SU590888A1 - Смесь дл изготовлени литейных стержней - Google Patents

Description

ней сложной конфигурации, так как из-за снижени  текучести смеси по мере ее переработки понижаетс  плотность надува стержней, что увеличивает брак по пористости и осыпаемости.

Известно так же, что стержневые смеси могут содержать р д технологических добавок , таких как окись железа, двуокись марганца, порошкообразный уголь, графит и другие вещества. Добавки в стержневых смес х имеют различное назначение: уменьшают прилипаемость смеси к гор чей оснастке , увеличивают живучесть и теплопроводиость смесей, замедл ют реакцию взаимодействи  между стержнем и металлом 2. Количество и вид вводимой добавки определ ютс  конкретными требовани ми, предъ вл емыми к стержн м и отливкам. Так стержневые смеси дл  алюминиевого лить , как правило, не содержат никаких добавок, в стержневые смеси дл  чугуна чаш,е всего введены окись железа, графит, стеарат кальци , жидкое мыло.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  смесь, включающа  огнеупорный .наполнитель, карбамиднофурановую смолу и катализатор отверждени .

В качестве последнего могут быть использованы: кислоты (муравьина , фосфорна  или сол на ), соли (FeCIs, ZnClg, А12(5О4)з, NH4C1, (NH4)2SO4, А1С1з в виде 20%-ного раствора 3.

Эта смесь имеет небольшой срок живучести .

С целью повышени  текучести, живучести , прочности, а также увеличени  скорости отверждени  смеси последн   нар ду с огнеупорным наполнителем, карбамиднофурановой или карбамиднофенолофурановой смолой в качестве катализатора отверждени  содержит хлорную медь при следующем соотношении ингредиентов, вес. ч:

Огнеупорный наполнитель 100

Хлорна  медь (в пересчете

на CuCl2-2H20)0,03-0,25

Карбамиднофуранова  или карбамиднофенолофуранова  смола1,5-3,0

С целью обеспечени  равномерного распределени  катализатора в смеси хлорна  медь содержитс  в виде водного или спиртового раствора 15-40%-ной концентрации .

В качестве карбамиднофурановой смолы в смеси по изобретению могут быть применены смолы марок КФ-90, КФ-35, КФ-40, и другие, в качестве карбамиднофенолофурановой смолы - смолы, модифицированные фенолоспиртами типа фуритолов, например фуритол-107 и др.

Оптимальное количество смолы находитс  в пределах 1,8-2,75 вес. ч. на 100 вес. ч. песка. Введение смолы менее 1,5 вес. ч.

приводит к ухудшению качества стержней: по вл етс  хрупкость и осыпаемость из-за неполного смачивани  песчинок смолой. Увеличение смолы выще 3 вес. ч. нецелесообразно по экономическим соображени м, а также по требованию технологии: смеси тер ют сыпучесть, увеличиваетс  газовыделение из стержн  при контакте с металлом, может ухздшитьс  газопроницаемость. 10 Использование растворов водного или сниртового хлорной меди с концеитрацией менее 15% нецелесообразно, так как это требует увеличени  количества раствора, что приводит к увеличению содержани  5 растворител  в стержневой смеси, а это, в свою очередь, к снижению скорости отверждени  смеси.

Увеличение концентрации раствора более 40%  вл етс  преп тствием дл  равно0 мерного распределени  катализатора в смеси.

Оптимальные концентрации раствора 20-30%. Условное название катализатора такой концентрации СМ 25/30. Дл  удобства расчета количество катализатора обычно беретс  в зависимости от количества смолы. Дл  20-30%-ных растворов хлорной меди оптимальное их количество 20- 30% от смолы.

0 Например, если количество смолы 2,2 вес. ч., то 20% катализатора от смолы составл ет 0,44 вес. ч., тогда содержание сухой соли при концентрации раствора25% 0,11 вес. ч., при содержании смолы 5 2,75 вес. ч. 20% катализатора от смолы составл ет 0,55 вес. ч., а содержание сухой соли дл  25%-ного раствора 0,125 вес. ч. Оптимальное количество сухой соли составл ет 0,07-0,20 вес. ч. па 100 вес. ч. песка. 0 Нри снижении количества соли до 0,03 вес. ч. прочность снижаетс  (пример 5) в результате снижени  скорости реакции отверждени . Дальнейшее уменьшение количества катализатора (0,03) приводит к 5 тому, что достигаемые при этом скорости отверждени  не удовлетвор ют требовани м технологии при изготовлении стержней по гор чим  щикам. Увеличение катализатора более 0,25 вес. ч. на 100 вес. ч. песка 0 нецелесообразно по экономическим соображени м: уже в интервале 0,20-0,25 вес. ч. гор чие прочности, т. е. скорость отверждени  и холодные прочности, остаютс  почти без изменени , следовательно, увеличение 5 количества катализатора приводит только к удорожанию смеси без существенных изменений скорости отверждени .

Хлорна  медь, не уступа  по каталитической активности сильным кислотам при по0 вышенной температуре, имеет преимущество перед ними и перед другими известными сол ми (в том числе, хлоридами металлов), заключающеес  в том, что живучесть стержневых смесей с нею в несколько раз выше. Это объ сн етс  тем, что хлорна  мепь  вл етс  не просто отвердителем, как известные кислоты и соли, а катализатором от епжлеми  латентного титта; скооость отвепжлени  смесей ппи те непатупе до 30°С оирнь м ла, т к как оН р ствопов соли 1.6-2,6 (в зависимости от конттентрации), по меое поста темпео тупы каталитическа  активность увеличиваетс  и достигает своей оптимальной величины при температурах / 00-25П°С. Высокие скопости отверждени  смесей ппи повышенной температуре обеспечиваютс  тем, что каталитическа  активность хлопиой мели определ етс  суммой кислот, выдел ющихс  в результате протекани  окислительио-восстановительных реакций. При этом одна из кислот, му ... - NH - СН, - N - СО - ... NH - СНз - ... NH - СНг - N - СО ...NH -CH2 -N -CO -NH

В степжневую смесь ио изобретению дополнительно могут быть введены технологические добавки, такие как гоафит, стеарат кальци , жидкое мыло. Введение этих добавок целесообразно при использовании стержневой смеси дл  получени  отливок из чугуна.

