RU1792789C - Смесь дл изготовлени литейных форм и стержней - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к литейному производству, в частности к составам холод- нотвердеющих смесей на синтетических смолах. Сущность:- использование в смеси комплексного аммонизированного алюмо- феррифосфата обеспечивает отверждение карбамидоформальдегидных смол при температурах 283-313 К и необходимую термопрочность формы и стержн , нагреваемых до 1073-1273°К, и повышение качества отливок . 2 табл.

Description

Изобретение относитс  к области литейного производства, в частности, к составам холодно твердеющих смесей (ХТС) на синтетических смолах. Известны различные составы ХС на основе огнеупорного наполнител , смол ного св зующего и отвёрдитёл . h

мас.%:

апример, смесь содержит компоненты,

0,6-98,0

50,6-98.0 1,0-1,0

Кварцевый песок

Регенерированный

песок

КарбамидоформальАегидна  смола

Ортофосфорна 

кислота0,4-1,2

А также смесь имеет состав, мас.%:

Мочевиноформальдегиднофуранова  смола1,7-2,0

Ортофосфорна  кислота0,1-0,4

Хлористый алюминий0,2-0,4

Смеси на карбамидоформальдегидной смоле не имеют прочности на сжатие при 573 К, а на фурановых - при 1073 К. Кроме этого, смол ные смеси, отверждаемые ортофосфорной кислотой, образуют в процессе заливки литейной формы водородную пористость на поверхности отливок.

Наиболее близкой к предлагаемому составу по технической сущности и достигаемому эффекту  вл етс  смесь дл  изготовлени  литейных форм и стержней, содержаща  огнеупорный наполнитель - кварцевый песок, св зующее карбамидо- формальдегидную смолу, отвердитель - ор- тофоефорную кислоту при соотношении последних 1:1.

Эта смесь обеспечивает получение качественных мелких и средних отливок, но крупные и т желые отливки получаютс  некачественными , с дефектами, например, пористостью . Ортофосфорна  кислота при термодёструкции образует водород, который легко раствор етс  в поверхностном слое жидкого металла, вызыва  тем самым газовую ситовидную пористость на поверхности отливки.

Цель изобретени  - повышение качества отливок за сч:ет повышени  пластичности и скорости отверджени  смол ных смесей с высокой термопрочностью при 1273 К.

ел

ч|

ю м ы

00

ю

Дл  достижени  поставленной цели используетс  смесь, включающа  огнеупорный наполнитель - кварцевый песок, св зующее - карбамидоформальдегидную смолу и комплексную, добавку - антипирен из нефалина - комплексный аммонизированный алюмоферрифосфат, выполн ющую одновременно функции отвердител  карба- милоформальдегиднрй смолы и термоуп- роч нител  смеси при высокой температуре. Смесь содержит указанные компоненты в следующем соотношении, мас.%:

Карбамидоф ормаль- дегидна  смола4-6 Антипирен из неФалина - комплексный аммонизированный алюмоферрифосфат ......... .. . 4-6 .

Огнеупорный

наполнительОстальное

Новизна предлагаемой смеси заключаетс  в том, что использование в ней комп- лёксногоаммонизированного алюмоферрифосфата обеспечивает отверж- дение недефицитных и недорогих карбами- доформальдегидных . смол .при температурах 283-313 К.и необходимую прочность формы и стержн , нагреваемых до температур 1073 К-1273 К и устранение водородного насыщени  поверхностного сло  жидкого металла за счет исключени  из состава смеси кислотного катализатора твердени  - ортофосфорной кислоты,

Отверждение смеси происходит в результате химической реакции карбамидо- формальдегидной смолы с комплексным аммонизированным алюмоферрифосфатом (антипиреном из нафелина). .

Антипирен изготавливаетс  промышленностью из нефелинового концентрата; экстракционной фосфорной кислоты и мочевины , он нетоксичен (см, ТУ 6.08-390-76). Химический состав антипирена, %:

Общий PaOs не менее48

Водорастворима  часть не более2,5

NPs не более . .4,0

АаОз + Р20з около12,0

SiOa около17,0

около 8,0

Н20 не более1,0

рН водной выт жки4,5.

