SU778895A1

SU778895A1 - Sand for producing casting moulds and cores hardernable in heated equipment

Info

Publication number: SU778895A1
Application number: SU782634261A
Authority: SU
Inventors: Юрий Петрович Васин; Александр Емельянович Спасский; Виктор Андреевич Кичанов; Олег Николаевич Зайков; Владимир Петрович Жолнеров
Original assignee: Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола
Priority date: 1978-06-26
Filing date: 1978-06-26
Publication date: 1980-11-15

Description

Изобретение относитс к литейному производству, в частности к edcTaBaN смесей дл изготовлени стержней и форм по нагреваемой оснастке. Известна смесь дл изготовлени литейных стержней и форм, отверждаемых в нагреваемой оснастке, содержаща огнеупорный наполнитель, фенолоспирт , карбамидную смолу УКС и комплексный отвердитель на основе сульфитно-спиртовой барды(ССБ) и ортофос форной кислоты Г| . Содержание ССБ в составе отверди,тел дл смеси находитс в пределах 65-85% или г. пересчете на смесь не более 0,68 вес.%, т.е. ССБ используетс в умерейных количествах.Кроме того, ввиду наличи в составе этой смеси карбамидной смолы, она содержит повышенное количество азота и по этому склонна к образованию газовых дефектов в отливках из черных сг1лаИзвестна смесь дл изготовлени стержней и форм в нагреваемой оснаст ке, содержаща огнеупорный наполнитель , 20%-ый раствор мочевины в фено лоспирте, ССБ и комплексный катализа тор АИ, включающий воду, мочевину и хлориды аммони и алюмини 2J . Данна смесь эффективно отверждаетс в гор чей оснастке при использовании только отмытых классифицированных песков, а при иепго ЛйзЭванйй ббычных песков действие катализатора полностью или частично нейтрализуетс . В известной смеси вли ние катализатора .на св зующие или реакционные свойства ССБ не указываетс . Из химических соединений, вход щих в катализатор AM, положительное вли ние на ССБ оказывает мочевина, а соли хлористых соединений при контактном отверждении оказывают 6т1эица1ёйьйх: ё действие на прочностные свойства смесей с ССБ . Кроме того, недостатком катализатора AM вл етс большое количество компонентов , следователь;ГдТ слбжнбсть его приготовлени , необходимость контрол свойств при хранении, токсичность при тепловой обработке(хлор токсичен) Наибо ее близкой к предлагаемой вл ё тей еШйЬ дШГТизТ6 гс влёни ййтейных стержней и форм, отверадаелолх в нагреваемой оснастке, содержаща огнеупорный наполнитель и св зующее, включающее водорастворимый лигносуль1 )Онат(ССВ) и 20%-ный раствор мочеви- ы в фенолоспирте 3 . Данна смесь характеризуетс относительно малой скоростью отёер сде ни в гор чей оснастке и невысоким уровнем проч остных свойств в .отвер жденном состо нии, что особенно сил но про вл етс при использовании в качестве огнеупор ногр наполнител н обогащенных кварцевых песков, Цель изобретени - сокращейие продолжительности отверждени стерж ней и форм в нагреваемой оснастке и пой1ашеНИё их прочности. Цель достигаетс тем, что смесь дл изготовлени литейных стержней и форм, отверждаемых в нагреваемой оснастке, включающа огнеупорный .-наполнитель, водорастворимый лигно . сульфонат и20%-ный рЖсТвбр м6че)зйнй в ФенолосПирте,дополнительно содержит .азотнокислый натрий или СёрНо-. кислый калий при следующем соотношении ингредиентов, вес,. %: Водорастворимый лигносульфонат 2,70-5,25 20%-ый раствор мочеви- . . . ны .в фенолоспирте 0,90-2,45 Азотнокислый натрий или сернокислый ка0 ,135-0,70 лий Огнеупорный наполни- - тель Остальное В предложенной смеси в качестве катализаторов отверждени выбраны азотнокислый натрий-или сернокислый калий, положительное вли ние которы на повышение скорости сушки смесей с ССБ известно 43. Выбор азотнокислого натри или сернокислого кали из большого р да известных дл лигносульфонатов ката лизаторов обусловлен тем, что именно эти соли обеспечивают одновремен ное повышение прочности и скорости отверждени св зующей композиции,со сто щей из. (;:СБ и фенолоспирта. При содержании азотнокислого нат ри или сернокислого кали в состав смеси ниже нижнего предела не дости таетс требуемого сокращени продол жительности отверждени стержней и форм в нагреваемой оснастке, а при содержании их выше верхнего предела не- наблюдаетс дальнейшего улучш ни скорости гор чего отверждени и прочности стержней и Форм. Систему из водбрастворймого лигносут|ьфоната (ССВ) ,20%-го раствора мочеёйны в фенолоспирте и азотнокис лого натри или сернокислого кали можно рассматривать как комплексное св зующее гор чего отверждени . Предпочтйтельное содержание Дан; ного комплексного об зующего в соета .