Способ получения холоднотвердеющего связующего для литейных форм и стержней

 

т ц 5029I4

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сове Советских

Сокивлиотических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 20.09.74 (21) 2063415/23-5 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.02.76, Бюллетень № 6

Дата опубликования описания 06.07.76 (51) М. Кл.- "С ОЗН 5, 0т1

Госуаврстввнный комитет

Совете Министров СССР по лвпвм изобретений и открытий т. Тт-1 ° 6- бро

1 ..т (72) Авторы изобретения

Ю. П. Васин, 3. Я. Иткис, В. A. Ширинкин, А, А. руглйков-- .. и И. А. Зимина

1

Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ХОЛОДНОТВЕРДЕЮЩЕГО

СВЯЗУЮЩЕГО ДЛЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ

Изобретение относится к области получения синтетических связующих, применяемых в литейном производстве для изготовления литейных форм и стержней.

Известен способ получения холоднотвердеющего связующего для литейных форм и стержней путем совмещения сульфитно-спиртовой барды с отвердителем — солями шестивалентного хрома или органическими соединениями (1).

Однако стержни и формы, изготовленные из связующего, полученного по известному спосооу, характеризуются низкои скоростью отверждения и имеют недостаточ:lylo механическую прочность на сжатие — до 5 — б кг/см через 3 — 4 ч. Кроме того, применение солей шестивалентного хрома в качестве огвердителя сульфитно-спиртовой барды крайне ограничено из-за их высокой токсичности.

Для получения связующего для литейных стержней, обладающего высокой скоростью отверждения на холоду и высокой механической прочностью по предлагаемому способу сульфитно-спиртовую бард . модифицируют фуриловым спиртом при 50 — 60 С с одновременным обезвоживанием под вакуумом. Сульфитно-спиртовую барду берут в количестве

85 — 100 вес. ч., фуриловый спирт 50 — 65 вес.ч.

Пример 1. В металлический реактор, 5 снабженный холодильником, мешалкой, пароводяной рубашкой и вакуум-сборником вводят а) 90, б) 100 вес. ч. сульфитно-спиртовой барды и а) 60, б) 50 вес. ч. фурилового спирта.

Исходная сульфитно-спиртовая барда имеет

1О следующие характеристики: содержание сухого остатка а) 50, б) 60о о, растворимость в воде неограниченная, вязкость по вискозиметру

БЗ-1 при 20 С и диаметре сопла 5,4 мм 110—

120 с, рН 7,0 — 7,2. После перемешивания в те15 чение 15 — 22 мин в рубашку подают пар и содержимое реактора нагревают до 50 — 60 С.

При температуре 50 — 60 С и . авлении 600-700 мм рт. ст, осуществляют модификацию сульфитно-спиртовой барды фуриловым сиир20 том при одновременном обезвоживан l;l. По достижении коэффициента рефракции 1,501-1,510 вакуум отключают, вместо пара в рубашку подают воду, реакционную смесь охлаждают до 20 — 25 С и готовое связующее

25 сливают. Режим и последовательность операций приведены в таблице.

502914

Режим операции

Количество исходных компонентов, вес. ч

Выход вес, ч

Козффициент рефракции

Давление, мм рт. ст.

Время, Температура, С

Операция мин

Не выше

50 С

Не выше 50

Сульфитно-спиртовая барда

Фуриловый спирт а) 90 б) 100 в) 60 о) 50

Не более а) 15 — 17 б) 20 — 22

10 — 20 а) 50 — 55 б) 55 — 60 а) 50 — 55 б) 55 — 60 а) 50,0—

65,0 б) 55,0—

60,0

40 — 45

20 — 25 а) 600 — 650 б) 650 †7 а) 600 †6

1 — 2 а) 20 — 25 б) 30 — 35 а) 1,501 б) 1,510 б) 650 †7

Сброс вакуума

Слив связующего

1 — 2 а) 122,1 б) 116,4

4,6

Перемешивание фурилового спирта и сульфитно-спиртовой барды

Нагрев смеси

Создание вакуума

Выдержка смеси под вакуумом

Характеристика связующего

1. Внешний вид — сиропообразная жидкость от темно-красного до коричневого цвета.

