Связующее для литейных форм и стержней теплового отверждения

 

Изобретение относится к литейному производству, преимущественно к составам связующих материалов на основе органических соединений теплового отверждения. Цель изобретения - улучшение качества форм и стержней за счет повышения их прочности в сухом состоянии. Состав связующего, мас. %: смесь многоатомного спирта и ангидрида дикарбоновой кислоты 99,8 - 99,9

окисел лантаноида 0,1 - 0,2. В качестве окислов лантаноида могут выступать окислы трехвалентных лантаноидов и окисел иттрия, при этом концентрационное соотношение спирт : ангидрид в их смеси варьируется в диапазоне, мол. %: многоатомный спирт 50 - 70

ангидрид дикарбоновой кислоты 30 - 50. В качестве многоатомного спирта используются этиленгликоль или глицерин, или пентаэритрит. В качестве ангидрида дикарбоновой кислоты используются малеиновый ангидрид или янтарный ангидрид, или фталевый ангидрид. Реализация изобретения позволяет повысить прочность форм и стержней на растяжение в сухом состоянии в среднем в 1,25 - 2,00 раза при снижении расхода связующего до 3 мас.%. 1 з.п. ф-лы, 4 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (191 (11) (51) 5 В 22 С 1/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ дующими примерами.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2 1) 4487774/23-02 (22) 25.07.88 (46) 30.05.90. Вюл. N - 20 (72) В.П,Расщупкин, С.В.Дозморов, ;1.IT. Душенко и Г.М.Полещук (53) 621.742.4(088.8) (56) Опубликованная заявка Японии

56-84142, кл. В 22 С 1/20, 1979.

Авторское свидетельство СССР

II 1468637, кл, В 22 С i/20, 1987, (54) СВЯЗУ1(МЦЕЕ ДЛЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ И

СТЕРЖНЕЙ ТЕПЛОВОГО ОТВЕРЖДЕНИЯ (57) Изобретение относится к литейному производству, преимущественно к составам связующих материалов на основе органических соединений теплового отверждения. Цель иэобретения— улучшение качества форм и стержней за счет повышения их прочности в сухом состоянии. Состав связующего, мас.7: смесь многоатомного спирта и

Изобретение относится к литейному производству, преимушественно — к составам связующих материалов теплового отверждения на основе органических соединений.

Цель изобретения — улучшение качества форм и стержней за счет повышения их прочности в сухом состоянии.

Сущность изобретения заключается в следующем.

В качестве окислов лантаноидов могут выступать окислы трехвалентных лантаноидов от лантана до лютеция вклк1чительно (за исключением прометия, вследствие его радиоактивности), а также окись иттрия. Их использова2 ангидрида дикарбоновой кислоты 99,8—

99,9; окисел лантаноид» О, 1-0,2. R качестве окислов лантаноида могут выступать окислы трехвалентных лантаноидов и окисел иттрия, при этом концентрационное соотношение спирт: ангидрид в их смеси варьируется в диапазоне, мол.7: многоатомпый спирт

50-70, ангидрид дикарбоновой кислоты

30-50. В качестве многоатомного спирта используются этиленгликоль или глицерин, или пентаэритрит, В качестве ангидрида дикарбоновой кислоты используются малеиновый ангидрид или янтарный ангидрид, или фталевый ангидрид. Реализация изобретения позволяет повысить прочность форм и стержней на растяжение в сухом сос гоянии в среднем в 1,25-2,00 раза при снижении расхода связующего до 3 мас.X..

1 з.п. ф-лы, 4 табл. ние позволяет расширить диапазон концентрационных соотношений многоатомный спирт: ангидрид до дикарбоновой кислоты до следующего, мол.7.:

Многоатомный спирт 50-70

Ангидрид дикарбоновой кислоты 30-50

Примерами многоатомного спирта и ангидрида дикарбоновой кислоты служат, соответственно, этиленгликоль, или глицерин, или пентаэритpHT и малеиновый или янтарный или фталеpbtA ангидриды.

