Способ реагентной активации формовочных и стержневых смесей
Использование: э литейном производстве при реагентной активации формовочных и стержневых смесей на основе лигносульфонэтных связующих. Сущность; способ заключается в перемешивании сыпучих формозочных материалов, жидкого лигносульфонйга, мочевинной группы и кристаллогидрата железного купороса при 10-60°С с последующей выдержкой при этой температуре для получения однородных свойств смеси во всем объеме смеси.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
° » ф 4 (; ол (Л 1 о
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4863381/02 (22) 10.07.90 (46) 07.10.92. Бюл. М 37 (71) Мытищинский филиал Научно-технического концерна "Визир" и Кременчугский сталелитейный завод (72) Н.X.Èâàíîâ, Н,И.Волошина, Н.В.Подоляко, Л.В.Прохорович и Н.Ф.Пащенко (56) Авторское свидетельство СССР
N 910308, кл. В 22 С 1/20, 1980.
Авторское свидетельство СССР
М 1271619, кл, В 22 С 1/20, 1985.
Чудин Ю.Г. и др. Повышение качества формовочной смеси вводом активирующих добавок. — Литейное производство, 1982, М 5, с.14-15.
Иванов Н.Х. и др. Активизированные формовочные смеси. — Литейное производство, 1975, hL 1, с.4 — 6.
Изобретение относится к литейному производству, а именно к способам реагентной активации формовочных и стержневых смесей на основе лигносульфонатных связующих.
Известен способ повышения качества формовочных и стержневых смесей, изготавливаемых на лигносульфонате, вводом в нее реагентоактивирующих добавок, включающий перемешивание огнеупорного наполнителя, водорастворимого лигносульфоната и активаторов, например едкий натр, поваренная соль, азотнокислый натрий, хлористый аммоний, улучшая качество пластичности, прилипаемости и осыпаемости смесей (см. журнал "Литейное производство" 1982 hh 5, стр.14 — 15, Чудин Ю.Г. и др. "Повышение каЯ2 1766576 А1 (Я)5 В 22 С 1/00, 1/20, 5/04 (54) СПОСОБ РЕАГЕНТНОЙ АКТИВАЦИИ
ФОРМОВОЧНЫХ И СТЕРЖНЕВЫХ СМЕСЕЙ (57) Использование: в литейном пр. изводстве при реагентной активации формовочных и стержневых смесей на основе лигносульфонатных связующих. Сущность: способ заключается в перемешивании сыпучих формовочных материалов, жидкого лигносульфонага, мочевиннол группы и кристаллогидрата железного купороса при 10-60 С с последующей выдержкой при этой температуре для получения однородных свойств смеси во всем обьеме смеси, ества формовочнои смеси вводом активиjk рующих добавок" ), .
Недостатки данного способа:
1) использование укаэанных активирующих добавок с остальными компонентами не позволяет получить требуемую противопригарность, поэтому сухие формы и стержни из этих смесей испсльэуют с применением противопригарного покрытия;
2) этот способ активации смесей приводит к продолжительной сушке литейных форм и стержней (сушка контрольных образцов смеси составляет 30-60 мин для получения максимальной прочности всухую), Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному является способ реагентной активации формовочных и стержневых смесей на основе лигносульфонатных связующих, включающий перемешивание сыпучих материалов с жидким лигносульфонатом и активатором из мочевины, что обеспечиваег снижение сырой и повышение сухой прочно- 5 сти смесей вследствие понижения вязкости лигносульфоната, протекания взаимодействия с редуцирующими веществами лигносульфоната и образованием при атом мочевиноальдегидной смолы, имеющей вы- 10 сокие связующие свойства всухую (см, журнал "Литейное производство", 1975, М 1, стр.4 — 6, Иванов Н.Х. и др. "Активизированные формовочные смеси"), 15
Недостатки данного способа:
1) данный способ реагентной активации смеси не позволяет применять сухие формы и стержни без противопригарного покрытия; 20
2) такая активация не обеспечивает смесям быструю влагоотдачу, т.е., приобретая высокую влагоудерживающую способность, вызывает потребность в продолжительной сушке форм и стержней (сушка контрольных 25 образцов составляет 30 — 40 мин для получения максимальной прочности всухую);
3) реагентная активация по данному способу осуществляется при нормальных или приближенных к нормальным условиям, 30 что ограничивает процесс активации.