Смесь приготавливают следующим образом .

В бегуны загружают кварцевый песок и слхие добавки (окись железа, графит серебристый , стеарат кальци ) при соотношении комнонентов, приведенных в табл. 1, переменгивают 30 с. Затем ввод т катализатор - раствор хлорной меди и перемешивают 2 мин, после чего ввод т карбамидноЛурановую смолу и перемешивают 2 мин, а затем - жидкое мыло и перемешивают еще 2 мин. Весь цикл перемещивани  занимает б.Г мин.

В случ отсутстви  в составе смеси ука .занных .-обавок Спример 4) песок с к тализатпром перемешивают в течение 2 мин.

Дл  онределени  разрушающего напр жени  на сжатие цилиндрических образцов, изгото лецных на предлагаемой смеси, бепут н веску стержневой смеси, которую помещают в металлическую ГИЛЬЗУ и УПЛОТНЯЮТ г помонтью копра трем  ударами по к жтом осьованию груза врсом fi.67± .fll кг, падающего с высоты 50±0,25 мм. Образны отверждают (50 мм и высотой 50±0,2 мм) в сущильиом щкафу при температуре 220гЬ2°С в 6-8 мин, а затем испытывают в гор чем состо нии (че15 NH - сн, Г6н1 СН сН сНгОН -NH .NH

рез 1 и 5 мин после извлечени  образцов из шкасЬа) и в холодном состо нии (через 50-60 мин после извлечени  образцов из

шкафа).

Сущность изобретени  иллюстрируетс  составами и физико-механическими и технологическими свойствами смесей, которые приведены в табл. 1 и 2.

Живучесть смеси характеризуетс  величиной разрущающего напр жени  при сжатии образцов, изготовленных по описаццой технологии из смеси через 4 ч хранени  при температуре 20-25°С в закрытом контейнере .

Текучесть смеси определ лась по методике Г. Фищера с применением приспособлени  типа PFB. Газопроницаемость смеси 130-180 единиц.

Как следует из табл. 2, стержнева  смесь 1, отверждаема  хлорной медью в течение 4 мин нри 220°С., через 30 с после извлечени  из сущильного щкафа имеет разрущающее напр жение на изгиб 13,5 кгс/см и

высокую начальную прочность, которую приобретают образцы, отвержденные в течение 4 мин через 6 мин охлаждени , - 30,5 КГС/СМ2.

Это дает возможность сократить выдержку отверждени  на 20-30%, а окисление свободного формальдегида позвол ет снизить загазованность стержневого участка. Учитыва , что за счет наличи  в смеси хлорной меди обеспечиваетс  длительна 

сохранность ее свойств (не менее 6 ч), в состав смеси могут вводитьс  частично или равьина , выдел етс  вплоть до завершени  процесса отверждени  i Си - HCI - НСООН СиСЬ + СНоО 2Си + Ог CuO + cHjO H cooH + Cu Источником образовани  муравьиной кислоты  вл етс  как свободный формальдегид , содержащийс  обычно в смолах в количестве 2,4-4,0%, так и выдел ющийс  в результате химических реакций, протекающих при отверждении смол -NH-... CHj -N -СОг О IН| НСГ, HCOOH зГш CHj -N -СО -NH -... CHs-N -СО-NH -... + CHsO + HsO СНз -N -CO-NH -...

Таблица 1

Примечание. В примерах 5-7 стержневые смеси вой смолы, модифицированной фенолоспиртами.

ПОЛНОСТЬЮ отсутствовать такие добавки как стеарат кальци , жидкое мыло (см.табл. 1).

Claims (3)

1. Смесь дл  изготовлени  литейных стержней в нагретой оснастке, включающа  огнеунориый наполнитель, карбамидно-фурановую или карбамидно-фенолофурановую смолу и катализатор отверждени , отличающа с  тем, что, с целью иовыщеии  текучести, живучести, прочности, а также увеличени  скорости отверждени  смеси, она содерл ит в качестве катализатора отверждени  хлорную медь при следующем соотнощении ингредиентов, вес. ч.: Огнеупорный наполпитель 100 Хлорна  медь (в пересчете на CuCl2-2H2O)0,03-0,25

Карбамиднофуранова  или карбамиднофенолофуранова  смола1,5-3,0

2. Смесь но и. 1, отл и ч а ющ а   с  тем, что, с целью обеспечени  равномерного распределени  катализатора в смеси, она содержит хлорную медь в виде водного или спиртового раствора 15-40%-ной концентрации . изготавливались на основе карбамидно-фураноТаблица 2

910

Источники информации,2. Прос ник Г. В. Изготовление стержней

прин тые во внимание нри экспертизев нагреваемой оснастке. «Машинострое1 . Изготовление форм и стержней, отвер-ние, 1970, с. 9-10.

ждающихс  при контакте с модельной ос-

3. Патент Англии N° 1077376, кл. С ЗА, В

насткой, МДНТП, 1971, с. 52-54, 103-105.5 3F (В 22С), 1967.

590888