1 11 11 11 О1 щ -11 11 1 щ Ю:У9 Я х й Оа о Во сэ .егъ С 9 Ч 1 Эй у с ;Х: й ай- э К й йО у ос е ЧЮ О .;3фФФх й О ао оО ф э Оеи з 9 ч ф Э: йай 1- й С ййо У ос а ЯЮо:фф- фЯх йО аоОое ОС елЗ Э Ч3 Эй ЯЭ ЯОФ 3 йай.й Сййоу о с ВДЮофЩх йО аоО О .фе Оелсз эч3 ЭЭ ВГ)6ай 1 й %уо 0 Ф о о ещ ф 63 х й О а о О е О с990 чВ случае использования связующего для приготовления смесей "горячего" отверждения так же, как и для холодноотвердвющих, смесей, имеет место существенное повышение прочностных 3 свойств, что обеспечивает возможность сокращения цикла отверждения стержней в оснастке. Повышение прочности отвержденных 1 О стержней и форм за счет нагрева связующего, получаемого по предлагаемому способу, позволяет снизить его расход в составах смесей в среднем на 304, а также сократить цикл изготовления стержней и форм, что создает технико-.зкономический эффект .в размере 3-.5 руб, на 1 т годных отливок. За счет уменьшения газовыделений из смоляной части связующего улучшаются 20 санитарно-гигиенические условия труда. 00 12формула изобретенияСпособ получения связующего дляизготовления литейных стержней и форм,отверждаемых в оснастке, включающийперемешивание .карбамидо-формальдегидной смолы с водным раствором солищелочного металла, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения прочности стержней .и форм, карбамидо-формальдегидную смолу и водный раствор соли щелочного металланагревают порознь до 30-80 С и переомешивают при весовом соотношении смолы и сухой соли 1:(0,15-0,25), причем соль щелочного металла вводят ввиде 25-604-ного водного раствора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРУ 538520, кл, В 22 С 1/16, 1975.2. Авторское свидетельство СССРй 173398, кл. В 22 С 1/18, 1973, Составитель С. ТепляковРедактор Н.Джуган ТехредС.Мигунова Корректор А,ференцт в е ще жЗаказ 13/16 Тираж 811 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. М 5вфилиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,

Смотреть

Способ получения связующего для изготовления литейных стержней и форм, отверждаемых в оснастке