SU1090482A1 - Moulding sand for producing shell moulds and cores in heated tooling - Google Patents
Moulding sand for producing shell moulds and cores in heated tooling Download PDFInfo
- Publication number
- SU1090482A1 SU1090482A1 SU833566051A SU3566051A SU1090482A1 SU 1090482 A1 SU1090482 A1 SU 1090482A1 SU 833566051 A SU833566051 A SU 833566051A SU 3566051 A SU3566051 A SU 3566051A SU 1090482 A1 SU1090482 A1 SU 1090482A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- mixture
- resin
- phenol
- novolac
- cores
- Prior art date
Links
Landscapes
- Mold Materials And Core Materials (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
1. СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ОБОЛОЧКОВЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ В НАГРЕВАЕМОЙ ОСНАСТКЕ, включающа огнеупорный наполнитель, новолдЧную и резольную фенолоформальдегидные смолы и антифрикционную добавку, отлич ающа с тем, что, с целью сокращени продолжительности отверждени и снижени склонности оболочковых форм и стержней к отслаиванию , а также повьшени их прочности в гор чем состо нии, смесь содержит в качестве новолачной фенолоформальдегидной смолы олигомер с lUHsii ; « ЛЛТКЗ) ; i ,K;tavi i ik«iJ iOIi 4 молекул рной массой 300-500, модифицированный смесью карбоновой кислоты жирного р да и ароматической сульфокислоты , вз тых в массовом соотношении1. MIXTURE FOR PRODUCING FOUNDRY CORES AND shell mold IN HEATED tooling comprising a refractory filler and novoldChnuyu resol phenol resin and an anti-friction additive, differing ayuscha in that, to reduce the length of cure and reduce the tendency of shell molds and cores flaking, and also increase their strength in the hot state; the mixture contains oligomer with lUHsii as a Novolac phenol-formaldehyde resin; “LLTKZ); i, K; tavi i ik ' iJ iOIi 4 with a molecular weight of 300-500, modified with a mixture of carboxylic fatty acid and aromatic sulfonic acid, taken in a mass ratio
Description
Изобретение относитс к литейном производству и касаетс смесей на ос нове фенолоформальдегидных смол, предназначенных дл изготовлени оболочковых форм и стержней в нагреваемой оснастке. Известна смесь, содержаща в своем составе огнеупорный наполнитель, новолачную фенолоформальдегидную смолу совместно с уротропином и технологические добавки, причем св зун цее используетс в виде раствора в органическом растворителе f1 1. При заливке металла в формы из указанной смеси выдел ете большое количество азотсодержащи х летучих веществ, образующихс в результате термоокислительной деструкции уротропина , что приводит к образованию в отливках ситовидной пористости. Известна также смесь, содержаща огнеупорный наполнитель, новолачную и резольную фенолоформальдегидную смолы, водно-восковую дисперсию и уротропин С 21. В качестве отвердител в составе данной смеси также используетс уротропин, поэтому задача ликвидации вредного выделени азотсодержащих веществ при заливке форм метал.лом не решаетс . Исключить уротропин из состава зтой смеси не представл етс возможным, ибо при этом резко ухудшаютс прочностные характеристики смеси в гор чем состо нии Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату вл етс смесь дл изготовлени литейных оболочковых форм и стержней в нагреваемой оснаст ке Гз , содержаща огнеупорный напол нитель, новолачную и резольную фенолоформальдегидные смолы и антифрикционную добавку в виде стеарата каль ци приследующем соотношении компонентов , мас,%: Новолачна смола 0,9 Резольна смола 2,1. Стеарат кальци 0,1-0,5 Огнеупорный наполнительОстальное В смеси Сзj массовое соотношение между резольной и новолачной смолами составл ет 70:30, При заливке металла в формы, изготовленные на основе этой смеси, отсутствуют выделени азотсодержащих летучих веществ. Однако прочностные характеристики данной смеси в гор чем состо нии низкие вследствие высокого содержани резольной смолы. Увеличить содержание новолачной смолы не представл етс возможным, поскольку отверждение новолака в этой композиции происходит за счет метнлольных групп резольной смолы, и при увеличении количества новолака получаетс неотвержденна смол на композици , Смесь характеризуетс также низкой скоростью отверждени , вследствие чего технологический цикл отверждени -оболочковых форм вл етс продолжительным. Низка скорость отверждени оболочковых форм и стержней вызывает при их изготовлении повышенный брак изза отслаивани в момент удалени излишков неотвердевшей смеси. Целью изобретени вл етс сокращение продолжительности отверждени и снижение склонности оболочковых форм и стержней к отслаиванию, а так же повышение их прочности в гор чем состо нии, Дл достижени поставленной цели смесь дл изготовлени литейных оболочковых форм и стержней в нагреваемой оснастке, включающа огнеупорный