SU910308A1

SU910308A1 - Sand for producing casting moulds and cores hardenable by heat drying

Info

Publication number: SU910308A1
Application number: SU802975268A
Authority: SU
Inventors: Евгений Николаевич Евстифеев; Петр Иванович Ткаченко; Константин Саркисович Поповян; Юрий Лейбович Перевозкин
Original assignee: Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт технологии машиностроения
Priority date: 1980-06-16
Filing date: 1980-06-16
Publication date: 1982-03-07

Description

(54) СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ СТЕРЖНЕЙ И ФОРМ, ОТВЕРЖДАЕМЫХ ТЕПЛОВОЙ СУШКОЙ(54) MIXTURES FOR THE MANUFACTURE OF CASTING RODS AND FORMS REINFORCED BY HEAT DRYING

- , . Изобретение относитс к литейному производству, в частности, к составам смесей дл изготовлени литейных стержней и форм, отверждаемых тепловой обработкой, и может быть использо вано при производстве отливок из серого и ковкого чугуна. Известна смесь изготовлени ли тейных стержней и (Ьорм, отверждаемых тепловой обработкой, содержаща нар ду с огнеупорным наполнит елен св зующее на основе лигносульфонатов и акти ватор св зующего, в качестве которого используетс мочевина, либо поваренна соль, либо щелочь 13. Лучшие результаты в этом случае обеспечиваютс при активации лигносульфонатного св зующего мочевиной, однако достигаема при этом степень упроч нени стержней относительно невелика и вы вл етс при тепловой обработке не менее мин, что снижает производительность стержневых участков. Известна также активаци лигносульфонатного св зующего аминоспиртами , например тризтаноламинон 2. В этом случае достигаютс весьма высокие прочности стержней и. форм в течение сокращенной по длительности тепловой сушки (f-5 мин), однако, повышенный расход св зующего (7 вес.Й) приводит к необходи дости повышенных усилий дл ее уплотнени в оснастке и. возрастанию газотворной способности. Кроме того, эта смесь склонна к пережогу в процессе тепловой сушки, т.е. легко разупрочн етс при выходе за узкие рамки обусловленного теплового режима. Согласно другому техническому решению лигносульфонатное св зующее активируют жидким полиэтиленимином 3. Однако при этом требуетс предварительна обработка св зующего щелочью, что усложн ет технологический процесс и ухудшает санитарно-гигиенические слови труда. 39103 Кроме того, дл достижени оысоких прочностей требуетс теплова сушка в течение весьма длительного време ни (до 1 ч), что отрицательно сказываетс на проиэгводительности стержневых участков. Наиболее близка к предлагаемой смесь дл изготовлени литейных стерж ней и форм, отаерждаемых тепловой сушкой, содержаща ингредиенты при следующем соотношении, весД: , Св зующее на основе лигносульфонатов 5 Сульфат аммони 0,5 Огнеупорный наполни- . тельОстальное t . В качестве активатора лигносульфсматов в этой смеси используетс сульфат аммони . Существенно при этом, что сульфат аммони непосредственно вводить а лигносульфонатное св зующее нельз , поскольку в его присутствии в св зующем образуйтс структурные сетки, охватывающие весь объем зол . Дисперсионна среда (вода) захватываетс сеткой, т.е. полностью иммобилизуетс , вследствие чего лигносульфонатное св зующее тер ет текучесть и перехо т в твердообразиое состо ние. Образовавшийс гель не может быть использован в качестве св зующего, Сульфат аммони можно вводить толь ко в наполнитель г но при этом он недостаточно равномерно распредел етс в смеси. В местах повьшенного скоплени сульфата аммони наблюдаетс значительное поглощение влаги, что приводит к комк вайию смеси. Это, в свою очередь, вызывает расхождение в покаа и х прочности образцов, приготовленных из одного замеса. С течением времени за счет сульфата аммони происходит понижение сольватации частиц дисперсной Фазы св зующего , что приводит к его застудневав нию. Смесь тер ет живучесть. Иммобилизаци воды делает смесь сухой. Это уменьшает прочность стержней и форм, придает им повышенную осыпаемость. Цель изобретени - снижение склонности к пережогу стержней и форм в процессе тепловой сушки, а также снижение их осыпаемости и гигроскопичности . Дл достижени поставленной цели смесь дл изготовлени литейных стерж ней и форм, отверждаемых тепловой сушкой, включаю1ча огнеупорный наполнитель , св зую1цее на основе лигносульфонатов и активатор теплового отверждени , содержит в качестве активатора сол нокислый гидроксиламин при следующем соотношении ингредиентов , вес.%: Св зующее на основе лигносульфонатоо «,50-,85 Сол нокислый гидроксиламин 0,15-0,50 Огнеупорный наполнительОстальное В качестве св зующего, содержащего лигносульфонаты, может быть использована сульфитно-дрожжева бражка (СДБ). В зависимости от условий СДБ может про вл ть свойства, характерные как дл истинных растворов, .так и дл типичных золей. В качестве неорганического активатора СДБ используетс гидроксиламин сол нокислый, представл ющий собой бесцветные кристаллы, растворимые в воде, химическа формула - НСЕ., . . В отличие от сульфата аммони сол нокислый гидроксиламин вл етс более слабым электролитом-коагул тором . Образующийс рыхлый гель сохран ет текучесть. Гелеобразующее действие сол нокислого гидроксиламина объ сн етс его способностью дегидратировать мицеллы СДБ, что облегчает соединение их между собой и создание рыхлых сетчатых структур. Нагревание раствора сол нокислого гидроксиламина в СДБ переводит студень в легкотекучую жидкость; при этом не происходит необратимых химических изменений. Нагретый раствор активированной СДБ ввод т в бегуны и перемешивают с песком до состо ни однородной смеси. При содержании сол нокислого гидроксиламина в составе смеси ниже 0,15 вес.% нивелируетс его вли ние как активатора св зующего, а при содержании более 0,5 оес.% дальнейшего улучшени свойств не наблюдаетс . Изобретение иллюстрируетс следующим примером. Стержневую смесь на Верхне-Днепровском кварцевом песке марки 1К02А с содержанием глинистой составл ющей до 1,0% приготовл ли в лабораторных бегунках модели .RS315. При приготовлении состава по прототипу перемешивали сульфат аммони с кварцевым песком 591030 в течение 1 мин. Продолжительность перемешивани св зующего дл известного состава и составов по изобретению составл ла k мин. При этом смесь по изобретению приготавливали $ нием в песок заранее приготовленной композиции из подогретой СД6 и сол нокислого гидроксилдмина. В табл. 1 приведены составы сме сей fV 1-3 по изобретению и ff со- 18 гласно известному техническому решению ЗИз смесей изготовл ли стандартные образцы дл испытаний и отверждалй их при азоно с. . 