ве Смеси находитс в пределах 4,5 7,0 вес.%(остальное - огнеупорный наполнитель) . - - --- ; пересчете на 100 вес,% комплек сного св зующего предпс1тительное ,, т.г,--,...-. .Tfr ---- J----ft - - - -:- -9 r-f . The invention relates to foundry, in particular to edcTaBaN mixtures for the manufacture of cores and molds on a heated snap. The known mixture for the manufacture of casting cores and molds that are curable in a heated snap-in, contains a refractory filler, phenol-alcohol, UKS urea resin, and a complex hardener based on sulfite-alcohol stillage (PRS) and phosphoric acid G | . The content of the PRS in the composition of the bore, the bodies for the mixture is in the range of 65-85% or g. PRS is used in abundant amounts. In addition, due to the presence of urea resin in the mixture, it contains an increased amount of nitrogen and is therefore prone to gas defects in ferrous castings. A known mixture for the manufacture of rods and molds in heated equipment, containing refractory filler. , 20% urea solution in the pheno-cospirator, PRS and complex AI catalyst, including water, urea and ammonium chlorides and aluminum 2J. This mixture is effectively cured in hot tooling using only washed, classified sands, and in case of cold sands, the catalyst action is completely or partially neutralized. In a known mixture, the effect of the catalyst on the binding or reaction properties of the PRS is not indicated. Of the chemical compounds included in the AM catalyst, urea has a positive effect on the PRS, and the salts of the chloride compounds, upon contact curing, have 6–1 times a year: their effect on the strength properties of the mixtures with the PRS. In addition, the lack of AM catalyst is a large number of components, the investigator; GDT is necessary for its preparation, the need to control the properties during storage, toxicity during heat treatment (chlorine is toxic) Most of its close to the proposed model, otferaeololch in heated equipment, containing a refractory filler and a binder, including water-soluble lignosul1) Onat (CER) and a 20% solution of urea in phenol-alcohol 3. This mixture is characterized by a relatively low speed in hot equipment and a low level of other properties in the hardened state, which is especially strong when used as a refractory nogr filler enriched in quartz sand. The purpose of the invention is to reduce the duration curing rods and molds in a heated snap-in and measuring their strength. The goal is achieved by the fact that the mixture for the manufacture of casting cores and molds that are curable in a heated snap-in, including a refractory.-Filler, is a water-soluble ligno. sulphonate and 20% rZhSTTvbr m6che) zny in FenolosPirt, additionally contains. sodium nitrate or SourNo-. potassium acid in the following ratio of ingredients, weight ,. %: Water-soluble lignosulfonate 2.70-5.25 20% solution of urea-. . . in phenol-alcohol 0.90-2.45 Sodium nitrate or sulfuric acid, 135-0.70 Li Refractory filler Else In the proposed mixture, sodium nitrate — or potassium sulfate — was chosen as the curing catalysts; 43. The choice of sodium nitrate or potassium sulfate from a large series of catalysts known for lignosulfonates is due to the fact that these salts provide a simultaneous increase in the strength and speed of curing of the binder. position, with one hundred and consisting of. (;: SB and phenol alcohol. When the content of sodium nitrate or potassium sulfate in the mixture is below the lower limit, the required shortening of the curing time of the rods and molds in the heated equipment is not achieved, and if they are higher than the upper limit, the speed does not improve. hardening and strength of the rods and Form. A system of water soluble lignosulfate (CER), a 20% solution of the urine in phenol alcohol and sodium nitrate or potassium sulphate can be considered as a complex hot curing. The preferred content of this complex mixture in the mixture is 4.5–7.0 wt.% (the rest is refractory filler). - - ---; recalculated into 100 wt.% The most important binder is the prefix, tg, -, ...- .Tfr ---- J ---- ft - - - -: - -9 rf.

