SU914168A1 - Method of producing binding for manufacturing casting sheel moulds and cores in heated equipment - Google Patents
Method of producing binding for manufacturing casting sheel moulds and cores in heated equipment Download PDFInfo
- Publication number
- SU914168A1 SU914168A1 SU802903495A SU2903495A SU914168A1 SU 914168 A1 SU914168 A1 SU 914168A1 SU 802903495 A SU802903495 A SU 802903495A SU 2903495 A SU2903495 A SU 2903495A SU 914168 A1 SU914168 A1 SU 914168A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- binder
- phenol
- cores
- rosin
- rosin ester
- Prior art date
Links
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
Изобретение относится к литейному производству, а именно к способам получения связующих для формовочных и стержневых смесей, используемых при изготовлении оболочковых или объемных форм и стержней, отверждаемых в нагреваемой оснастке.The invention relates to foundry, and in particular to methods for producing binders for molding and core mixtures used in the manufacture of shell or bulk molds and cores, cured in a heated snap.
Известен способ получения литейного связующего, заключающийся в совмещении олигомеров фурилового спирта и фенолоспиртов или фурилового спирта, фенолоспиртов и карбамидных смол. Связующее обладает повышенной термостойкостью [1].A known method of producing a casting binder, which consists in combining oligomers of furyl alcohol and phenol alcohols or furyl alcohol, phenol alcohols and urea resins. The binder has a high heat resistance [1].
Однако формы и стержни, изготовленные из смесей на основе фенолофуранового связующего, 'обладают низкими эластичными свойствами при высоких температурах, что приводит к браку отливок по ужиминам и хрупкому разрушению форм и стержней при транс портировке и хранении.However, molds and rods made from mixtures based on a phenolofuran binder have low elastic properties at high temperatures, which leads to reject casting and brittle fracture of molds and rods during transportation and storage.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигае2 мому результату является способ полу чения связующего для изготовления ли тейных оболочковых форм и стержней в нагреваемой оснастке, состоящий в механическом совмещении феноло5 формальдегидного олигомера новолачного типа и эфира канифоли. Оболочковые формы и стержни, получаемые на основе этого связующего, характеризуются повышенной термостойкостью, 0 что позволяет устранить брак отливок по недоливу из-за растрескивания форм_и стержней при заливке и кристаллизации металла (2].The closest to the proposed technical essence and achievable result 2 is a method of producing a binder for the manufacture of foundry shell molds and cores in a heated tool, consisting in the mechanical combination of phenol 5 formaldehyde oligomer novolac type and rosin ester. Shell molds and rods, obtained on the basis of this binder, are characterized by increased heat resistance, 0 which allows eliminating casting rejects due to underfilling due to cracking of molds and rods during pouring and crystallization of metal (2].
Однако эффективность термостаби5 лизирующего действия эфира канифоли в случае использования механической смеси ингредиентов связующего зависит от тщательности перемешивания песчано-смоляной смеси в процессе В плакирования песка. Равномерное распределение компонентов по всему объему смеси трудно достижимо при плакировании. так как приводит к удли3 нению технологического цикла приготовления смеси. Кроме того, связующее, полученное механическим совмещением Фенольного' новолака и эфира :тнифоли; характеризуется отсутствием химического взаимодействия между э ί ими ингредиентами, что обусловливает пониженные термомеханические эластические свойства связующего -л приводит к пониженным термомеханическим характеристикам форм и стержней .However, the efficiency of lysis steps 5 termostabi rosin ester in the case of a mechanical mixture of the ingredients of the binder depends on the thoroughness of the mixing of sand and resin mixture in the process of plating in sand. A uniform distribution of the components throughout the volume of the mixture is difficult to achieve with cladding. since it leads to a lengthening of the technological cycle of mixture preparation. In addition, a binder obtained by mechanically combining Phenolic 'novolak and ether: tnifoli ; characterized by the absence of chemical interaction between these ingredients, which leads to reduced thermomechanical elastic properties of the binder -l leads to reduced thermomechanical characteristics of the molds and rods.