наполнитель, новолачную и резольную фенолоформальдегидные смолы и антифрикционную добавку, содержит в качестве новолачной фенолоформальдегидной смолы олигомер с молекул рной массой 300-500, модифицированной смесью карбоновой кислоты жирного р да и ароматической сульфокислоты, вз тых в массовом соотношении (320 ):1 при следующем соотношении ингредиентов , мас,%: Новолачна фенолоформальдегидна смола в виде олигомера с молекул рной массой 300-500, модифицированного смесью карбоновой кислоты жирного р да и ароматической сульфокислоты , вз тых в массовом соотношении (3-20):1 Резольна фенолоформальдегидна смола Антифрикционна добавка Огнеупорный напол-; Осталь нитель ное В качестве антифрикционной добав ки смесь содержит водно-восковую дисперсию с содержанием воска по сухому остатку 40-44 мас.%. Введение в смесь новолачной смолы с. отмеченными особенност ми позвол ет вследствие ее высокой реакционной способности повысить содержание резо льной смолы в составе смеси и реализовать такие услови соотверждени новолачной и резольной смол, при которых из-за совокупного действи механизмов термического и кислотного отверждени формируетс уплотненна сетка пространственного полимера. Поэтому предлагаема смесь обладает высокими прочностными свойствами в гор чем состо нии без применени уротропина в составе плакированной смеси. При этом газотворность смеси снижаетс и, соответственно, качество поверхности отливок улучшаетс за счет ликвидации-брак а по ситовидг ной пористости. Шаровые пробы, изготовленные из этих смесей, содержат в поверхностном слое азот на уровне прототипа. Повьшенна реакционна способност новолачной смолы обеспечивает быстрое отверждение и одинаковую прочность оболочковой формы по сечению, при этом склонность оболочковой формы к отслаиванию при удалении излишков смеси значительно уменьшаетс . Необходимые свойства смеси могут быть достигнуты лишь при модификации новолачной смолы карбоновой кислотой жирного р да и ароматической сульфокислотой в совокупности при их упом нутом весовом соотношении. В качестве карбоновой кислоты жирного р да могут быть использованы адипинова , салицилова , нтарна , глутар ва , антронштова фенилатранилова , сульфанилова , малеинова , З-оксибен зойна и другие кислоты, которые характеризуютс введением дополнительно к одной карбоксильной группе пол рной функциональной группы (-NKL -ОН, -СООН).В качестве ароматической сульФокислоты могут быть исполь зованы бензосульфокислота, п-толуолсульфокислота и другие.Новолачна смола с молекул рной массой менее 300 слеживаетс при транспортировке и хранении, что вызывает необходимость введени дополнительной стадии дроблени перед ее употреблением. Смола с молекул рной массой более 500 имеет высокую в зкость, в св зи с чем плохо распредел етс по поверхности зерен песка, что требует повьшенного расхода дл обеспечени требуег«)1х прочностных показателей смеси. При массовом соотношении карбоно- вой кислоты жирного р да и ароматиче-ской сульФокислоты более 20:1 процесс поликонденсации фенола с форм.альдегидом приводит к образованию смолы с молекул рной массой более 500. При массовом соотношении карбоновой кислоты жирного р да и ароматической сульФокислоты менее 3: 1 при польконденсации фенола с формальде- . гидом образуетс смола с молекул рной массой менее 300, котора обладает малой реакционной способностью вследствие чего прочностные.характеристики смеси низкие. При содержании новолака в смеси менее 1,5% прочностные характеристики смеси и скорость ее отверждени низкие, следствием чего вл етс повьш1енный брак из-за отслаивани в момент удалени излишков неотвердевшей смеси. При содержании новолака в смеси более 4,2% резольна смола перестает выступать в роли отверждающего.агента по отношению к новолаку, и смесь становитс непригодной дл использовани . Водно-воскова дисперси с содержанием воска по сухому остатку 40-44 мас.%, используема в качестве антифрикционной добавки, преп тствует слеживаемости и комкуемости гшаки рованной смеси при хранении и улучшает ее сыпучесть, Новолачную фенолоформальдегидную смолу, примен емую в предлагаемой смеси, получают следующим образом. В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, загружают в требуемом количестве фенол, формальдегид в виде 37%-ного водного раствора, карбоновую кислоту и сол ную кислоту в виде 7,25%-ного водного раствора. Реакционную смесь нагревают до кипени , выдерживают при температуре кипени 40-60 мин, ввод т требуемое количество сульФокислоты, затем охлаждают до и провод т вакуумсушку до температуры каплепадени 75-95 С. Предлагаемый способ обеспечивает получение новолачной смолы с молекул рной массой 300-500. Плакированную смесь получают следующим образом. Песок, .