Способ получения отливок

 

Изобретение относится к литейно.му производству, в частности к 'способам получения отливок в литейны.х песчаны.х формах, изготовленных методом вакуумно-пленочной - формовки. Целью изсзбретения является по- . лучение сложных отливок с использованием выгорающих песчано-смоляных стержней и снижение вредных выбросов в окружаю-• . щую среду. Способ включает изготовление формы из сыпучего формовочного материала, содержащего оксиды алюминия, \ie;tn и хрома, установку стержней, соединенно стержней с атмосферой, заливку .метал.ча в форму под вакуумом, охлаждение и изв.чечение отливки, нагрев формовочного материала в токе воздуха до 350 -400°С. I з. п. ф-лы, 3 табл.?W

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1712060 А 1 (5l)5 В 22 С 9 02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Изобретение относится к литейному про- этом продукты деструкции смол и вредные изводству, в частности к способам полу- вещества (фенол, формальдегид, ароматичения отливок в литейных песчаных фор- ческие вещества и др.) проходят чер;., »ах, изготовленных методом вакуумно-пле- слой формовочного материала и барочно ночной формовки. -адсорбируются в нем. Отливку охлаждают цель изобретения — получение сложных в форме и извлекают из формы, а сыотливок с использованием песчано-смоляных пучий формовочный материал перемешиваю1; стержней и снижение вредных выбросов в просеивают и нагревают до 350 — 400 С в токе окружающую среду. воздуха. Смолистые и другие органические

Предлагаемый способ осуществляется еле- вещества, адсорбированные на формовочдующим образом. ном материале, окисляются в токе. воздуха у(етодом .вакуумно-пленочной формовки, -,": до углекислого газа и воды, и сыпучий изготовляют форму из сыпучего формовоч- материал восстанавливает свои свойства. ного материала, содержащего оксиды алю; Формовочный материал охлаждают, при миния, меди, хрома, марганца или кобаль-: этом дополнительно вводят свежий формота. Вформу устанавливают стержни,,из-: вочный материал, содержащий оксиды алюготовленные из песчано-смоляной смеси на, . синия, меди, хрома, марганца или кобаль основе синтетических выгорающих смол та или обработанный водным раствором (фенолформальдегидных, фенолфурановых,, солей этих элементов. мочевинофурановых и т. д.), соединяют - Пример (по прототипу) .. В кварцевую один из концов с атмосферой, проводят за- трубку засыпали послойно 100 г сыпучего ливку формы металлом под вакуумом, при, формовочного материала (Люберецкий пе(21) 4261061/02 (22) 11.05.87 (46) 15.02.92. Бюл. № 6 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт охраны труда ВЦСПС в r. Свердловске (72) А. А. Ляпкин, Б. Л. Суворов, Н. С. Чуракова и Е. Л. Плашкина (53) 521 74.043.3(088.8) (56) Патент ФРГ № 24! 7113, кл. В 22 С 9/02, опублик. 1982.

Патент Японии № 51 39610, кл. В 22 С 9/02, опублик. 1976.

2 (54) СПОСОБ ПОЛУЧ ЕНИЯ ОТЛ И BOK (57) Изобретение относится к литейному производству, в частности к способам получения отливок в литейных песчаных формы, изготовленных методом вакуумно-пленочной

- формовки. Целью изобретения является по. лучение сложных отливок с использованием выгорающих песчано-смоляных стержней и снижение вредных выбросов в окружающую среду. Способ включает изготовление формы из сыпучего формовочного материала, содержащего оксиды алю» и ни я, мели и хрома, уста новку стержней, соеди нение стержней с атмосферой, заливку металла в форму под вакуумом, охлаждение и извлечение отливки, нагрев формовочного материала в токе воздуха <о 350--400 С. I з. н. ф-лы, 3 табл.