Цель изобретения - улучшение тер.оооеханических характеристик форм и стержней.The purpose of the invention is the improvement of thermal characteristics of molds and rods.
Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения связующего для изготовления литейных оболочковых или объемных форм и стержней в нагреваемой оснастке, вклю чающему совмещение феноло-формальдегидного олигомера с глицериновым или гликолевым ненасыщенным эфиром канифоли, 50-98 вес.ч. феноло-формальдегидного олигомера и 2—50 вес.ч.глицеринового или гликолевого ненасыщенного эфира канифоли конденсируют посредством нагрева их композиции при температуре 95-230°С в течение 0,5~ 5,0 ч.This goal is achieved by the fact that according to the method of producing a binder for the manufacture of foundry shell or three-dimensional molds and cores in a heated snap-in, including combining a phenol-formaldehyde oligomer with glycerol or glycol unsaturated rosin ester, 50-98 weight parts. The phenol-formaldehyde oligomer and 2-50 parts by weight of glycerol or glycol unsaturated rosin ester are condensed by heating their composition at a temperature of 95-230 ° C for 0.5 ~ 5.0 hours.
Причем феноло-формальдегидный олигомер новолачного типа и указанный эфир канифоли конденсируют посредством нагрева их композиции при температуре 180-230°С в течение 1-5 ч.Moreover, the phenol-formaldehyde oligomer of the novolac type and said rosin ester are condensed by heating their composition at a temperature of 180-230 ° C. for 1-5 hours.
Кроме того, феноло-формальдегидный олигомер резольного типа и указанный эфир канифоли конденсируют посредством нагрева их композиции при температуре 95_11П°С в течение 0,5” 2,5ч.Furthermore, phenol-formaldehyde resol type oligomer and said rosin ester is condensed by heating the composition at a temperature of _ 95 11P ° C for 0.5 "2,5ch.
Ненасыщенный эфир канифоли вступает в химическое взаимодействие с фенольной смолой, при этом точка плавления продукта взаимодействия значительно повышается (на 10-20 в зависимости от молекулярной массы смолы и степени взаимодействия ее с эфиром). Рост температуры плавления объясняется образованием более высокомолекулярных соединений, что и обеспечивает повышенную термостойкость связующего.Unsaturated rosin ester enters into chemical interaction with a phenolic resin, while the melting point of the interaction product increases significantly (by 10-20, depending on the molecular weight of the resin and its degree of interaction with ether). The increase in the melting temperature is explained by the formation of higher molecular weight compounds, which provides increased heat resistance of the binder.
При отверждении связующего Фенольные ядра связываются эластичными длинными звеньями из-за чего предлагаемое связующее характеризуется низким модулем упругости на изгиб при одновременно высокой величинеWhen the binder is cured, the phenolic nuclei are bound by elastic long links due to which the proposed binder is characterized by a low bending modulus with a high value
68 4 прогиба, что свидетельствует о повышенных эластичных свойствах связующего .68 4 deflection, which indicates increased elastic properties of the binder.
Высокие термомеханические свойст5 ва связующего обусловливают возникновение малых термических напряжений и способствуют получению отливок с высокой чистотой поверхности.High thermomechanical properties of the binder cause the appearance of small thermal stresses and contribute to the production of castings with high surface cleanliness.
В качестве феноло-формальдегид10 ного олигомера может быть использована обычная феноло-формальдегидная смола резольного или новолачного типа или модифицированные фенольные смолы феноло-фурановая, феноло-мочевинная 15 и другие.As the phenol-formaldehyde 10 oligomer, the usual phenol-formaldehyde resin of the resol or novolac type or modified phenolic resins phenol-furan, phenol-urea 15 and others can be used.