нагретый до , смешивают в смесителе с новолачной смолой в течение 30-60 с, затем добавл ют жидкую резольную смолу, перем пшвают 15 с. Затем ввод т водновосковую дисперсию и продолжают перемешивание, пока смесь не станет сыпучей. Общий цикл плакировани дл тс 3 мин. Составы плакированных смесей при ведены в табл.1. Технологические свойства плакиро ванных смесей 1-4 приведены в табл. Из дайных табл..2 следует, что использование в составе плакированной смеси новолачной смолы, модифидThe invention relates to a foundry industry and relates to mixtures based on phenol-formaldehyde resins intended for the manufacture of shell molds and cores in a heated tooling. A mixture containing a refractory filler, novolac phenol-formaldehyde resin, together with hexamine and technological additives, is known, and the bond is used as a solution in an organic solvent f1 1. When the metal is poured into molds from this mixture, you emit a large amount of nitrogen-containing volatile substances , resulting from thermo-oxidative destruction of hexamine, which leads to the formation of sieve porosity in castings. Also known is a mixture containing a refractory filler, phenol-formaldehyde novolac and resole resins, water-wax dispersion and hexylene C 21. Methenamine is also used as a hardener in this mixture, therefore the task of eliminating the harmful release of nitrogen-containing substances during the pouring of metal forms is not solved. It is not possible to exclude urotropine from the composition of this mixture, since this sharply deteriorates the strength characteristics of the mixture in a hot state. The closest to the invention in its technical essence and the achieved result is a mixture for the manufacture of casting shell molds and cores in a heated equipment Gz, containing a refractory filler, novolac and rezol phenol-formaldehyde resins and antifriction additive in the form of calcium stearate with the following ratio of components, wt.%: Novolac resin 0 , 9 Resolna resin 2.1. Calcium stearate 0.1-0.5 Refractory filler Others In the Czj mixture, the mass ratio between rezol and novolac resins is 70:30. When the metal is poured into molds made on the basis of this mixture, there is no emission of nitrogen-containing volatile substances. However, the strength characteristics of this mixture in hot condition are low due to the high content of resole resin. It is not possible to increase the content of novolac resin, since the curing of the novolak in this composition is due to the metnol groups of the resole resin, and as the amount of novolak is increased, an uncured resin per composition is obtained. The mixture is also characterized by a low cure rate, as a result of which is long. The low rate of curing of the shell molds and cores causes an increased scrap during their manufacture due to peeling at the moment of removing excess uncured mixture. The aim of the invention is to reduce the duration of curing and reduce the tendency of shell molds and cores to peel off, as well as increase their strength in a hot condition. To achieve this goal, the mixture is used to make foundry shell molds and cores in a heated snap-in, including refractory filler, novolachnaya and resol phenol-formaldehyde resins and antifriction additive, contains as a Novolac phenol-formaldehyde resin an oligomer with a molecular weight of 300-500, modified by The fatty acid carboxylic acid and aromatic sulfonic acid taken in a mass ratio of (320): 1 with the following ratio of ingredients, wt,%: Novolac phenol-formaldehyde resin in the form of an oligomer with a molecular weight of 300-500, modified with a mixture of carboxylic acid fatty and aromatic sulfonic acids, taken in a mass ratio of (3-20): 1 Phenol-formaldehyde resole resin Antifriction additive Fireproof floor; The rest As an antifriction additive, the mixture contains a water-wax dispersion with a wax content of 40-44 wt.% Of dry residue. Introduction to Novolac Resin Mixture c. The noted features allow, due to its high reactivity, to increase the content of the resin resin in the composition of the mixture and to implement such conditions for the correlation of the Novolac and Resole resins, under which, due to the combined action of the mechanisms of thermal and acid curing, a compacted mesh of spatial polymer is formed. Therefore, the proposed mixture has high strength properties in a hot state without the use of urotropin in the composition of the plated mixture. At the same time, gas-mixing of the mixture decreases and, accordingly, the surface quality of the castings is improved due to the elimination of scrap and sieve porosity. Ball samples made from these mixtures contain in the surface layer of nitrogen at the level of the prototype. The increased reactivity of the novolac resin provides rapid curing and uniform