1712060

«ок), 5 г стержневой смеси с 0,1 r синтетической пленки. Трубку помещали в нагрету1о печь и путем вакуумирования проводили отбор пробы вредных веществ, выделяю(цихся при деструкции стержневой смеси и пленки. Вредные вещества проходили через слой формовочного материала и погло(цались в пробоотборной трубке с силикагелем. Через 3 мин трубку вынимали из печи, отделяли отгоревшую стержневую смесь, охлаждали сыпучий формовочный материал и. огределяли его сыпучесть. Пробу отходящих газов определяли на содержание вредных веществ. Сыпучесть формовочного материала (100 r) 5 5 с, началь113я сыпучесть 4,8 с. Содержание вредных вен(еств, м г: мета нол 0,68; бензол 0,79; толуол 0,72; фенол 0,12. Охлажденный на воздухе до комнатной температуры формовочный материал вновь загружали в кварцевую "ðóáêó и повторяли опыт. После второго цикла сыпучесть формовочного материала составляла 6,2 с. Содержание вред11ых ве(цеств в отходящих газах, мг: метанол 0,75; бензол 0,83; толуол 0,85; фенол 0,36. Горячий выгруженный из трубки формово шый материал помещали в реакгор кипящего слоя и ох.1аждали воздухом, ill<1. 1Н 3H pX H O l ходящие I 33bl. Сод(.ржа ние вредных веществ в отходящих газах, мг: мета(и1л 0,48; фенол 0,86., (olio lIIlITL .IüII0 были проведены опыты в

:... IIfIoãH÷IIûx ус IOBHHx с использованием формовочной смеси с различными добавками.

Результаты ollhlòoâ приведены в табл. 1.

T3I как содержание метанола, бензола и пх1уо13 ме1гялось в опытах незначитель Io, в кач;стве основного вредного веще fбыл принят фенол. Это обусловлено анже те 1, что санитарные нормы для это: с вещества более чем в 10 раз ниже 110 гРИЬЧ1ЕНИЮ С ДРУГИМИ УКаЗаННЫМИ: ВЫШЕ веществами. Увеличение количества фенола ч отходя1цих г3зах приводит к увеличению времени высыпания формовочной смеси из воронки (снижение сыпучести).

Как видно из результатов табл. l, добавка в формовочную смесь оксидов переходных металлов, особенно меди и хрома, с(ижает содержание фенола в отходягцнх газах. Однако в процессе работы такая формовочная смесь теряет начальну10 эффек ги вность, что связа но с засмолением окси 103, нанесенных на формовочную смесь.

111родувка такой смеси воздухом в течение

3 мин (время производственного цикла в реальных условиях) lIpH 350 — 400 С позволяет восстановить первоначальные свойст33 фОрмОВОчнОЙ смеси.

В табл. 2 приведены результаты опытов, включающих продувку формовочной смеси воздухом.

Продувку проводили в реакторе кипящего слоя Йри 320--440 С с объемной ско— 1 ростью воздуха около 10 тыс. ч . Опыты проводили в условиях, аналогичных примеру, дополнительно была введена лищь стадия нагрева отработанного формовочного материала до требуемой температурьг в то5

В табл. 2 приведено суммарное количество фенола, т. е на стадии термодеструкции (моделирование заливки) и стадии нагрева и продувки воздухом формовочного материала. Сыпучесть формовочного мате"О риала измеряли после стадии термодеструкции.

Результаты, приведенные в табл. 2, показывают, что нагрев отработанного формовочного материала до 350 — 400 С в токе

15 воздуха позволяет повысить сыпучесть формовочного материала и снизить выбросы вредных веществ (фенола) в воздух. Причем наличие оксидов меди или хрома значительно увеличивает этот эффект, так как оксиды катализируют процесс окисления органических веществ на поверхности формовочного материала, причем окисление проходит, в основном, до безвредных продуктов — углекислого газа и воды.

При нанесении на формовочный мате25 риал только оксидов меди происходит постепенный унос оксидов вследствие низкой адгезии этих оксидов к поверхности и Нх разрушения при нагреве в кипящем слое.

Лучшая адгезия наблюдается у оксидов хрома, однако регенерация Нх происходит медленнее, чем оксидов меди.