В качестве эфира канифоли могут быть использованы эфиры живичной канифоли, а также эфиры на основе различных видов модифицированной кани20 Фоли (полимеризованной, диспропорционированной, гидрированной и др.).Gum rosin esters, as well as esters based on various types of modified caniofol Fole (polymerized, disproportionated, hydrogenated, etc.) can be used as rosin esters.
Эфиры полимеризованной живичной канифоли способствуют большему повышению термостойкости связующего, по сравнению с эфиром неполимеризованной канифоли, вследствие более высокого молекулярного веса продуктов взаимодейстзия их с фенольной смолой.The esters of polymerized gum rosin contribute to a greater increase in the heat resistance of the binder, compared with the ether of unpolymerized rosin, due to the higher molecular weight of the products of their interaction with the phenolic resin.
Эфиры диспропорционированной кани30 фоли суживают температурный интервал размягчения связующего, обусловливая возникновение малых термических напряжений при затвердевании связующего, . что приводит к снижению брака 35 по растрескиванию при заливке форм и стержней.The esters of a disproportionate cani 3 0 foli narrow the temperature range of softening the binder, causing the occurrence of small thermal stresses during hardening of the binder,. which leads to a decrease in cracking marriage 35 when pouring molds and cores.
Сложные эфиры гидрированной канифоли способствуют получению связующего, обладающего повышенной эластичностью, так как иной состав кислот ной основы приводит к увеличению размера сшивающих мостиков, что способствует увеличению гибкости макромолекул образовавшегося полимера.The esters of hydrogenated rosin contribute to the production of a binder with increased elasticity, since a different composition of the acid base leads to an increase in the size of crosslinking bridges, which contributes to an increase in the flexibility of the macromolecules of the formed polymer.
При введении эфира канифоли с содержанием его ниже нижнего обусловленного предела не наблюдается эффекта повышения термомеханических свойств связующего, а при введении его с содержанием выше верхнего обусловленного предела резко снижается прочность форм и стержней в горячем состоянии.When rosin ester is introduced with its content below the lower stipulated limit, the effect of increasing the thermomechanical properties of the binder is not observed, and when it is introduced with the content above the upper stipulated limit, the strength of the molds and rods in the hot state sharply decreases.
Оптимальный термпературный интервал взаимодействия феноло-формальдегидного олигомера новолачного типа с эфиром канифоли 180-230°С, оптимальная длительность процесса 1-5 ч.The optimal temperature range for the interaction of the phenol-formaldehyde oligomer of the novolac type with rosin ether 180-230 ° C, the optimal process time is 1 to 5 hours.
' 91 '91
При температуре нагрева менее 180°С и длительности процесса менее 1 ч новолачный феноло-формальдегидный олигомер не взаимодействует с эфиром канифоли. Поэтому эффект повышения термомеханических всвойств связующего незначителен.When the heating temperature is less than 180 ° C and the duration of the process is less than 1 h, the novolac phenol-formaldehyde oligomer does not interact with rosin ether. Therefore, the effect of enhancing the thermomechanical properties of a binder is insignificant.
При температуре нагрева более 23Э°С и длительности.более 5 ч степень взаимодействия эфира канифоли с новолачным феноло-формальдегидным олигомером чрезмерно высока. При этом снижается текучесть продукта реакции, из-за высокого молекулярного веса модифицированного связующего, что приводит к повышенному расходу его в смеси для обеспечения необходимой прочности.At a heating temperature of more than 23 ° C and a duration of more than 5 hours, the degree of interaction of rosin ester with novolac phenol-formaldehyde oligomer is excessively high. This reduces the fluidity of the reaction product, due to the high molecular weight of the modified binder, which leads to an increased consumption of it in the mixture to provide the necessary strength.