shell strength over the cross section, while the tendency of the shell mold to peel off when removing excess mixture is significantly reduced. The necessary properties of the mixture can be achieved only by modifying the novolac resin with a carboxylic acid of a fatty series and with an aromatic sulfonic acid in aggregate at their mentioned weight ratio. Adipic acid, salicylic acid, succinic acid, glutaric acid, anthronic phenylenthranyl sulfonyl acid, maleic acid, H-hydroxybenzoic acid and other acids, which are characterized by the addition of a polar functional group to the carboxylic group (-NKL - OH, -COOH). Benzosulfonic acid, p-toluenesulfonic acid and others can be used as an aromatic sulphonic acid. Wavelength resin with molecular weight less than 300 is celled during transportation and storage. which necessitates the introduction of an additional crushing stage before its use. A resin with a molecular weight greater than 500 has a high viscosity, which is why it is poorly distributed over the surface of sand grains, which requires increased consumption to provide the required 1x strength properties of the mixture. When the mass ratio of the fatty carbonic acid and aromatic sulphonic acid is more than 20: 1, the process of polycondensation of phenol with formic aldehyde leads to the formation of a resin with a molecular weight of more than 500. At a mass ratio of the carboxylic acid of the fatty series and aromatic sulphonic acid, less than 3 : 1 with polondensation of phenol with formaldehyde-. a resin with a molecular mass of less than 300 is formed with a guide, which has a low reactivity, as a result of which the strength characteristics of the mixture are low. When the content of the novolak in the mixture is less than 1.5%, the strength characteristics of the mixture and the rate of its curing are low, which results in a prolonged scrap due to flaking at the time of removal of excess uncured mixture. When the content of novolak in the mixture is more than 4.2%, the resole resin ceases to act as a curing agent in relation to the novolak, and the mixture becomes unsuitable for use. A water-wax dispersion with a dry residue content of 40-44 wt.%, Used as an antifriction additive, prevents caking and clodiness of the packaged mixture during storage and improves its flowability. Novolac phenol-formaldehyde resin used in the proposed mixture is obtained as follows in a way. In a three-necked flask equipped with a stirrer, phenol, formaldehyde in the form of a 37% aqueous solution, carboxylic acid, and hydrochloric acid in the form of a 7.25% aqueous solution are loaded in the required amount. The reaction mixture is heated to boiling, maintained at a boiling point of 40-60 minutes, the required amount of sulphonic acid is introduced, then cooled to and the vacuum dryer is carried out to a dropping temperature of 75-95 ° C. The proposed method provides a 300-500 molecular weight Novolac resin. The plated mixture is prepared as follows. The sand, heated to, is mixed in a mixer with a novolac resin for 30-60 seconds, then a liquid resol resin is added, alternated for 15 seconds. A water-drip dispersion is then introduced and stirring is continued until the mixture becomes free-flowing. Total cladding cycle for 3 min. The compositions of the clad mixtures are given in Table 1. The technological properties of the plated mixtures 1–4 are given in Table. From the Table 2 table it follows that the use of a Novolac resin, modified in the composition of the clad mixture
Таблица 1 26 рованной смесью карбоновой кислоты жирного р да и ароматической сульфокислоты в весовом отношении 3:1 20:I в комбинации с резальной смолой и при оптимальном соотношении компонентов позвол ет получить более благопри тный комплекс свойств плакированной смеси по сравнению с прототипом: прочность в гор чем состо нии увеличиваетс в 1,3-2,2 раза, усилие отслаивани увеличиваетс в 2,8-7,3 раза, продолжительность тёхнологического цикла отверждени оболочки сокращаетс в 1,4-1,5 раза, качество поверхности отливок не ухудшаетс . Ожидаемый экономический эффект составл ет 5,3 руб. на 1 т годного лить .Table 1 26 of a mixture of fatty carboxylic acid and aromatic sulfonic acid in a weight ratio of 3: 1 20: I in combination with a cutting resin and with an optimum ratio of components allows to obtain a more favorable complex of properties of the clad mixture as compared to the prototype: strength in mountains as the state increases 1.3-2.2 times, the peeling force increases 2.8-7.3 times, the duration of the curing cycle of the curing is reduced 1.4-1.5 times, the quality of the surface of the castings does not deteriorate. The expected economic effect is 5.3 rubles. for 1 ton of good to pour.