95 95 95 9,5-, The invention relates to foundry, in particular, to mixtures for the manufacture of foundry cores and heat-curable molds, and can be used in the production of castings from gray and ductile iron. A known mixture of the manufacture of core rods and (Lorm, curable by heat treatment, contains, along with a refractory, filled binder based on lignosulfonates and a binder activator, which is used as urea, or common salt, or alkali 13. Best results in this the case is provided when lignosulphonate binder is activated by urea, however, the degree of strengthening of the rods that is achieved at the same time is relatively small and can be detected by heat treatment for at least min, which reduces the productivity core sections. Activation of lignosulfonate binder by amino alcohols, such as trizthanolaminone 2, is also known. In this case, very high strengths of the rods of the molds are achieved during heat drying (f-5 min), but the increased consumption of the binder (7 weight . I) leads to the need to achieve increased efforts for its compaction in the tooling and an increase in the gas-creation ability. In addition, this mixture is prone to burn through during the heat-drying process, i.e. Easily weakens when going beyond the narrow limits of the conditioned thermal conditions. According to another technical solution, lignosulfonate binder is activated with liquid polyethylenimine 3. However, this requires preliminary treatment of the binder with alkali, which complicates the technological process and worsens the sanitary and hygienic words of labor. 39103 In addition, heat drying is required for a very long time (up to 1 hour) to achieve high strengths, which adversely affects the productivity of the core sections. Closest to the proposed mixture for the manufacture of casting cores and molds cured by heat drying, containing ingredients in the following ratio, weight: Binder based on lignosulfonates 5 Ammonium sulfate 0.5 Refractory filling. tel the rest t. Ammonium sulfate is used as an activator of lignosulfates in this mixture. It is significant that ammonium sulfate can not be directly injected into the lignosulfonate binder, because in its presence, structural meshes covering the entire volume of sol are formed in the binder. Dispersion medium (water) is captured by the grid, i.e. it is fully immobilized, as a result of which the lignosulfonate binder loses its fluidity and goes into a solid state. The resulting gel cannot be used as a binder. Ammonium sulfate can only be added to the filler, but it is not evenly distributed in the mixture. In areas of increased ammonium sulphate accumulation, a significant absorption of moisture is observed, which leads to a lump of the mixture. This, in turn, causes a discrepancy in the strength and strength of samples prepared from a single batch. Over time, ammonium sulfate causes a decrease in the solvation of particles of the dispersed Binder Phase, which leads to its stoning. The mixture loses vitality. Immobilizing the water makes the mixture dry. This reduces the strength of the rods and forms, gives them increased flaking. The purpose of the invention is to reduce the tendency to perezhuha rods and forms in the process of heat drying, as well as reducing their crumbling and hygroscopicity. To achieve this goal, the mixture for the manufacture of casting cores and heat-curable molds, including refractory filler, bonding agent based on lignosulfonates and heat curing activator, contains hydroxylamine hydrochloride as an activator in the following ratio of ingredients, wt.%: Blend lignosulfonato-based, 50-, 85 Hydroxylamine hydrochloride 0.15-0.50 Refractory fillerOthers Sulphite yeast can be used as a binder containing lignosulfonates Mash (sdb). Depending on the conditions, BDs can exhibit properties that are characteristic of true solutions, as well as typical sols. As an inorganic activator of SDB, hydroxylamine hydrochloride is used, which is a colorless water-soluble crystals, the chemical formula is HCE.,. . Unlike ammonium sulfate, hydroxylamine hydrochloride is a weaker coagulant electrolyte. The resulting loose gel retains fluidity. The gel-forming effect of hydroxylamine hydrochloride is explained by its ability to dehydrate MDB micelles, which facilitates their connection with each other and the creation of loose network structures. Heating the hydroxylamine hydrochloride solution in the RDB converts the jelly into a free-flowing fluid; no irreversible chemical changes occur. The heated solution of activated SDB is introduced into the runners and mixed with sand to a state of uniform mixture. When the content of hydroxylamine hydrochloride in the composition of the mixture is below 0.15 wt.%, Its effect as an activator of the binder is leveled, and at a content of more than 0.5% by weight, no further improvement in properties is observed. The invention is illustrated by the following example. The core mixture on the Upper Dnieper quartz sand, grade 1К02А with clay content up to 1.0% was prepared in laboratory runners of the model .RS315. When preparing the composition of the prototype, ammonium sulfate was mixed with quartz sand 591030 for 1 minute. The duration of mixing the binder for a known composition and compositions of the invention was k min. In this case, the mixture according to the invention was prepared in sand into a preformed composition of preheated CD6 and hydroxydmine hydrochloride. In tab. 1 shows the composition of the mixtures fV 1-3 according to the invention and ff 18 according to the known technical solution of the ZIZ of the mixtures, standard samples were made for testing and hardened with azone s. . 95 95 95 9.5