Объемный вес в разрыхленном состо нии не менее 0,7 т/м . Удельна  поверхность антипирена 10000-40000 см2/г. Растворимость в воде основного вещества - нерастворимо. Антипирен нефелиновый

при температурах 1073-1273 К становитс  высоко в зкой плотной жидкостью, котора  адгезионно св зывает зерна огнеупорного наполнител , не допуска  размыва стержн 

и формы жидким металлом.

Цельна  непрерывно св занна  структура смеси при высокой температуре достигаетс  при достаточном содержании антипирена, т.е. не менее 4 мас.%. При более низком содержании антипирена (например ,. 2%) эффект цельной св занной структуры смеси отсутствует и така  смесь размываетс  жидким металлом, как и все известные смол ные смеси с низкой термо5 прочностью. В предлагаемой смеси примен ютс  карбамидоформальдегидные смолы, соответствующие ГОСТ 14231-73, в качестве огнеупорного наполнител  - кварцевый песок марки 1К02А ГОСТ 2138-84.

0 Предлагаемую смол ную ХТС приготавливают в два этапа:

на первом этапе приготавливают базовую сыпучую смесь из огнеупорного наполнител  и антипирена, Базовую сыпучую

5 смесь загружают в бункера, расположенные над шнековыми непрерывного действи  или лопастными периодического действи  стандартными смесител ми. На втором этапе приготовлени  из бункеров базова  сыпу0 ча  смесь через дозаторы поступает в смеситель , в этот же смеситель подаетс  расчетное количество карбамидоформаль- дегидной смолы, и все интенсивно перемешиваетс  в течение 10-20 секунд. .

5 Готовую смесь загружают в стержневые  щики или опоки с моделью, уплотн ют и выдерживают в них в течение 30 мин,

После достижени  смесью манипул ци- онной прочности стержневые  щики разби0 рают, а модели из форм извлекают. Далее стержни и формы доотверждаютс  до технологической прочности, после этого их окрашивают самотвердеющей термопрочной противопригариой краской на смоле ДС.

5.

В табл. 1 приведены составы предлагаемой смеси (2, 3, 4) и состав известной смеси - прототипа (6), а в табл. 2 - физико-механические свойства этих смесей, . .

0 Состав 1 содержит составл ющие на уровне ниже нижнего предела, а состав 5 содержит составл ющие на уровне выше верхнего предела.

Составы 2,3 и 4 обеспечивают комплекс

5 технологических свойств по существу за вки .

Как видно из табл. 2, предлагаема  смол на  термопрочнз  холоднотвердеюща  смесь обеспечивает; химическое отвержде- ние при температуре 293 К, высокую термопрочность при температуре 1273 К, получение крупных и т желых отливок без водородной пористости на поверхности.

Состав 1 имеет низкие прочности на

сжатие за установленное врем  отеержде ни  смеси и низкую термопрочность при

1273 К, а состав 5 имеет повышенную газотворную способность.

Оптимальными свойствами  вл ютс  составы 2, 3, 4 высококачественные стержни з форме, изготовленные из химически твердеющей смол ной смеси с высокой тер- моп рочнрстью при 1273 К, обеспечивают получение крупных и т желых отливок высо0

кого качества без водородной пористости на поверхности.

Предлагаемый состав химически твердеющей смол ной смеси с высокой термопрочностью при 1273 К дает новый положительный эффект: высоко термопрочна  смесь на недефицитной недорогой нетоксичной смоле обеспечивает получение крупных и т желых отливок без песчаных раковин и водородной пористости.

Такие смеси будут использоватьс  в литейных цехах предпри тий при изготовлении крупных и т желых отливок из стали, чугуна, цветных сплавов.

k

ормула изобретени 

месь дл  изготовлени  литейных форм и стэржней, включающа  огнеупорный наполнитель , карбамидноформальдегидное св зующее и отвердитель при соотношении пос/едних 1:1,отличающа с  тем,что, с целью повышени  качества отливок за счет повышени  пластичности и скорости отвер- ждени , она содержит в качестве отвердител  комплексный аммонизированный ал юмо- феррифосфат при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Карбамидноформальдегидное св зующее. 4-6 Комплексный аммонизированный алюмоферрифосфат 4-6 Огнеупорный наполнитель Остальное.

Таблица

Таблице 2