XopoIIIvIo стабильность по сыпучести имели формовочные материалы, содержа(цие одновременно оксиды меди и хрома.

Наилучшие показатели по снижению выбросов вредных веществ и сохранению сыпучести были достигнуты с формовочными материалами, содержащими дополнительно порошкообразныи адсорбент — азпомогель в количестве 5- — !Оо.

Опыты проводили в усlloBHRx, аналогичным описанным выше, температура прогрева формовочного материала в токе воздуха (регенерация) составляла 380 С.

В табл. 3 приведено содержание вредных

45 веществ в отходящих газах, определяемое по сумме веществ, образовавшихся при деструкции (760 С) и продувке воздухом (380 С).

Результаты табл. 3 показывают, что введение алюмогеля в формовочный материал дополнительно с оксидами меди и хрома

50 значительно стабилизирует сыпучесть формовочного материала и снижает количество вредных веществ в отходящих газах. Это связано с тем, что органические соединения прочно адсорбиру1отся алюмогелем при деструкции смоляного связующего, а при нагре55 ве формовочного материала десорбирован. ные органические. вещества практически полностью окисляются в присутствии катализатора (оксидов хрома и меди) до диоксида углерода и воды. Оптимальное количество a,lþìoãåëÿ составляет 5 — 15%. При мень2060

6 ки, ста новку rT<>ржней, соедин< .н1!е Tc1)i»вЂ” ней с атмос<рерой, заливку металла в форму под вакуумом, о«лаждение н и;»лс кние отливок и о«лаждение формовочного материала, отлинаюи<ай<я тем, что, с нсл»к) получения сложны«отливок с использованием песчано-смоляных стержней н снижения выброса вредных веществ, в с» иучий формовочный материал вводят оксилы -алюминия, меди и хрома, а после извлечения

10 отливки сыпучий формовочный материал l(ilгревают в токе возду«а >до 850--400 С.

2. Способ tlo и. 1, отлинаюц«<1ся Tc«, что сыпучий формовочный материал со.гержит окспды алюминия, меди и «рома прп следующем соотношении ком:юнс >л<ш, мас. %:

Оксп 1»l алюминия 5 -15

Оксиды мели и «рома О,! 2,0

Кварцев»<й песок Остал»»ос и<ем количестве постепенно у«удшаются.технологические и санитарно-гигиенические свойства формовочного материала, а свыше

157, эти показатели практически остаются прежними, но стоимость формовочного материала увеличивается.

Использование предлагаемого способа в литейном производстве позволяет получать отливки сложной конфигурации. При этом улучшается работа вакуум-насосов и снижается количество вредных веществ, выбрасы ваемых в атмосферу с отходящими газами.

Формула изобретения

l. Способ получения отливок, включающий изготовление формы из сыпучего формовочного материала на основе кварцевого песка методом вакуумно-пленочной формовТа блица 1

Содержание фенола в отходящих газах, мг при прокалке и охлаждении формовочной смеси по циклам

Содержание добавок в <формовочной смеси, мас.ь

2-й

1 0-й

700 С 20 С 700 С 20 С

700 С 20 С 700С О С

0,36

О, 12

О, 062

0,03

0,01

0,01

0,24

0,28

0,31

0,08

О, 12

0,10

О, iL5

0,01

Отс.

0,10

0,05

О, 11

0,04 <=. з „доба в,ки (по прототипу)

С О 0,5

СиО 1,0 03 0.> з

cr03 1,0

CuO u, 5+СВОЗ О, 5

МцО О, 5

Ъот 0,5

Feäо 1,0 с<О О, э+! 1ц

0,21

О, 12

0,03

0,02

Отс.