778895 содержание в нем ингредиентов находитс в следующих пределах, вес.%: Водораствори.мый лигносульфонат (сСБ) 60-75 20%-ый раствор мочевины в фенолоспирте . 20-35 Азотнокислый натрий или сернокисль:й калий 3-10 П р и м е р. В лабораторные смешивающие бегуны ввод т огнеупорный наполнитель, далее одновременно ввод т сульфитно-спиртовую барду, 20%-ый раствор мочевины в фенолоспирте и катализатор в порошкообразном состо - НИИ (азотнокислый на.трий или сернистый калий, которые выпускаютс -промышленностью в порошкообразном состо нии ) ,а затем смесь перемешивают 2 мин до состо ни готовности. Образцы - восьмерки из смесей отверждают на лабораторной установке модели 4735А при . Составь комплексного св зующего приведены в табл. 1 . В табл. 2 приведены результаты испытаний смесей, содержащих 95 вес.% отмытого кварцевого песка(Люберецкого ) и 5 вес.% комплексного св зующего. Из табл. 2 видно, что предложенHbie смеси обеспечивают получение высоких прочностных показателей за врем гор чего отверждени 90-120 с. В табл. 3 приведены составы предлагаемых (5-12) и известной(13)смесей. Свойства предложенных и известной смесей приведены в табл. 4. Из данных табл. 4 следует, что предложенные смеси обеспечивают сок- , ращение продолжительности гор чего отверждени и. повышение .общей прочности стёржней и форм. В табл. 5 приведены результаты испытаний, отлича ощихс тем, что вместо отмытого кварцевого песка в них используютс необогащенные кварцевые пески Нижнеувельского(2К01бБ, содержание глцны 1,2%) и Кичигинского (2К0.315 Б, содержаниеглины 1,8%) месторождений, вз тые,в весовом соотношении 1:1. .Из данных табл. 4 и 5 видно, что замена обогащенного кварцевого песка необогащёнными(с повышенным глиносодержанием ) приводит к снижению прочностных показателей смесей, однако и. в этом случае общий уровень прочностных: показателей, обеспечиваемый предложенными смес ми,остаетс достаточно высоким и удовлетвор ет требовани м , предъ вл емым к стержн м .при их изготовлении по гор чей оснастке. Из приведенных примеров видно,что предлагаема смесь позвол ет увеличить на 35-50% прочность стержней,а. также пбйысить производительность стержневых машин за счет сокращени продолжительности отверждени стержней на 15-20%.778895 the content of ingredients in it is in the following limits, wt.%: Water soluble my lignosulfonate (SSB) 60-75 20% urea solution in phenol-alcohol. 20-35 Sodium nitrate or sulfuric acid: d potassium 3-10 PRI me R. Refractory filler is introduced into laboratory mixing runners, then sulphite-alcohol bard, a 20% solution of urea in phenol-alcohol and a catalyst in a powder state — a scientific research institute (nitrate sodium. Or potassium sulphide), which are produced by industry in a powder state ), and then the mixture is stirred for 2 minutes until ready. Samples - eight of the mixtures are cured in a laboratory setup model 4735A with. Make a complex binder are given in table. one . In tab. 2 shows the results of testing mixtures containing 95 wt.% Washed quartz sand (Lyubertsy) and 5 wt.% Complex binder. From tab. 2 that the proposed Hbie mixtures provide high strength properties during hot curing of 90-120 s. In tab. 3 shows the compositions proposed (5-12) and known (13) mixtures. Properties proposed and known mixtures are given in table. 4. From the data table. 4 it follows that the proposed mixtures provide a reduction in the duration of the hot cure and. increasing the general strength of sticks and forms. In tab. 5 shows the test results, differing in the fact that instead of washed quartz sand they use non-enriched quartz sand of the Nizhneuvelskoye (2K01bB, gltsny content 1.2%) and Kichiginsky (2K0.315B, clay content 1.8%) deposits, in a weight ratio of 1: 1. .From data table. 4 and 5, it can be seen that the replacement of enriched silica sand with non-enriched (with increased clay content) leads to a decrease in the strength properties of the mixtures, however, and. In this case, the overall level of strength: the indicators provided by the proposed mixtures remains quite high and satisfies the requirements placed on the rods when they are made using a hot snap. From the above examples, it can be seen that the proposed mixture can increase the strength of the rods by 35-50%, as well. Also, improve the performance of core machines by reducing the duration of curing rods by 15-20%.

Т a б л и ц и ls- a2Lba isaBKiK Si,e)U.T a b l and c and ls- a2Lba isaBKiK Si, e) U.

