Холоднотвердеющая смесь для изготовления литейных стержней и форм
Сева Севетеатк
Соцмаянетнчееннк
Рестт1тбямм
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. свил-ву— (22)Заявлено 03.10.80 (21) 2991474/22-02 (5l )M. 5(л.
В 22 С 1/22 с присоединением заявки М
3ЭеударетееккИ кемктет
СССР ав делам кзееретекнй н етерытн1 (23) Приоритет (53) УДК 621.742..4(088.8) Опубликовано 15. 07.82. Бюллетень № 26
Дата опубликования описания 17. 07.82
В М. BopTHVIK . H. В. Коренбттом 1" 1» ""т и 6. M. Альтерман I 1Л <4. : i. Iy..
td " ц (72) Авторы изобретения (71) Заявитель
Всесоюзный проектно-технологичес тяжелого машинос троения (54 ) ХОЛОДНОТВЕРДЕЮЩАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
ЛИТЕЙНЫХ СТЕРЖНЕЙ И ФОРМ
Изобретение относится к литейному производству, а,.чменно к составам холоднотвердеющих смесей для изготовления литейных стержней и форм.
Известны формовочные смеси холодного отверждения, содержащие огнеупор5 ный наполнитель, карбамидную смолу и кислый катализатор 1 1 ..
Однако указанные смеси обладают низкой термостойкостью и вследствие этого используется главным образом при изготовлении стержней для цветно"
ro литья. Кроме того, срок использования карбамидных смол ограничивается как правило тремя месяцами.
Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату, является холоднотвердеющая смесь для изготовления литейных стержней, содержащая кислый катали- 2о затор (1,2 мас.3), связующее в виде карбамидной смолы, например, марок
УКС йли М 19-62 (2 мас.3) в сочетании с модифицирующей добавкой на основе
2 продуктов переработки пентозансодержащего сырья, а именно фуриловым спиртом (0,7 мас.3) и огнеупорный наполнитель (остальное до 100 мас.3) f2 ). Данная смесь при оптимальном соотношении ингредиентов позволяет получать достаточные физико-механические свойства. Однако при использовании данной смеси трудно добиться повышенной живучести, которая необходима в процессе изготовления крупных стержней и форм, а также в случае наличия в технологической схеме смесителей периодического действия, Срок использования связующего (смолы с Фуриловым спиртом) ограничивается 9-12 месяцами. Кроме того, они дорогостоящи и фуриповый спирт дефицитен.
Целью изобретения является повышение стабильности связующего при хра-. нении, увеличение живучести смеси и снижение ее себестоимости.
Цель достигается тем, что холоднотвердеющая смесь для изготовления
35
942859 литейных стержней и форм,, .включающая огнеупорный наполнитель кислый катализатор и связующее в виде карба; мидной смолы, в сочетании с модифицирующей добавкой на основе продук3 тов переработки пентозансодержащего сырья, содержит в качестве указанной добавки кубовый остаток от производства фурилового спирта методом гидрирования фурфурола при следующем соотношении ингредиентов, мас. :
Кислый катализатор 0,5-1,8
Карбамидная смола 1,5-2,5
Кубовый остаток от производства фурилоаого спирта методом гидрирования фурфурола 1,0-1,5
Огнеупорный наполни"
20 тель Остальное
Кубовый остаток от производства фурилового спирта методом гидрирования (обработки водородом) фурфурола представляет собой жидкость темноко-.. ричневого цвета без механических включений с плотностью при 20оС 1,1301,145 г/см и имеет следующий примерный химический состав, мас.6:
Фриловый спирт 10,0
Метилфуриловый спирт 2,0
Фурфурол 1,2
Мет илфу рфу рол 0,01
Пентандиолы 33,0
Смолистые вещества 48,8
Прочие органические примеси Остальное
Из анализа приведенного выше. химического состава кубовых остатков сле4О дует, что по сравнению с техническим фуриловым спиртом они должны рассматриваться как сложная композиция с индивидуальным составом на основе преимущественно пентаидиолов и смолистых веществ, в то время как "фурановая часть" представлена s них сравнительно скромно (общее ее содержание не превышает 153).
Использование кубового остатка фуриЛового спирта в составе смеси менее 1,0 мас.3 незначительно увеличивает живучесть смеси и практически не меняет срока стабильности связующего по сравнению с известныч. Повышение количества его сверх 1, 5 .мас. уже не приводит к существенному уве" личению живучести смеси и срока хра4 нения связующего. Вместе с тем, наблюдается ухудшение санитарно-гигиенических ус,повий труда на участке заливки. Оптимальная добавка кубовых остатков фурилового спирта увеличивает живучесть смеси в 3-4 раза.
Регулирование живучести в широких пределах при использовании кубовогоостатка в составах холоднотвердеющих смесей возможно в связи с присутствием в кубовом остатке фурилового спирта пентандиолов, относящихся к классу многоатомных спиртов. Введе" ние спиртов в смолы способствует этерификации высокореакционных метилольных групп и образованию более стабильных этоксильных групп. В соответствии с изобретением в составе смеси могут быть использованы г1обые карбамидные (мочевино-формальдегидные) смолы, способные отверждаться при комнатной температуре в присутствии кислого катализатора (смолы марок
УКС, УКС-Л, М-19-62 и т.д.). Смога
УКС, например, вводится в пределах
1,5-2,5 мас.3.
