Смесь для изготовления литейных стержней и форм, отверждаемых тепловой сушкой

 

Союз Советсимк

Социалистические

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (l910308 (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 16. 06. 80 (21) 2975268/22-02 (5 l ) М..Кл.

В 22 С 1/20 с присоединением заявки .% (23) Приоритет

РВ1деуствайа6 квинтет

CCCP ие делен езебретеиий н етерытяй

Опубликовано 07. 03. 82. Бюллетень М 9

Дата опубликования описания 09.03.82 (53) УД6(621. 742. .4(o88.8) Е.Н.Евстифеев, П.И.Ткаченко, К.С.Поповян, и Ю. Л.Перевозкии /

1 д

1.,;

Р

:„ „

Ростовский-на-Дону научно-исследователь кий институттехнологии машиностроения

/ (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫК СТЕРЖНЕЙ

И ФОРМ, ОТВЕРЖДАЕМНХ ТЕПЛОВОЙ СУШКОЙ

Изобретение относится к литейному производству, в частности, к составам смесей.для изготовления литейных стер>хней и Форм, отверждаемых тепловой обработкой, и может быть использовано при производстве отливок из серого и ковкого чугуна.

Известна смесь для изготовления литейных стержней и Форм, отверждаемых тепловой обработкой, содержащая наряду.с огнеупорным наполнителем связующее на основе лигносульфонатов и активатор связующего, в качестве которого используется мочевина, либо поваренная соль, либо щелочь (1).

Лучшие результаты в этом случае обеспечиваются при активации лигносульфонатного связующего мочевиной, однако достигаемая при этом степень упрочнения стер>хней относительно невелика и выявляется при тепловой обработке не менее 40 мин, что снижает произ" водител ьност ь стержневых участков.

Известна также активация лигно:., сульфонатного связующего амйноспирта ми,- например, триэтаноламином f2).

В этом случае достигаются весьма высокие прочности стержней и. форм в течение сокращенной по длительности тепловой сушки (6-5 мин), однако. повышенный расход связующего (7 вес 4) приводит к необходимости повышенных усилий для ее уплотнения в оснастке и возрастанию газотворной способности.

Кроме того, эта смесь склонна к пережогу в процессе тепловой сушки, т.е. легко разупрочняется при выходе за узкие рамки обусловленного теплового режима.

Согласно другому техническому решению лигносульфонатное связующее активируют жидким полиэтиленимином (3).

Однако при этом требуется предварительная обработка связующего щелочью, что усложняет технологический процесс и .ухудшает санитарно-гигиенические условия труда.

3 910308

Кроме того, для достижения высоких прочностей требуется тепловая сушка в течение весьма длительного времени (до I чj, что отрицательно сказывается на производительности стержневых участков.

Наиболее близка к предлагаемой смесь для изготовления литейных стержней и форм, отверждаемых тепловой сушкой, содержащая ингредиенты при следующем соотношении, вес. 4;

Связуюцее на основе лигносульфонатов 5

Сульфат аммония 0,5

Огнеупорный наполни1S тель Остальное (4)

В качестве активатора лигносульфо- натов в этой смеси используется суль.фат аммония.

Существенно при этом, что сульфат аммония непосредственно вводить в лигносульфонатное связующее нельзя, поскольку в его присутствии в связующем образуются структурные сетки, охватывающие весь объем золя. Диспер" сионная среда (вода) захватывается сеткой, т.е. полностью иммобилизуется, вследствие чего лигносульфонатное связующее теряет текучесть и перехо. дит в твердообразное состояние. Обра« зовавшийся гель не может быть использован в качестве связующего, Сульфат аммония можно вводить только в наполнитель, но при этом он недостаточно равномерно распределяется в смеси. В местах повышенного скопле- З5 ния сульфата аммония наблюдается значительное поглощение влаги, что приводит к комковайию смеси. Это, в свою очередь, вызывает расхождение в показаниях прочности образцов, приготовив ленных из одного замеса.

С течением времени за счет сульфата аммония происходит понижение сольватации частиц дисперсной Фазы связующего, что приводит к его застуднева--45 нию. Смесь теряет живучесть.

Иммобилизация воды делает смесь сухой. Это уменьшает прочность стержней и форм, придает им повышенную осыпаемость.

Цель изобретения - снижение склон" ности к перемогу стержней и форм в

1 процессе тепловой сушки, а также снижение их осыпаемости и гигроскопичности.

Для достижения поставленной цели смесь для изготовления литейных стержней и форм, отверждаемых тепловой

4 сушкой, включающая огнеупорный наполнитель, связующее на основе лигносульфонатов и активатор теплового отверждения, содержит в качестве активатора солянокислый гидроксиламин при следующем соотношении ингредиентов, вес.3:

Связующее на основе лигносульфонатов 4,50-4,85

Солянокислыи гидр оксиламин 0,15-0,50

Огнеупорный наполнитель Остальное

В качестве связующего, содержащего лигносульфонаты, может быть использована сульфитно-дрожжевая бражка (СДБ). В зависимости от условий

СДБ может проявлять свойства, характерные как для истинных растворов, так и для типичных залей.