Оптимальный температурный интервал взаимодействия феноло-формальдегидного олигомера резольного типа с эфиром канифоли 95'110°С, оптимальная длительность процесса 0,5~2,5 ч. При температуре выше 110°С и длительности процесса более 2,5 ч происходит автоконденсация смолы, что ограничивает возможность протекания реакции взаимодействия ее с эфиром канифоли. При температуре менее 95°С и длительности процесса менее 0,5 ч скорость реакции взаимодействия эфира с феноло-формальдегидным олигомером резольного типа недостаточна для достижения требуемого эффекта.The optimal temperature range for the interaction of the phenol-formaldehyde oligomer of the resol type with rosin ester is 95'110 ° С, the optimal process duration is 0.5 ~ 2.5 hours. At temperatures above 110 ° С and the process duration is more than 2.5 hours, the resin autocondensates, which limits the possibility of a reaction of its interaction with rosin ester. At a temperature of less than 95 ° C and a duration of the process of less than 0.5 h, the reaction rate of the interaction of the ether with the phenol-formaldehyde oligomer of the resol type is insufficient to achieve the desired effect.
Пример. Для получения связующего новолачную смолу обрабатывают эфиром канифоли при повышенной температуре ΐ8θ-230°С в течение 1-£ ч. Конденсацию резольной смолы с эфиром канифоли осуществляют при 95“ 1Ю°С в течение 0,52 ч.Example. To obtain a binder, the novolac resin is treated with rosin ether at an elevated temperature of ΐ8θ-230 ° C for 1- £ h. The resole resin is condensed with rosin ether at 95 “1 ° C for 0.52 hours.
Возможен также вариант получения связующего, согласно которому эфир канифоли вводят на стадии синтеза доволачной или резольной смолы. В этом случае фенол, формальдегид и эфир канифоли смешивают и нагревают в присутствии соответствующего катализатора при температуре кипения до тех пор, пока не свяжется большая часть формальдегида, затем отгоняют воду, температуру реакции поднимают до 180-230° и нагревают в течение 1-5 ч (в случае смолы новолачного типа) или до 95*110°С при длительности нагрева 0,5“2,5 ч (в слу случае смолы резольного типа).It is also possible to obtain a binder, according to which rosin ester is introduced at the stage of synthesis of a pre-treated or rezol resin. In this case, phenol, formaldehyde and rosin ester are mixed and heated in the presence of an appropriate catalyst at the boiling point until most of the formaldehyde is bound, then water is distilled off, the reaction temperature is raised to 180-230 ° and heated for 1-5 hours (in the case of novolac type resin) or up to 95 * 110 ° С with a heating duration of 0.5–2.5 h (in the case of resole type resin).
В табл. 1 приведены характеристики используемых эфиров канифоли,In the table. 1 shows the characteristics of the used rosin esters,
6 а в табл. 2 - составы и режимы приготовления предлагаемых (1—8) и известной (9) связующих композиций.6 a in table. 2 - compositions and modes of preparation of the proposed (1-8) and known (9) binder compositions.
Приведенные в табл. 2 фенольные · смолы являются промышленно выпускаемыми продуктами:Given in the table. 2 phenolic resins are commercially available products:
Сф-260-Ту 6- 05-231 -114-77; СФ-015-ГОСТ 18694-73; СФ-3042- .Sf-260-Tu 6-05-231 -114-77; SF-015-GOST 18694-73; SF-3042-.
ТУ 6-05-1826-77; СФ-411-ТУ 6-05-031516-75·TU 6-05-1826-77; SF-411-TU 6-05-031516-75
В табл. 3 приведены некоторые основные свойства связующих композиций (1-9), составы и режимы синтеза которых указаны в табл. 2.In the table. Figure 3 shows some basic properties of the binder compositions (1-9), the compositions and modes of synthesis of which are indicated in Table. 2.
Композиции 1-9 используются в составах песчано-смоляных смесей в сочетании со следующими отвердителями: уротропин (1-4 и 9), щавелевая кислота (5) и М 2 (6-8) .Compositions 1-9 are used in the compositions of sand-resin mixtures in combination with the following hardeners: urotropin (1-4 and 9), oxalic acid (5) and M 2 (6-8).
Эластические свойства связующего оцениваются по значениям модуля упругости на изгиб и соответствующей величине прогиба, измеренных на плоском прямоугольном образце 6x25x100 мм из формовочной смеси.The elastic properties of the binder are evaluated by the values of the bending elastic modulus and the corresponding deflection measured on a flat rectangular sample 6x25x100 mm from the molding sand.
Формовочная смесь готовится на песке 2Κ016Λ и содержит 3/ (по массе) смоляного связующего и отвердитель в количестве 10-25% от массы смолы (10% для плакированных смесей, 25% для смесей горячего отверждения).The molding mixture is prepared on sand 2Κ016Λ and contains 3 / (by weight) resin binder and hardener in the amount of 10-25% by weight of the resin (10% for clad mixtures, 25% for hot cure mixtures).
В ящике, нагретом до 220-2б0°С, образцы выдерживаются 180 с, после чего подвергаются испытанию. Испытание прочности на изгиб проводится при комнатной температуре на трех образцах по стандартной методике. Для расчета модуля упругости используется нагрузка, составляющая 90% от разрушающей, и соответствующий этой нагрузке прогиб образца.In a box heated to 220-2 ° C, samples are held for 180 s, after which they are tested. The bending strength test is carried out at room temperature on three samples according to standard methods. To calculate the modulus of elasticity, a load of 90% of the breaking load is used, and the specimen deflection corresponding to this load.
Термостойкость связующего оценивается по величине относительной потери массы (%). Термограммы получают при нагреве навесок предварительного отвержденного связующего до 800°С 15 мин.The heat resistance of the binder is estimated by the value of the relative weight loss (%). Thermograms are obtained by heating weighed portions of the pre-cured binder to 800 ° C for 15 minutes.
Термомеханические свойства плакированных смесей представлены в табл. 4.Thermomechanical properties of clad mixtures are presented in table. four.
Из результатов, приведенных в табл. 4, следует, что смеси с связующим, полученным предлагаемым способом, характеризуются пониженным модулем упругости при изгибе, повышенной величине прогиба при равной или большей прочности на изгиб.From the results given in table. 4, it follows that mixtures with a binder obtained by the proposed method are characterized by a reduced modulus of elasticity in bending, an increased amount of deflection with equal or greater bending strength.
Это свидетельствует о повышенной эластичности при высоком запасе проч7 ности для смесей, полученных с использованием связующего, приготовленного согласно предлагаемому способу.This indicates increased elasticity with a high margin of safety for mixtures obtained using a binder prepared according to the proposed method.
В то же время' из данных табл. 3 следует, что связующее, полученное предлагаемым способом, обладает более высокой термостойкостью, что выражается в уменьшенном показателе относительной потери массы при прокалывании.At the same time, from the data in Table 3 it follows that the binder obtained by the proposed method has a higher heat resistance, which is expressed in a reduced rate of relative weight loss when piercing.
Совокупность достигнутых преимуществ позволяет сделать вывод об улучшении термомеханических характе ристиках форм и стержней из смесей с связующим!, полученным предлагаемым способом.The totality of the achieved advantages allows us to conclude that the thermomechanical characteristics of the molds and cores of mixtures with a binder !, improved by the proposed method, are improved.
Таблица 1Table 1
^Глицериновый эфир полимеризованной^ Polymerized glycerin ester
Составы и режимы приготовления свя- --зующих 1 ________________·;___0В2Д°лжейие _ΙΒ§·Βδ _?Compositions and modes of preparation of binders 1 ________________ ·; ___ 0В2Д ° false _ΙΒ§ · Βδ _?