«,85 ,75 t. ,5,0, 85, 75 t. 5.0

. IS . IS

0,175 0,1600.175 0.160

0,104 0,120 Физико-механические свойства стержневых смесей приведены в табл. 2. Из табл. 2 следует,, что снесь по изобретению способна отверждатьс в течение весьма короткого цикла тепловой обработки |5-tO ) и в то же врем сохран ет достаточный уро. вень прочности при возрастании продои|кительности тепловой сушки до 3060 мин, что снижает склонность стержней и форм к лережогу в процессе их тепловой обработки. Кроме того, смесь по изобретению обладает пониженной осыпаемостью и гигроскопичностью. Таблица0,104 0,120 Physical and mechanical properties of core mixtures are given in Table. 2. From table. 2, it follows that the invention according to the invention is capable of curing during a very short cycle of heat treatment (5-tO) and at the same time maintains a sufficient level. strength with increasing thermal drying proactivity up to 3060 min, which reduces the tendency of rods and molds to the blade in the process of their heat treatment. In addition, the mixture according to the invention has reduced shedding and hygroscopicity. Table

после сушки при ZSOtlO C в течение:after drying at ZSOtlO C for:

10 г-мн10 g-mn

60 - Гигроскопичность , %, после сушки при 2501100С в течение 10 мин 60 - Hygroscopicity,%, after drying at 2501100С for 10 minutes

Газопроницаемость,Gas permeability

Claims

units Formula of the Invention A mixture for the manufacture of casting cores and heat-curable molds, including a refractory filler, a binder based on lignosulfonates and an activator of heat curing, characterized in that, in order to reduce the tendency to burn the cores and molds during heat drying, their flaking ability and hygroscopicity, it contains as an activator of heat rationing hydroxylamine hydrochloride in the following ratio of components, wt.%: Binder based on 40 lignosulfonates, 5-.85

9103088

Continued table. 2

0.15 W, 1.9 9.2

0.31 0.65

300 pr. If by cl. To w W Hydroxylamine sulfate, 15-0.50. Refractory filler, Others Sources of information, taken into account during the examination 1. Foundry, 1975 1, p. k-e.

2..Avtor's certificate of the USSR for the application KG 2579328 / 22-02,. B 2g C t / io, 1978.

3. Authors | (th. Witnessstro USSR USSR Vf 2 95095 / 22-021,. In 22 C 1/20, It.01.80. K. Foundry, 1976,, p. 23.