0,01

0,15

0,05

0,15

0,06

0,85

0,20

О,О8

0,12

0,05

0,03

0,63

0 56

0,63

О, 1о

0,64

0,32

0,09

0„05

0,05

0,03

0,56

0,63

0,44

0,3

> э

I > Э

О 44

0,12

0,16

0,12

0,92

0,96

1,6

0,32

0,96

0,44

0,18

<), 10

0,12 О 14

0,64

0,84

0,98

0,35 >

- > -

G" о,, О 62

0,))

> 3 о )

0,28

1,53 д 98

2,44 и>84

l-1

17!2060

Та блица 2

Содержа ни оксидов в

Формовочной смеси, мас. Х

Содержание, фенола в отходящих газах, (мг), и сыпучесть (с), ы зависимости от цикла работь!

Температура про2-й

5-й

1-й грена смеси,С о мг с мг c. мг с

5,2 0,30

5,2 0,17

5а2 0,14

5,1 0,15

5, 1 . О, 15

6,0

3 ф Э

5,4

5,4

5,3

0,48

0,24

0,23

0,22

0,22

5,5

5,4

5,1

5,2

5,2

4,8 0,16

4,9 0,15

4,9 0,15

4,9 0,13

4,8 0,12

О, 10

О, 10

0,09

0,09

0,08

440

Си0 1

5,1 0,22

5,1 0,14

5,0 0,13

5,0 О, t2

3,0 0,,12

5, 2 О, 16

5,0 0,05

5,0 0,02

5,0 0,01

5,0 0,01

4,9 0,01

Cr0 1

СиО 0,5+

Сг03 0,5

Без оксидов (для сравнения) 400 0,12 5,0 0 25 5,2 0,39 5,5 0,69 6,2

Та блица 3

Содержание вредных веществ в отходяших газах, мг

Содержание в формовочной смеси, мас.7.

Сылучесть формовочной смеси» с

10-й цикл

1-й цикл та- Б er<А1е оз cuo cro> ,l!!ета- Бен-1 Толуол! Фено нол зол

1-й цикл 10-й цикл о,гз

0,16

О,!4

О,гг о,о! ото.. отс., отс. отс.

0,15

0,16

Составитель В. Сазонов

Редактор Л. Веселовская Техред А. Кравчук Корректор Л. Пилипенко

Заказ 493 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС

СССР

1! 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Рау шская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101! о

1 г

5! о 1 5. го г5

440

0,5

1,о г,о

О,5

0,05 о,о!

0,15 о,г

О,г5 о о

0,05

0,02

0,01

0,01

0,01

0,05

0,01

0,01

0,01

0,01

0,01 о о,!о

О О,!1

О 0,09 г,5 0,14

0,05 0,19

О, 1 О, 1г

О, 15 О, 16

О,г 0,19

О,г5 0,09

1,о- о,оз г,о 0,03

4,9

4,9

4,9

4,9

4,9

5,0

4.,9

4,9

4,9

4,8

4,8

О, 15 0,08

0,17 0,1г

0,11 0,09

О,г1 0 г3

0,19 0,17

О,г5 0,16

О,гз 0,16

О,г5 0,17

О,19 О, !О о,го О, 15

О,гг О 17

0,08

0,04

0,04

0,05

0,05

0,10

0,02

0,01

0,01

0,01

0,01 отс. О, гз отс. О,г1 ото. О,гз

0,07 0,19 отс. 0,15 отс. О,гг отс. О,го отс. О, 18

0,01 О,гз

0,01 О,г8

О,ог О,зг

0,41

0,31

o,ãþ о,зо

О,г5

О,го ..1, г1 о,зо о,зо

О,!7

0,1г

0,4г

0,33 о,г! о,зо

О,17

О,11

О, 14

0,18

О,г!

5 5

5,3

5,2

5,1

5,4

5,1

5,1

5,1

5,1

5,0

0,36

О, 1 7

О, 16

0,16

0,15

0,26

J,О5

0,02

0,01

0,01

0,01

5,0

5,0

5,г

5,0

5,0

4 8

4,8

4;9

4,9

4,9

4,9

6,0

5,6

5,4

5,4

5,3

5,8

5,2

5,2

5,2

5,1

5,1

5,4

5„!

5,5

5,1

5,0

4,8

4,8

4,8

4,9

5,0

5,!