В качестве катализатора в смеси по изобретению могут применяться органи- . ческие и минеральные кислоты (бензолсульфокислота, ортофосфорная кислота, азотная кислота и др.), соли (хлорное железо, азотнокислое железо и т.д.), комплексные катализаторы, например, "хроматрон" и т.д. В качестве огнеупорного наполнителя смесь по изобретению содержит лобой огнеупорный материал, применяемый в литейном производстве, например, кварцевый песок.
Порядок приготовления смеси следующий.
Добавку кубового остатка от производства фурилового спирта целесообразно предварительно смешивать со смоляным связующим и вводить в процессе приготовления смеси в виде единой композиции. В остальном технология приготовления смеси не отличается от известной.
В табл. 1 приведены составы предлагаемых и известных смесей.
Свойства смесей приведены в табл.2. Как видно из табл. 2, связующее в предлагаемой смеси имеет больший срок стабильности, что расширяет возможность его широкого использования в условиях транспортировки на большие расстояния и длительного хранения.
Смесь по изобретению обладает повышенТаб лиуа 1
Содержание ингредиентов, в смесях, мас.3
Ингредиенты
Предлагаемых
1 2 3 Известный
1 1
95. 3 95,6 95,8 96, 1
Кварцевый песок
Карбамидная смола УКС .фуриловый спирт
2,0 2,0 2,0 2,0
0 7
Кубовый остаток, содержащий 103 фурилового спирта и 333 пентандиолов
Н>РО, плотностью
1,57 г/см
1,5 1 2
1,2 1,2
1,0
1,2 1,2
Таблица 2
Свойства
Смесь
Предлагаемая
Т 3
Известная
Прочность на сжатие, кгс/см через, ч
24
3,8-4,4 6,0-8,0
12-14 14-16
30-35 30-35
2,0-2,5 2,5-3,1
8,0-10,0 10-12
30-32 32-35
Живучесть смеси (no потере образцами 304 начальной прочности), мин
5-8
18-20 14-16 1 0-12
5 942859 6 ной живучестью, что особенно важно . тью стержней и является достаточной дпя изготовления крупных стержней и для изготовления стержней III-V класформ. Кроме того, повышенная живу". сов сложности. Термостойкость и газочесть. смесей обеспечивает возможность творнооть предлагаемых и известных изготовления качественных стержней з смесей выражаются величинами примерно на технологических участках, осна- одного и того же порядка, т. е. принцищенных смесеприготовительными агрега- пиально близки. тами пе риодич еского действ ия. В то же время известная смесь треИз со оставления прочностных по- бует использования дорогого(1000руб/т) казателей смесей, приведенных в >,, 10 и крайне дефицитного фурипового спир- табл. 2, видно, что предлагаемая та, тогда как смесь по изобретению смесь обладает пониженной (по сравне- позволяет использовать побочный пронию с известной) прочностью на на- дукт основного производства, за счет чальных этапах затвердевания и практи- чего имеет место существенное снижечески одинаковой прочностью на конеч- ts ние затрат на материалы и достигаетных этапах отверждения. Пониженная ся уменьшение себестоимости смеси. поочность предлагаемых смесей на на- Рекомендуемая область применения чальном этапе отверждения (2,0 -. смеси по изобретению - стержни и фор.-.
4,4 кгс/см на сжатие через 1 ч) мы при производстве отливок из чугукомпенсируется повышенной эластичнос- zo на и цветных сплавов.
942859
Продолжение табл. 2
Смесь
Свойства
° 4В В °
Предлагаемая
1 Г
Известная
Стабильность связующего, .48
14 9 12
Термостойкость связующего no коксовому числу 3 38
35 32 40
Газотворность смеси, см /г 12,1
10,4 10,2
12,4
Кислый катализатор
Карбамидная смола
Кубовый остаток от производства фурилового спирта методом гидрирования фурфурола
Огнеупорный наполнитель
0,5-1,8
15-25
1, 0-1,5
Остальное
Составитель С. тепляков
Редактор М. Товтин Техред C.Ì ÃÓ o Корректор А. Фере ц
Заказ 4956/13 Тираж 852 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
11)03 Москва, Ж-35 Раушская наб. д. 4Д» . Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4
Формула изобретения
Холоднотвердеющая смесь для изгот товления литейных стержней и форм, вклочающая огнеупорный наполнитель, кислый катализатор и связующее в виде карбамидной смолы в сочетании с модифицирующей добавкой на основе продуктов переработки пентозансодержащего,сырья, а т л и ч а ю щ а яФ ... с я тем, что, с целью повышения стабильности связующего при хранении, увеличения живучести смеси и снижения ее себестоимости, она содержит в качестве модифицирующей добавки на ЗВ основе продуктов переработки пентозансодержащего сырья кубовый остаток от производства фурилового спирта методом гидрирования фурфурола при следующем соотношении ингредиентов, js мас.3:
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. "Литейное производство", 1973, М 12, с. 11, табл. 2.
РТМ 37.002.016$-,74 Минского филиала НИИТавтопрома "Технологический процесс изготовления стержней из холоднотвердеющих смесей. Оборудование.. Оснастка". Минск, 1974, с. 14, табл. 4.