Целью изобретения является изготовление форм и стержней без противопригарного покрытия и сокращение продолжительности теплового отверждения. 35
Поставленная цель достигается тем, что в способе реагентной активации формовочных и стержневых смесей, используемых для литейных форм и стержней всырую и всухую, включающем перемешивание 40 сыпучих материалов, жидких технических лигносульфонатов и мочевины, при перемешивании компонентов в смеси дополнительно вводят кристаллогидрат железного купороса одновременно с мочевиной и жид- 45 кими техническими лигносульфонатами. При этом перемешивание осуществляют при 10—
60 С и полученную смесь выдержйвают при этой температуре до получения однородных свойств во всем обьеме смеси. 50
Для осуществления способа используют следующие компоненты, B качестве жидких водорастворимых лигносульфонатов применяют технические плотностью 1,18-1,28 г/см . 55
В качестве сыпучих материалов используют кварцевый песок, маршалит, формовочную глину обычную и бентонитовую, отработанную формовочную и стержневую смесь, шамотный и магнеэитовый порошок.
Глину применяют порошкообразную либо в виде водоглинистой суспензии.
Мочевинная группа содержит мочевину или тиомочевину либо их сочетания в кускообразном, порошкообразном, гранулированном или водорастворенном состоянии, Количество мочевинной группы может быть различным в зависимости от требований технологического процесса, а оптимальным — 0,1 — 10,0% в пересчете на твердое состояние.
Кристаллогидрат железного купороса может вводиться в смесь в кускообразном, порошкообразном, гранулированном или водорастворенном состоянии. Его количество зависит от требований производства.
Предпочтительное его содержание 0,003—
5,0%, в пересчете на твердое состояние, Кристаллогидрат железного купороса вводят в смеси пропорционально содержанию мочевинной группы. Чем больше мочевинной группы в смеси, тем больше содержания кристаллогидрата железного купороса. Чтобы не снижались прочностные показатели сухих форм и стержней, следует соблюдать превышение содержания мочевинной группы над кристаллогидратом железного купороса, Технологические добавки, например керосин, КО, УСК, различные масла, выполняющие функции снижения прилипаемости смесей к оснастке, могут вводиться при технологической необходимости.
Способ реагентной активации смесей выполняют следующим образом.
При температуре компонентов от 10 до бО С перемешивают между собой сыпучие материалы, жидкое лигносульфонатное связующее, мочевинную группу и кристаллогидрат железного купороса до образования однородного состояния в системе смеси.
При этом мочевинную группу и кристаллогидрат железного купороса вводят в смесь либо вместе с сыпучими материалами, либо вместе с жидким лигносульфонатом, При выполнении реагентной активации ниже 10 Q процесс замедляется, протекает неполностью, что приводит к продолжительному приготовлению и технологической нерентабельности.
При выполнении реагентной активации выше
60 С происходит интенсивное влаговыделение при перемешивании смеси, процесс активации не успевает полностью произойти и смеси становятся нетехнологичными.
Полученную смесь выдерживают при
10 †C перед ее использованием для достижения однородных свойств во всем объеме.
В процессе перемешивания компонентов смеси происходит взаимодействие меж/
1 ,( (/
1766576 ду ними, приводящее к фазовому превращению, вызывая высокоактивное состояние системы, обеспечивающее снижение продолжительности теплового отверждения литейных форм и стержней, а также позволяющее исключить применение противопригарного покрытия литейных форм и стержней для получения чистой поверхности стальных отливок, изготавливаемых всырую и всухую.
Результаты испытаний данного способа реагентной активации формовочных и стержневых смесей на основе лигносульфонатных связующих и способа-прототипа приведены в табл.1 и 2. Как видно из табл,1 и 2, при вводе кристаллогидрата железного купороса менее 0,003% не обеспечивается получения чистой поверхности стальных отливок. При вводе его более 5g, снижаются прочностные свойства смеси в отвержденном теплом состоянии, что не позволяет применять их для форм и стержней ответственного назначения. Тепловое отверждение форм и стержней из этих смесей осуществляется при 200-300 Ñ.
