RU2187405C2

RU2187405C2 - Cold settable sand for making casting molds and cores

Info

Publication number: RU2187405C2
Application number: RU2000127346A
Authority: RU
Inventors: В.Н. Махлай; С.В. Афанасьев; М.А. Барышева; Н.И. Кузьмичев
Original assignee: ЗАО "Корпорация Тольяттиазот"
Priority date: 2000-11-01
Filing date: 2000-11-01
Publication date: 2002-08-20

Abstract

FIELD: foundry, namely manufacture of casting molds and cores. SUBSTANCE: sand contains next ingredients (mass.%): alumochrome phosphate binder modified at synthesis stage with methylol ureas - (2-6); iron oxide waste material of metallurgical production - (1-4); silica base refractory filler - the balance. Alumochrome phosphate binder modified with (0.6-1.1) mass % of methylol ureas allows to decrease hygroscopicity and crumbling of casting molds and cores, to increase useful life period of composition and to avoid its softening after setting. EFFECT: improved properties of sand for making casting molds and cores. 2 tbl

Description

Изобретение относится к холоднотвердеющим смесям, используемым для изготовления литейных форм и стержней в металлургической промышленности. The invention relates to cold-hardening mixtures used for the manufacture of foundry molds and cores in the metallurgical industry.

Фосфатные холоднотвердеющие смеси, разработанные в последнее время, принадлежат к легко выбиваемым, малотоксичным композициям с регулируемыми свойствами. Их широкое внедрение в литейном производстве обеспечивает экономию ресурсов и улучшение условий труда. Recently developed phosphate cold-hardening mixtures belong to easily knocked out, low-toxic compositions with controlled properties. Their widespread adoption in the foundry industry provides resource savings and improved working conditions.

В основе железофосфатных холоднотвердеющих смесей лежит использование в качестве отвердителей железосодержащих материалов, различных по химическим и минералогическим свойствам. Среди них наибольшее распространение получили трифолин, крокус, железорудный концентрат и различные отходы промышленного производства. В качестве жидкого компонента в таких системах используют либо Н₃PO₄ , либо ее модифицированный вариант - алюмохромфосфатную связку. Недостатком последней является высокая стоимость, хрупкость и гигроскопичность. По указанной причине проводится разработка композиций с улучшенным комплексом свойств.The basis of iron-phosphate cold-hardening mixtures is the use of iron-containing materials of various chemical and mineralogical properties as hardeners. Among them, the most widespread are tripholine, crocus, iron ore concentrate and various industrial wastes. As a liquid component in such systems, either H ₃ PO ₄ or its modified version, an aluminochromophosphate binder, is used. The disadvantage of the latter is the high cost, fragility and hygroscopicity. For this reason, compositions are being developed with an improved set of properties.

Известна [SU 1028413, кл. В 22 С 1/16, 1983 г.] холоднотвердеющая смесь для изготовления литейных форм и стержней, включающая огнеупорный наполнитель на основе кремнезема, алюмохромфосфатное вяжущее и отвердитель - триэтаноламин, при использовании которой улучшается чистота поверхности отливок из сплавов на медной основе. К ее недостаткам относятся высокая токсичность триэтаноламина и ограниченная область применения смеси. Known [SU 1028413, cl. In 22 C 1/16, 1983] a cold-hardening mixture for the manufacture of foundry molds and cores, including a silica-based refractory filler, an aluminum-chromophosphate binder and a hardener - triethanolamine, which improves the surface finish of castings from copper-based alloys. Its disadvantages include the high toxicity of triethanolamine and the limited scope of the mixture.

Известен [SU 1660830, кл. В 22 С 1/02, 1989 г.] состав смеси для изготовления литейных форм и стержней, отверждаемой тепловой сушкой, включающий, мас.%: алюмохромфосфатное связующее - 2,5-3,5, соединение на основе полиглицеринов - 0,3-0,9, продукт взаимодействия Y-аминопропилтриэтоксисилана и диэтиленгликоля - 0,1-0,5, огнеупорный наполнитель на основе диоксида кремния - остальное. Смесь характеризуется повышенной живучестью и газопроницаемостью. Ее существенными недостатками являются невысокая термостойкость, дефицитность входящих в нее компонентов, необходимость использования тепловой сушки при отверждении. Known [SU 1660830, cl. In 22 C 1/02, 1989] the composition of the mixture for the manufacture of foundry molds and cores, heat-curable, including, wt.%: Alumochromophosphate binder - 2.5-3.5, a compound based on polyglycerols - 0.3- 0.9, the product of the interaction of Y-aminopropyltriethoxysilane and diethylene glycol - 0.1-0.5, a refractory filler based on silicon dioxide - the rest. The mixture is characterized by increased survivability and gas permeability. Its significant disadvantages are low heat resistance, scarcity of its constituent components, the need to use heat drying during curing.

Наиболее близкой по технической сущности является смесь для изготовления литейных форм и стержней [SU 1662736, кл. В 22 С 1/02, 1989 г.], обладающая повышенной живучестью и содержащая, мас. %: алюмохромфосфатное связующее - 4,0-6,0, трифолин - 4,0-6,0, огнеупорный наполнитель на основе диоксида кремния - остальное. Ее недостатки - хрупкость, гигроскопичность, повышенная осыпаемость и разупрочнение. The closest in technical essence is a mixture for the manufacture of foundry molds and cores [SU 1662736, cl. In 22 C 1/02, 1989], with increased survivability and containing, by weight. %: alumochromophosphate binder - 4.0-6.0, tripholine - 4.0-6.0, a refractory filler based on silicon dioxide - the rest. Its disadvantages are fragility, hygroscopicity, increased flaking and softening.