Изобретение иллюстрирусT(я слов

1567315

Испытания связующего проводили посредством приготовления смесей на его основе. Все смеси готовились по единой рецептуре. К 1 кг кварцевого песка 2К0315А по ГОСТ 2138-84 добавлялось требуемое количество окисла лантаноида (Ьп Оэ) и ангидрида дикарбоновой кислоты, после чего сухой состав перемешивался 15-20 мин в ла10 бораторных бегунах, Не прекращая перемешивания состава к нему добавляли расчетное количество многоатомного спирта, причем, в случае пентазритрита, к смеси добавляли 50 мл воды для

его растворения, и смесь перемешивали еще в течение 15-20 мин. Изготовленные образцы сушили при 150 С в течение 1 ч.

Суммарное содержание связующего описываемого в песчаной смеси составляло 3 мас.X.

В зависимости от природы многоатомного спирта максимальное значение прочности в сухом состоянии приходит- 25 ся ка различные соотношения многоатомного спирта и ангидрида дикарбоновой кислоты, а именно: для этиленгликоля — 50 мол,X спирта и 50 мол.7. ангидрида, для глицерина 40-45 мол,7. ангидрида и 55-60 мол.7 спирта, для пентаэритрита 30-40 мол.7 ангидрида и 60-70 мол,7 спирта.

В табл. 1 приведены составы связующих по изобретению с использованием в качестве катализатора окисла лантана (La <0 ), содержание которого изменяется в обусловленных пределах, Прочность смесей (на разрыв) в сухом состоянии с связующими 11- У 1-9

40 показана в табл, 2.

При замене малеинового ангидрида молярно эквивалентным количеством янтарного или фталевого ангидрида прочностные показатели возрастают по сравнению с указанными в табл.2 примерно на соответственно 20 и 407.

Для сопоставления каталитических свойств окислов различных лантаноидов и иттрия между собой было проведено сравнение характеристик смесей на связующих с их участием при следующих условиях: содержание связующего в стержневой смеси — 3 мас.7., содержание катализатора отверждения в связующем — 0,15 мас.Х, молярное соотноше- 55 ние этиленгликоля и ангидрида дикарбоновой кислоты 1: 1 (50 и 50 мол.).

Результаты испытаний приведены в абл. 3.

В табл. 4 аналогичные показатели приведены для смесей с 99,85 мас.7 смеси многоатомного спирта и ангидрида дикарбоновой кислоты и 0,15 мас,X окисла лантаноида при общем расходе связующего в составе песчаной смеси

3 мас.7. ° При этом в качестве смеси многоатомного спирта и ангидрида дикарбоновой кислоты используется смесь

40 мол.7 глицерина с 60 мол.7 малетнового или янтарного или фталевого ангидрида, а также смесь 35 мол.7 пентаэритрита с 65 мол.7 малеинового или янтарного или фталевого ангидрида.

Газотворность смесей в табл. 1, 3 и 4 составляет 17-2 1 см /г.

Реализация изобретения позволяет повысить прочность на растяжение стержневых смесей в сухом состоянии в среднем в 1,25-2 раза при снижении расхода связующего до 3 мас.X. Возрастание механической прочности смесей и снижение газотворности предопределяет снижение брака по газовым раковинам и нарушениям размерных характеристик.

Формул а и з обре т е н и я

1. Связующее для литейных форм и стержней теплового отверждения, включающее смесь многоатомного спирта и ангидрида дикарбоновой кислоты в соотношении (1-2,3):1 и катализатор отверждения — оксид трехвалентного металла, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения ючества форм и стержней за счет повышения их прочности в сухом состоянии, связующее содержит в качестве оксида трехвалентного металла окисел лантаноида при следующем соотношении ингредиентов, мас.X:

Смесь многоатомного спирта и ангидрида дикарбоновой кислоты в соотношении (1-2,3):1 99,8-99,9

Катализатор отверждения — окисел лан0,1-0,2 таноида

2. Связующее по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что смесь многоатомного спирта и ангидрида дикар боновой кислоты содержит, мол.7.