В качестве неорганического активатора СДБ используется гидроксиламин солянокислый, представляющий собой бесцветные кристаллы, растворимые в воде, химическая формула

НН ОН НСВ., В отличие от сульфата аммония солянокислый гидроксиламин является более слабым электролитом-коагулятором. Образующийся рыхлый гель сохраняет текучесть. Гелеобразующее действие солянокислого гидроксиламина объясняется его способностью дегидратировать мицеллы СДБ, что облегчает соединение их между собой и создание . рыхлых сетчатых структур.

Нагревание раствора соляиокислого гидроксиламина в СДБ переводит сту- день в легкотекучую жидкость; при этом не происходит необратимых химических изменений. Нагретый раствор активированной .СДБ вводят в бегуны и перемешивают с песком до состояния однородной смеси .

При содержании солянокислого гидроксиламина в составе смеси ниже

0 15 вес.3 нивелируется его влияние как активатора связующего, а при содержании более 0,5 вес.3 дальнейшего улучшения свойств не наблюдается

Изобретение иллюстрируется следующим примером.

Стержневую смесь на Верхне-Днепровском кварцевом песке марки 1КО2А с содержанием глинистой составляющей до 1,03 приготовляли в лабораторных бегунках модели .RS315..При приготовлении состава по прототипу перемешивали сульфат аммония с кварцевым песком

910308

Таблица 1

Наименование

Содержание ингредиентов, вес.3 ингредиентов

ЮЮЮЮЮ

1 2

4 (по.прототипу) Ю ЮЮ«ЮЮ»

Кварцевый песок 1К02Л .

95 94,5

Сульфитнодрожжевая бражка

4,85 4,75 4,50 . 5,0

Сульфат,аммония

0 5

Гидроксиламин солянокислый 0,15 0,25 0.,50

« ЮЮ Ю»» Ю«Ю«ЮЮ«

Таблиц а 2

Показатели свойств для смесей ЙИ

Свойства

Ю «

1 2 . 3

4 {прототип) ...Прочность на сжатие, кгс/см, в сыром состоянии

0,175 0,160

О, 104 0,120

Прочность на растяжение, кгс/см восле сушки при ,250410оС в течение:

6,2 7,8

10,0 12,0

6,0 7,4 ф,8 5 2 11,6 7,0

5,8 7,4

10,2 5,2

6,2 3 5

5 ьи н

30

S в течение I мин, Продолжительность перемешивания свяэуецего для известного состава и составов по изобретению составляла 4 мин. При этом смесь по изобретению приготавливали введением в песок заранее приготовленной композиции из подогретой СДБ и солянокислого гидроксиламина.

В табл. 1 приведены составы смесей tN 1-3 по изобретению и Н 4 со- 10 гласно известному техническому решению (4 .

Из смесей изготовляли стандартные образцы для испытаний и отверждали их при 250ИО С. и

6 физико-механические свойства . стержневых смесей приведены в табл. 2.

Из табл, 2 следует,. что смесь по изобретению способна отверждаться в течение весьма короткого цикла tenловой обработки (5-10 мин) и в то же время сохраняет достаточный уро". вень прочности при возрастании продол кительности тепловой сушки до 3060 мин, что снижает склонность стерж ней и форм к пережогу в процессе их тепловой обработки.

Кроме того, смесь по изобретению обладает пониженной осыпаемостью и гигроскопичностьв.

Продолжение табл.

910308

Свойства

Показатели свойств для смесей IO

3 4 (прототип) Осыпаемость, после сушки при

250310оС в течение:

0,45 0,12

2,40 1, 15

l0 мин

0,15 3,4

1,94 9,2

Гигроскопичность, после сушки при

250т.10>С в течение 10 мин

0,28 0,30

0 31 0,65

Газопроницаемость, ед. 390

435 300

410

Солянокислый гидроксиламин

Огнеупорный наполнитель

Формула изобретения

О, 15-0,50

Остальное

Составитель С. Тепляков

Ренактор Б, февотов ТехревЕ.ХаритОнчик Корректор С. Шекмар

Заказ 966/9 Тираж 853 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Смесь для изготовления литейных стержней и форм, отверждаемых тепловой сушкой, включающая огнеупорный наполнитель, связующее на основе лигно-

1 сульфонатов и активатор теплового . ЗЭ отверждения, отличающаяся тем, что, с целью снижения склонности к пережогу стержней и форм в процессе тепловой сушки, уменьшения их осы- паемости и гигроскопичности, она со- .js держит в качестве активатора теплово" го отверждения солянокислый гидроксиламин при следующем соотношении ком- . понентов, вес.Ж:

Связующее на основе 4о лигносульфонатов 5=4,8

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Литейное производство, 1975, N 1, с. 4-6.. 2.; Авторское свидетельство СССР . по заявке Ю 2579328/22-02, кп. В 22 С 1/2.0, :1978.

3, Авторское,свидетельство СССР по заявке И" 26950Щ/22-02, кл. В 22 С I/20, 14.01.80.

4. Литейное произаодство, 1976, М 3, с. 23.