Связующие ρ::]Ζί'Ρ'ΤΡ''Τ'ίBinders ρ ::] Ζί'Ρ'ΤΡ''Τ'ί
Фенольная смола резольного типа, вес. %Phenolic resin of rezol type, weight. %
смешиваниеmixing
* Определяется на приборе.Убеллоде **Практически означает, что температура плавления меньше 20°С.* It is determined on the device. Ubellode ** Practically means that the melting point is less than 20 ° С.
* н/о - це определяется.·.* n / a - c e is determined. ·.
Таблица 4Table 4
Термомеханические свойстваThermomechanical properties
I-------,-------------|------.-д.------Г----Показатели свойств для смесей с связующимиI -------, ------------- | ------.- d .------ G ---- Property indicators for mixtures with binders
Модуль упругости при изгибе, кн/см^Flexural modulus, kn / cm ^
Прогиб образца, ммSample deflection, mm
Прочность на изгиб, кгс/см*Bending strength, kgf / cm *
изобретения дегидный олигомер новолачного типа и указанный эфир канифоли конденси-of the invention, the novolac type dehydrated oligomer and said rosin ester condensate
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU802903495A SU914168A1 (en) | 1980-04-04 | 1980-04-04 | Method of producing binding for manufacturing casting sheel moulds and cores in heated equipment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU802903495A SU914168A1 (en) | 1980-04-04 | 1980-04-04 | Method of producing binding for manufacturing casting sheel moulds and cores in heated equipment |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU914168A1 true SU914168A1 (en) | 1982-03-23 |
Family
ID=20886885
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU802903495A SU914168A1 (en) | 1980-04-04 | 1980-04-04 | Method of producing binding for manufacturing casting sheel moulds and cores in heated equipment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU914168A1 (en) |
-
1980
- 1980-04-04 SU SU802903495A patent/SU914168A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4937918B2 (en) | Binder composition comprising concentrated tannin and furfuryl alcohol and use thereof | |
JP3348287B2 (en) | Phenol-formaldehyde resin composition | |
US5032642A (en) | Phenolic resin compositions | |
NO172173B (en) | PROCEDURE FOR MANUFACTURING AN ARTICLE OF BOND, PARTICULAR MATERIAL AND BINDING MATERIAL FOR USE THEREOF | |
DE3018466A1 (en) | BINDERS AND ITS USE FOR THE PRODUCTION OF FOUNDRY SHAPES AND CORES AND MOLDS | |
US4495316A (en) | Acid-curable fluoride-containing no-bake foundry resins | |
US3549584A (en) | No-bake resin binders | |
JPH0656949A (en) | Dialdehyde-modified phenolic resin binder resin for sand casting core, production of said binder resin, production of casting core and mold from said binder resin | |
CN106825387A (en) | A kind of 3 D-printing increasing material moulding material | |
KR100946530B1 (en) | Free radically cured cold-box binders containing an alkyl silicate | |
CN102276957B (en) | Phenolic resin for refractory bricks and preparation method thereof | |
Holtzer et al. | Investigations of properties of moulding sands with resins applied in the ALPHASET technology | |
SU914168A1 (en) | Method of producing binding for manufacturing casting sheel moulds and cores in heated equipment | |
CN105273151B (en) | Modified phenolic furane resins and its binder | |
US3216075A (en) | Method for manufacturing foundry cores and molds | |
US3168490A (en) | Foundry core binder and process for preparation thereof | |
US3106540A (en) | Water bearing novolac resin binders for foundry sands | |
US4055528A (en) | Phenol-formaldehyde resin for foundry applications | |
JPS6312700B2 (en) | ||
DE102014002679A1 (en) | Reaction product and use for the production of foundry molds and cores | |
US11225542B1 (en) | Erosion resistant foundry shapes prepared with an epoxy-acrylate cold-box binder | |
US20030066622A1 (en) | Cold-box foundry binder systems | |
US2735826A (en) | Tall o | |
SU831334A1 (en) | Mixture for producing shell casting moulds and cores witn use of permanent technological equipment | |
JPH0317577B2 (en) |