Многоатомный спирт 50-70

Ангидрид дикарбоновой кислоты

1567315

1 а б л и и а

Содержание ингредиентов связующего в смесях, 77

Ингредиент связующего

2 3 4 5 6 7 8 9

Смесь 50 мол.7 глицерина и

60 мол.7 малеи99,90 99,85 99,80 нового ангидрида

Смесь 35 мол.7. пентаэритрита и 65 мол.7 мале99,90 99,85

Катализатор отверждения окись лантана

0,10 0,15 0,20 0,10 0,15 0,20 0,10 0,15 0,2(!

Т а и л El ц а

СвойсTBA

Показатели свойств для смесей < и с вязу«н. «ми

1 2 3 4 = 6 7 8 9 (!рочность на растяжение в сухом состоянии, Г1!1а

7,49 2,00 5,70 !,23 4,ОГ< 5,49 9,80 <,32! а : л и и а

"-»< <»зр сухая, Г1!(а

Окисел лантаноига

Ангидрид (!с ж, сухая, Г1На <ж

<.ырая, KII a

Г!алеиновый зтиленгликоля и 50 мас.7. малеинового ангидрида 99,90 99,85 99,80

Смесь 40 мол.

Ypl)q

Là 0 » (.+ g03

РгдО

Г(! О

Sm 0 ! .uq 0 >

0

DVQ 03

Но О»

Ег„О »

Trn < О з

Yh@0g

Lu (!0 g

5,72

7,51

7,35

5,95

5,83

6,11

6,25

6,48

6,52

6,00

5,23

3,98

3,67

3,09

2,35

8,41

11,73

10,9(>

9 5

9,04

9,2(9,2"