Кварцевый песок Об 2К016АQuartz sand On 2K016A
Новолачна фенолоформальдегидна смола (модифицирована смесью кислот) с молекул рной массойNovolac phenol-formaldehyde resin (modified with a mixture of acids) with molecular weight
300 400 500300 400 500
Резольна фенолоформальдегидна смолаPhenol formaldehyde resin
марки СФЖ-3032 1,55SFZH-3032 1.55 brands
Немодифициров анн а Новолачна фенолоформальдегидна смола Водно-воскова дисперси 0 ,50ANN NEMODIFICIERS Novolachna phenol-formaldehyde resin Water-wax dispersion 0, 50
Стеарат кальци Calcium Stearate
96,60 9-6,5096.60 9-6.50
1,501.50
1,80 2,101.80 2.10
0,210.21
0,900.90
0,900.90
0,100.10
0,500.50
Прочность при раст жении в гор чем состо нии , мПа2,9 Strength at hot stretching, mPa2.9
Усилие отслаивани (усилие отрыва неотвердевшей оболочки) , мПа 0,22 Peel force (pull-off force of uncured shell), MPa 0.22
Толщина сформировавшейс Thickness formed
за 15с оболочки, мм 7,3 for 15c shell, 7.3 mm
0,02 0,-03 0,03 0,020.02 0, -03 0.03 0.02
Таблица 2table 2
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU833566051A SU1090482A1 (en) | 1983-03-24 | 1983-03-24 | Moulding sand for producing shell moulds and cores in heated tooling |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU833566051A SU1090482A1 (en) | 1983-03-24 | 1983-03-24 | Moulding sand for producing shell moulds and cores in heated tooling |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1090482A1 true SU1090482A1 (en) | 1984-05-07 |
Family
ID=21054342
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU833566051A SU1090482A1 (en) | 1983-03-24 | 1983-03-24 | Moulding sand for producing shell moulds and cores in heated tooling |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1090482A1 (en) |
-
1983
- 1983-03-24 SU SU833566051A patent/SU1090482A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Г. Авторское свидетельство СССР № 660771, кл. В 22 С 1/22, 1977. 2.Авторское свидетельство СССР по за вке № 3215459/22-02, кл. В 22 С 1/22, 1981. 3.Патент JP № 53-75294, кп. В 22 С 1/22, В 22 С 1/16, опублик. 1978. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3632785A (en) | Method of forming shell molds | |
US4495316A (en) | Acid-curable fluoride-containing no-bake foundry resins | |
EP0224119B1 (en) | Cold-setting compositions for foundry sand cores and molds | |
US5849229A (en) | Method for molding composite, structural plastics, and objects molded thereby | |
JPH02500753A (en) | Modifier for aqueous base solution of phenolic resol resin | |
US3247556A (en) | Sand mold process using resinous binder from alkaline condensation of urea, formaldehyde, and furfuryl alcohol | |
US4097443A (en) | Method for manufacturing foundry molds | |
SU1090482A1 (en) | Moulding sand for producing shell moulds and cores in heated tooling | |
US4459376A (en) | Resin-coated sand for shell-molds and method for producing same | |
US4452926A (en) | Resin-coated sand composition and method for producing same | |
US4460717A (en) | Resin coated sand composition and method of producing same | |
JP7341609B2 (en) | Molding composition for suppressing phenol odor | |
JPS6240949A (en) | Resin composition for coated sand | |
JPS58224038A (en) | Composition of coated sand and its production | |
RU1799658C (en) | Clad mixture for manufacture of casting molds and cores | |
SU1616754A1 (en) | Sand for making cores and moulds ,particularly, shell moulds in heated tooling | |
SU831334A1 (en) | Mixture for producing shell casting moulds and cores witn use of permanent technological equipment | |
JPH0146219B2 (en) | ||
JPS5973143A (en) | Resin-coated sand grain for shell mold | |
SU984624A1 (en) | Mixture for producing shell casting moulds and cores in heated equipment | |
JPS6031339B2 (en) | Resin composition suitable for shell mold | |
KR860000316B1 (en) | Compositions of refractory mould | |
SU925968A1 (en) | Process for producing foamed plastic | |
JPH0337817B2 (en) | ||
SU967665A1 (en) | Composition for producing shell casting moulds and cores with use of heated tooling |