Сульфитно-спиртова бардаSulfite-alcohol bard

20%-ный растпор мочевины в фенолоспирте20% raspor urea in phenolospin

Натрий азотнокислый или калий сернокислый ,6 95,0. 94,0 93,0 96,0 2,6 3,25 3,9 4,55 2,6 3,25 3,9 20%-ый раствор мочевины в фе- нолоспирте 1,2 1,5 1,8 2,1 1,2 Калий сернокислый о,20,25 0,3 0,35 Натрий азотнокислыйSodium nitrate or potassium sulphate, 6 95.0. 94,0 93,0 96,0 2,6 3,25 3,9 4,55 2,6 3,25 3,9 20% solution of urea in phenolospirint 1,2 1,5 1,8 2 , 1 1.2 Potassium sulfate o, 20.25 0.3 0.35 Sodium nitrate

65,065.0

63,663.6

61,661.6

30,030.0

28,428.4

29,429.4

5,05.0

7,07.0

10,010.0

ТаблицаTable

Таблица -3Table -3

- , 0,2 0,25 0,3 0,35 95,0 94,0 93,0 96,0 4,55 2,0 1,5 1,8 2,1 2,0 . . - - - Предложенна -, 0,2 0,25 0,3 0,35 95,0 94,0 93,0 96,0 4,55 2,0 1,5 1,8 2,1 2,0. . - - - Suggested

формула изобретени invention formula

Смесь дл изготовлени литейных стержней и фбШ, 6т%ёрждаёШхв на1греваемой оснастке, включающа огнеупорный наполнитель, водорастворимый лигносульфонат и 20%-ый раствор моче вины в фенолоспирте, о т л и ч а юkit а с тем, что, с целью сокращеТаблица4The mixture for the manufacture of cores and fbSh, 6t% of impregnated material, including a refractory filler, water-soluble lignosulfonate and a 20% solution of urine in phenol-spirits, so that, in order to reduce Table4

ни продолжительности отверзкде ни стержней и форм в нагреваемой оснастке и повьашени их прочности, онаneither the length of the hole nor the rods and forms in the heated snap and improve their strength, it

60 дополнительно содержит Азотнокислый нйтрйй или сернокислый калий при следующем соотношении ингредиентов, вес.%:60 additionally contains nitrite nitriy or potassium sulfate in the following ratio of ingredients, wt.%:

Водорастворимый лигно55 сульфонат2,70-5,25Water soluble ligno55 sulfonate 2.70-5.25

20%-ый раствор мочевины в фенолоспирте 0,90-2,45 Азотнокислый натрий или сернокислый калий 0,135-0,70 Огнеупорный наполнительОстальное20% urea solution in phenol alcohol 0.90-2.45 Sodium nitrate or potassium sulphate 0.135-0.70 Refractory filler Others

гg

Источники информации, ин тые во внимание при экспертизеSources of information that are considered in the examination

1. Авторское свидетельство СССР 382656, кл. С 08 G 37/18, 1971.1. USSR author's certificate 382656, cl. C 08 G 37/18, 1971.

2.РТМ 23.4.129-75 Комплексный катализатор AM. Волгоград, НИИТМ, 1975. 2. RTM 23.4.129-75 AM complex catalyst. Volgograd, NIITM, 1975.

3.РТМ 37.002.0073-72 Технологический процесс изготовлени стержней с3. RTM 37.002.0073-72 Technological process of manufacturing rods with

- отверждением в нагреваемой оснастке. - М., НИИАВтопром, 1974.- curing in the heated equipment. - M., NIIAWprom, 1974.

4.Сборник научных трудов Чел бинского политехнического института.Чел бинск . Изд. ЧПИ, 1975, вып.155,4. Collector of scientific works of the Chel Binsk Polytechnic Institute. Chel Binsk. Ed. CPI, 1975, issue 175,

с. 154-159.with. 154-159.

00

Claims

Claim

A mixture for the manufacture of foundry cores and fbrm ;: 'o ^ yo ^ ys' in a heated snap-in, including a refractory filler, a water-soluble lignosulfonate and a 20% solution of urine in phenol-alcohol, and I am noting that, in order to reduce the duration of curing of the rods and molds in the heated snap-in and increase their strength, it 60 additionally contains net nitrate or potassium sulfate in the following ratio of ingredients, wt.%:

Water-soluble ligno55 sulfonate 2.70-5.25

20% urea solution in phenol alcohol 0.90-2.45 Sodium nitrate or potassium sulfate 0.135-0.70 Refractory filler Else '*