1О,О

1(, О

8,79

7,75

6,01

5,65

5,00

1,2

0,11

0,11

0,10

0,12

0,12

0,11

0,11

0,14

0,10

О,11

0,09

0,10

0,10

0,11

0,11

1567315

Прс>дс>:ся.ение табл. 3

Янтарный

Фтале выл<

Фталевый

ЕТ1РОЗ

Глицерин

Ангидрид

Р Р сухая, МПа бсж сырая, MIIa б с»с сухая, МПа с> разр сухая, МПа

8,04

9,23

9,30

8,62

8,47

8,78

9,36

9,90

9,82

9,71

8,70

7,00

6,18

5,55

4,67

12,70

14,21

14,18

13,00

12,95

13,20

13,80

14,95

14,87

15,85

13,65

10,55

9,17

8,13

6,88

0,12

0,11

0,12

0,13

О, 13

0,12

0,14

0,11

0,12

0,12

0,12

0,13

0,12

0,11

0,11

8,51 . 9,80

10,00

10,39

10,52

10,67

11, 10

11,48

10,95

10,70

10,28

9,77

9,26

8,54

7,43

12,53

14,65

15,72

15,81

16,53

17,08

18,05

20,00

17,84

17,50

16,50

14,25

13,95

12,80

11,07

0,10

0,11

0,10

О, 1О

0,12

0,11

0,12

0,12

0,10

0,10

О,11

0,12

0,13

О, 12

О. 12

Малеиновый У О

?,а Оэ

Се О

Рг оз

Малеиновый Ы О

Sm О

Еи <0

Сс1 п03 ть о ву,о

Ного, Ег о

Тт Оэ

Yb„0

Lu<0q

У,0>

La<0@

Се >0

ы,о

Sm О

Fu<0@ с,о, ть,о, О; О

Но оэ

Ег о

Тп>,>0 а

Yb 203

Lu <О>

0„

Là Оэ

Се о

Pr<0

ы,о, Sm О>

Fu Оэ

С«2 - > ть,о, пу,о, Но,o>

Er o

Tm<0q

Yb

Lu<0 э

6,49

8,65

8,67

7,ÎÇ

7,16

7,69

8,21

8,52

8,63

7,99

7,00

6,05

5,01

4,53

3,48

7,52

9,35

9,75

8,ЗЗ

8,15

8,66

9 35

9,99

9,74

9,30

8,12

7,00

6,18

5,73

4,38 ! сж сж. сухая, сухая, МПа КПа

9,64

13,99

13,74

»,00

11,05

11,94

12,32

13,18

13,37

11,51

1О,ОЗ

9,00

7,7З

6,70

5,34

17,50

22,90

23,30

20,35

19,50

20,72

23,05

24,50

23,70

22,30

19,7О

17,ОО

14,61

13,23

10,48

0,12

0,1З

O,1Ç

0,12

0,12

0,14

0,14

0,14

О,1З

0,12

0,14

0,1З

О,1З

0,12

0,12

0,15

0,16

0,14

0,14

0,16

0,15

0,16

О,17

О,17

0,16

0,14

0,15

0,16

0,15

0,15

Таблица 4

Пентаэритрит

1567315

Продолжение табл.4

Пентаэритрит

Ll1go3

Глицерин

Ангидрид сж сырая, MIIa сж сухая, MTIa

6 ðà>ð сухая, MIIa сж сухая, КПа

6 сж, сухая, МПа

6 раьр сухая, MTIa

Янтарный

Фталевый

Составитель С, Тепляков

Техред И.Ходанич Корректор В. Епбапий

Редактор М, Товтин

Заказ 1287

Тираж 626

Подписп»е

ВНИИПИ Государственного комп1ета и» и »бретениям и»ткр гit÷ t при ГЕНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский к»мбинат "Патент", г.ужг р.», i" t. I àãàðèíà, 101

YQOS

La O

oe„o, Pr O

ы о

Sm <О>

Еи оз

Gdg Оз

Tb bq003

T3y,О, Но 03

Er 0

TmрОз ь о

Lu<Оq

Y äOç

Еа 0;

Се О, Pr <О>

Nd9 о3

SmоОз еи20;

С3 о

ТЬ О

Т3у, О

Но, О л

Er r2 о3

Tm Оэ

Yb O "аОЗ

8,20

9,70

9,70

9,09

9, 10

9,31

10,01

10,50

10,27

10,25

9,98

8,20

6,79

6,11

5,50

10,00

10,78

1 1,02

10,62

10,63

10,69

11,04

11,47

10,69

10,55

10,50

10,38

9,45

7,53

6,00

12,15

14,87

14,90

13,48

13,45

13,82

15,45

17,00

16,00

16, 10

15,05

12,05

10,00

9,42

8,21

24,00

26,10

27,00

25,95

25,87

26,00

27, 10

28,10

26, 15

25, 10

25,80

25,13

22,80

18,05

15, 00

0,13

О, 0,12

0,13

0,13

0, 13

0,12

0 14

0,14

0,12

0,12

0,13

О, 12

0,12

0,13

0,14

0,14

0,15

0,13

0,13

0,15

0,15

0,14

0,13

0,13

0,12

0,11

0,13

0,14

0,14

9,03

10,31

10,47

10,90

11,03

11,25

11,68

11,90

11,65

11,12

10,86

10,25

9,70

9,18

8,00

fO 50

12,10

12,50

12,64

13,04

1),37

13,80

13,00

12,35

11,98

11,50

11,28

10,21

10,07

13, 00

15,68

15,93

17,47

17,68

18,50

19,65

21,05

19,50

18,10

15,70

15,50

14,65

13,72

12,00

25,00

29,25

30,00

31,20

32,15

32,40

33,10

31,00

29,90

28,95

27,68

27637

25,00

24,25

0,12

0,13

О, 13

0,13

0,12

0,14

0,14

0,12

0,13

0,14

0,14

0,10

0,11

0,11

0,11

0,13

0,12

0,12

0,13

0,11

0,11

0,13

О, 13

О, 12

0,12

0,13

0,12

0,12

0,13

0,14