Технической задачей изобретения является оптимизация состава смеси для изготовления литейных форм и стержней с целью снижения гигроскопичности и осыпаемости, повышения живучести и прочностных характеристик. An object of the invention is to optimize the composition of the mixture for the manufacture of foundry molds and cores in order to reduce hygroscopicity and crumbling, increase survivability and strength characteristics.

Поставленная цель достигается тем, что в известной смеси алюмохромфосфатное связующее заменено на модифицированную метилолмочевинами алюмохромфосфатную связку, в которой метилолмочевины и алюмохромфосфаты находятся в виде сложноэфирных соединений, а в качестве отвердителя взят железоокисный отход производства. This goal is achieved by the fact that in the known mixture the aluminochromophosphate binder is replaced by an alumochromophosphate binder modified by methylolureas in which the methylolureas and alumochromophosphates are in the form of ester compounds, and iron oxide production waste is taken as a hardener.

Модификация позволяет снизить гигроскопичность и осыпаемость литейных форм и стержней, повысить живучесть композиции, избежать ее разупрочнения после отверждения. The modification allows to reduce the hygroscopicity and shedding of casting molds and cores, to increase the survivability of the composition, to avoid its softening after curing.

С другой стороны, изменяя содержание метилолмочевин в алюмохромфосфатном вяжущем, можно добиться целенаправленного улучшения рабочих характеристик холоднотвердеющей смеси. On the other hand, by changing the content of methyl urea in the aluminochromophosphate binder, one can achieve a targeted improvement in the performance of the cold-hardening mixture.

Сущностью предлагаемого решения является смесь для изготовления литейных форм и стержней, содержащая огнеупорный наполнитель на основе диоксида кремния, алюмохромфосфатное связующее, модифицированное метилолмочевинами и железоокисный отвердитель - отход металлургического производства. The essence of the proposed solution is a mixture for the manufacture of foundry molds and cores, containing a refractory filler based on silicon dioxide, an aluminochromophosphate binder, modified with methyl urea and an iron oxide hardener - a waste of metallurgical production.

Предлагаемое техническое решение отличается от известных тем, что с целью повышения живучести смеси, снижения осыпаемости и избежания разупрочнения после отверждения, она в качестве связующего содержит алюмохромфосфатную связку, модифицированную на стадии синтеза 0,6-1,1 мас.% метилолмочевин, а отвердителем служит железоокисный отход металлургического производства при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: модифицированное алюмохромфосфатное связующее - 3-6; железоокисный отвердитель - 1-4; огнеупорный наполнитель на основе диоксида кремния - остальное. The proposed technical solution differs from the known ones in that in order to increase the survivability of the mixture, reduce crumbling and avoid softening after curing, it contains an alumochromophosphate binder modified at the synthesis stage of 0.6-1.1 wt.% Methylolurea, and serves as a hardener iron oxide waste from metallurgical production in the following ratio of ingredients, wt.%: modified aluminochromophosphate binder - 3-6; iron oxide hardener - 1-4; silica based refractory filler - the rest.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется примерами, приведенными в таблице. The invention is illustrated by the examples given in the table.

При изготовлении смеси для литейных форм и стержней использовали отход металлургического производства следующего состава, мас.%: окислы железа - 53; СаО - 0,5; MgO - 8,4; Al₂О₃ - 6,8; Cr₂О₃ - 1,5; SiO₂ - 29,8.In the manufacture of the mixture for foundry molds and cores, metallurgical waste of the following composition was used, wt.%: Iron oxides - 53; CaO - 0.5; MgO - 8.4; Al ₂ O ₃ - 6.8; Cr ₂ O ₃ - 1.5; SiO ₂ - 29.8.

Сравнительная характеристика смесей для получения литейных форм и стержней, изготовленных в закрытом катковом смесителе периодического действия по примерам осуществления предлагаемого способа и по прототипу, представлена в таблице. Comparative characteristics of mixtures for the production of foundry molds and cores made in a closed roller batch mixer according to the examples of the proposed method and the prototype are presented in the table.

Из описания изобретения и таблицы видно, что по заявленному техническому решению удается получать смеси для литейных форм и стержней с повышенной живучестью, низкой осыпаемостью, улучшенными показателями прочности на сжатие и разрыв, неразбухающие в воде после отверждения. From the description of the invention and the table it is seen that according to the claimed technical solution, it is possible to obtain mixtures for foundry molds and cores with increased survivability, low crumbling, improved compressive and tensile strengths, non-swelling in water after curing.

Claims

Cold-hardening mixture for the manufacture of foundry molds and cores, including a refractory filler based on silicon dioxide, a metal phosphate binder and iron oxide waste from metallurgical production, characterized in that it contains an aluminum chromophosphate binder, modified at the stage of synthesis with methyl urea, taken in an amount of 0.6 -1.10 wt.%, In the following ratio of ingredients, wt.%:
Modified Alumochromophosphate Binder - 2-6
Iron oxide waste from metallurgical production - 1 - 4
Silica Refractory Filler - Else1