Продолжительность выдержки готовой смеси для достижения однородных свойств зависит от ее температуры; чем выше температура, тем меньше продолжительность выдержки.
Разработанный способ реагентной активации позволяет использовать реагентТа б ли ц а1
Влияние ревгентной активации смесей нв продолжительность теплового отверждения
Согласно разработанному техническому решению
Заире" дельм.
Прототип
"г
8 9
80,0 73,0
94ь897 93,9 92,0 87,0
81,5
94,8
Лигносульфонат жидкий технический, мас.ь
5,0
5,000 5,0 5,0 5,0
5,000
0,050
5ю0
5,0 5,0
10>0 12,0 0,2-1 0
Активатор - мочевинная группе, иас.8
1 0 2,0 6,0
0,1 1,0 2,0
20 30 40
10,0
0,100
Кристаллогидрвт железного купороса, нас.2
0,001
5,0
3,5
10,0
0,003
Температура реагентной активации и выдержки снеси, С
60 80
10
Продолжительность теплового отверждения контрольных восьмеричных образцов длн достижения максимальной прочности смесей при
250"С, мин
10 8 12
20
30-40
10 5
Прочность на разрыв от" вержденных теплом смесей, Mila
2,5 0,5 " 0,6-1,5
1,8 2 ° 0 2,3
0,4
0,6
2,8
Компонент, характеристика Дзпре" дельное
Сыпучие еормовочные натериалы, мас.8 94,949 ноактивируемые смеси для сырых и сухих форм, снизить продолжительность теплового отверждения в 1,5 — 5 раз, обеспечить получение чистой поверхности стальных
5 отливок, изготавливаемых по сырым и сухим литейным формам и стержням без применения противопригарного покрытия, и расширить область использования этих смесей за счет осуществления процеСса активации
1G при 10 — 60 С.
Формула изобретения
Способ реагентной активации формовочных и стержневых смесей, используемых
15 для литейных форм и стержней всырую и всухую, включающий перемешиванйе сыпучих материалов, жидких технических лигносульфонатов и мочевины, о т л и ч а ю щ и йс я тем; что. с целью сокращения цикла
20 изготовления форм и стерЖней без противопригарного покрытия за счет сокращения продолжительности теплового отверждения, в смесь при перемешивании компонентов дополнительно вводят кристаллогидрат
25 железного купороса, одновременно с мочевиной или с жидкими техническими лигносульфонатами, при этом перемошивание осуществляют при- температуре от 10 до
60 С и полученную смесь выдерживают при
30 этой температуре до получения однородных свойств во всем объеме смеси, 1766576
Таблица2
Влияние реагентноактивируеных смесей на качество поверхности стальных отливок
Компонент, характеристика
Пределы разработанного технического рееения
Допредельное
Прото тип
Запое" дельное
1 2 > 3 4 ) 5
6 7
Количество иидкого лигносульфоната в смеси, мвс>2
0,5-8,0 5,0
1,0-6,0
2,0-6,0
3,0-8,0
Количество мочевинной группы в смеси, мас.В
1,5 3,0
11>0 0,2-1,0
Количество криствллогидрата железного купороса е смеси, мас.В
0,003-0,20 0,10-1,0
О, 001
10,0
Температура ревгентной активац>е> и выдермки смеси, С
1060
10""60
20
Вид используемых Форм и стерв ней при заливке их сталью
Смесь тех- Сырые, нологична сухие
Сырые, сухие
Сырые, сухие
Сухие
Сырые, сухие
Сухие.
Нет пригара
Пригар
Пригар
Пригар
Пригар
Пригар прн теленке стенок 15-30 ми
Составитель А.Лагута
Редактор Т.Шарганова Техред М.Моргентал Корректор С,лисина
Заказ 3503 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
Пэверхность отливок нэ стали марок 20ГЛ> 20Л, 20ГФЛ при получении их гю Формам и стераням беэ применения про» тивопрнгарного покрытияt при толцине стенок до 15 мм
0,5-0>8 4,0г7,0
0,01-0,09 0,10-1,5
Нет пригара
Незначительный пригар
1,0-3>5
10-60
Нет прига ра
Незначительный пригар
0>6-6>0
8,0-10,0
3,5"5,0
10-60
Нет пригара
Почти чистая nosepxность