2. Растворимость в воде полная при любых соотношениях.

3. Вязкость по В3-1 при диаметре сопла

5,4 мм, с а) 120 б) 180.

4. Время отверждения с 20 — 85О/о ортофосфорной кислотой при 20 С, мин а) 2,5, б) 1,8.

5. Прочность связующего с 20%-ной ортофосфорной, кислотой при 20 С через 4 ч отверждения на сжатие, кгс1см г) 100, б) 120.

Пример 2. B металлический реактор, снабженный холодильником, мешалкой, пароводяной рубашкой и вакуум-сборником вводят а) 85, в) 105 вес. ч. сульфитно-спиртовой барды и а) 65, в) 45 вес. ч. фурилового спирта. Исходная сульфитно-спиртовая барда имеет следующие основные характеристики: содержание, сухого остатка а) 50, б) 60%, растворимость в воде неограниченная, вязкость по вискозиметру В3-1 при 20 С и диаметре сопла 5,4 мм, 110 — 120 сек, рН 7,0 — 7,2, После перемешивания в течение 15 — 20 мин в рубашку подают пар и =одержимое реактора нагревают до 50 — 60 С. После этого создают небольшое разрежение. При температуре 50—

60 С и давлении 600 — -700 мм рт. ст. осуществляют модификацию сульфитно-спиртовой барды фуриловым спиртом при одновременном обезвоживании. По достижении коэффициента рефракции 1,510 — 1,501 вакуум отключают, вместо пара в рубашку подают воду и охлаждают полученное связующее, после -.его готовое связующее сливают из реактора. Выход 110,1 — 132,8 вес. ч. При осуществлении варианта б) (пример 2) происходит пенообразование связующего (образование «козла»).

При осуществлении варианта a), пример 2, связующее имеет следующие характеристики.

Внешний вид — сиропоооразная жидкость темно-красного цвета.

Растворимость в воде — полная, при любых соотношениях.

Вязкость по ВЗ-1 прн диаметре сопла 5,4 мм 230

Время отверждения с 20—

85 /о-ной фосфорной кислотой при 20 С, мин

Прочность на сжатие связующего с 20 /о-ной ортофосфорной кислотой при 20 С через 4 ч. отверждения, кгс/см 54

15 Для чугунного, стального и цветно|го литья рекомендуется, например, следующий состав смеси, вес. /о, Кварцевый песок — 94

Связующее на основе суль20 фитно-спиртовой барды и фурилового спирта 5

Катализатор (бензолсульфокислота) 1,0

Ниже приведена зависимость прочности на сжатие от времени отверждения:

Время, ч 0,5 1 2 3 4 24

Прочность на сжа- 2,0 10,0 12 24 40 45

30 тие, кг/см

Осыпаемость смеси 0,5 — О,бо/о, газотворная способность 14 — 15 см /г, газопроницаемость

350 — 400 единиц, срок службы 20 — 25 мин, 35

Формула изооретения

Способ получения холоднотвердеющего связующего для литейных форм и стержней сме40 шением сульфитно-спиртовой барды с отвер.

502914

Использо„a . ная литература.

Составитель И. Гинзбург

Техред 3. Тараненко

Редактор Л. Емельянова

Корректор Л. Денискина

Заказ 1320/7 Изд. № 1113 Тираж 630 Подписное

1ЛНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр, Сапунова, 2 дителем, отлич аюшийся тем, что с целью увеличения скорости о;верждения связующего на холоду и получения высокопрочных литейных форм r стержней, сульфитно-спиртовую барду мгод,:фицируют фуриловым спиртом при

50 — 60 С с одновременным обезвоживанием под вакуумом при соотношении 85 — 100:50—

65 соответственно. (1j. А. Л. Садомский. Исследование и разработка новых составов жидких самоот5 верждающих смесей с сульфитной бардой».

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук.