Способ изготовления литейных стержнейи форм p. k. окутина

Союз Советских Социалистических Республик) Да опубликования описания 22.05.8 72) Автор изобретен Р. К. Окутии ипецкая проектно-конструкторская и технологичес я организация ОРГСАНТЕХП РОМ Фф(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ СТЕРЖНЕЙ И ФОРМ Р, К, ОКУТИНАИзобретение относится к области литеи ного производства, а именно к способам изготовления литейных стержней и форм преимущественно массового и крупносе рийного производства. Известен способ изготовления литейных стержней и форм, согласно которому песчано-смоляную смесь приготавливают в смесителе с высокой интенсивностью пере мешивания, создаваемой за счет скорости вращения смешивающего органа 800 об/лин и более, откуда смесь автоматически выдается в камеру пескодувно-пескострельной машины и настреливается в холодную 15 оснастку. Отверждение стержня или формы происходит в холодной оснастке в течение 0,5 - 1 лин благодаря интенсивной поликонденсации смоляного связующего в условиях избыточной фазы катализатора, 20 ,разогрева смеси за счет внутреннего трения при интенсивном перемешивании и максимально быстрого распределения катализатора в пленке смоляного связующего (так называемый Раз - Со 1 Й - процесс). Живу честь смеси в указанном процессе определяется минимальным временем с момента готовности смеси до ее настрела в холодную оснастку и составляет не более 10 - 15 сею 1. 30 Ввиду столь нпзкои живучести смеси, характерной для известного способа 1, излишек смеси в пескострельном резервуаре не может быть использован в следующем цикле изготовления стержня и безвозвратно пропадает, что приводит к повышенным затратам на дорогостоящие стержневые материалы.Известен также способ изготовления стержней и форм, согласно которому песчано-смоляную смесь с живучестью, характерной для холоднотвердеющих смесей (5 - 20 лин) уплотняют в холодной оснастке, после чего ее продувают горячим воздухом 2. При использовании данного способа потери смеси сводятся к минимуму. Однако данный способ требует подвода тепла по всему объему отверждае мого стержня, что приводит к увеличению времени выдержки смеси в оснастке и снижению производительности стержневых и формовочных участков.Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления стержней и форм в нагреваемой оснастке, в соответствии с которым приготавливают песчано-смоляную смесь с высокой живучестью (равной нескольким часам) и осуществляют пескострельно 82724760 пескодувную подачу ее в нагретую оснастку, в которой и происходит отверждение стержня или формы с поверхности на,глубину слоя, достаточную для получения необходимой манипуляторной прочности стержня или формы 3. Продолжительность отверждения стержней в,нагреваемой оснастке составляет в зависимости от их габаритов,и массы от 40 - 45 сек до нескольких минут. Однако желательным является дальнейшее повышение скорости горячего отверждения стержней и форм, что позволит повысить производительность машин, их,изготавливающих.Целью изобретения является сокращение продолжительности горячего отверждения стержней и форм и повышение производительности стержневых агрегатов.Для достижения поставленной цели предлагается способ изготовления литейных стержней и форм, включающий приготовление песчано-смоляной смеси, содержащей огнеупорный наполнитель, синтетическую смолу и кислый отвердитель, пескодувно-пескострельную подачу ее в нагретую оснастку и отверждение стержня или формы, отличительный признак которого заключается в том, что при изготовлении песчано-смоляной смеси вводят кислый отвердитель до получения весовых соотношений синтетической смолы и кислого отвердителя соответственно (1; 0,6) - (1:0,1) и подают указанную смесь в оснастку, нагретую до температуры на 30 - 50 С выше температуры деструкции синтетической смолы.В качестве кислого отвердителя согласно описываемому способу вводят минеральную кислоту или ее кислую соль или органическую карбоновую кислоту. Соотношение синтетической смолы и кислого отвердителя (1: 0,6) - (1: 0,1) характерно для холоднотвердеющих смесей со смоламп с живучестью в пределах 5 - 20 лик. Указанный показатель живучести означает, что смесь согласно предлагаемому способу является более реакционноспособной, чем обычно используемые в процессе изготовления стержней по нагреваемой оснастке песчано-смоляные смеси. Ввиду этого обстоятельства, а также с учетом повышенной температуры нагрева оснастки, обычно уже через 15 - 30 сек на поверхности формы или стержня образуется твердая корочка толщиной от 5 до 15,ил, создающая достаточные прочностные свойства для извлечения стержня из оснастки, затвердев ание оставшейся части смеси происходит после извлечения стержня из оснастки за счет химических реакций, протекающих в связующем по обычному процессу холодного отверждения, ускоренному теплом, аккумулированным в поверхностном слое,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Так как время, контакта смеси с нагретой оснасткой составляет всего 15 - 30 сек, появляется возможность нагревать стержневой ящик до более высоких температур, чем это обычно принято при изготовлении стержней в нагреваемой оснастке, а именно до температуры, на 30 - 50 превышающей температуру деструкции связующего. При этом процесс тор модеструкции связующего успевает частично развиться лишь на поверхности контакта смеси с оснасткой, что способствует свободному извлечению стержня из оснастки без применения специальных разделительных смазок. При этом поверхность стержня сохраняет высокую твердость и,прочность.При соотношении синтетической смолы и кислого отвердителя более, чем 1: 0,6, возрастают безвозвратные потери песчано- смоляной смеси, не реализованной внутри одного цикла изготовления стержней, а при указанном соотношении менее 1: 0,1 не достигается требуемого сокращения продолжительности горячего отверждения стержней и форм.При повышении температуры нагрева оснастки выше верхнего обусловленного предела (более, чем на 50 С выше температуры деструкции смоляного связующего) возможен пережог поверхностного слоя стержня и ухудшение качества поверхности стержня.При снижении температуры нагрева оснастки ниже нижнего обусловленного предела (менее, чем на 30 С выше температуры деструкции смоляного связующего) уменьшается скорость горячего отверждения поверхностного слоя стержня.Прн осуществлении описываемого способа смесь приготавливают непосредственно перед использованием в смесеприготовптельном узле, смонтированном на пескострельно-пескодувном агрегате. Поскольку время живучести смеси ограничено, запас смеси не должен превышать количества смеси, расходуемой за время живучести. Готовую смесь настреливают,в стержневой ящик, нагретый до температуры на 30 - 50 С выше температуры деструкции смоляного связующего. После выдержки 15 - 30 сек в поверхностном слое стержня образуется затвердевшая корочка толщиной 5 - 15 ли. После образования корочки стержень извлекают из горячей оснастки и укладывают на этажерку, где происходит его остывание и затвердевание смеси по всему объему,Изобретение иллюстрируется следующим примером. В табл. 1 приведены составы смесей1 - 5, полученных предложенным способом, а в табл. 2 - режимы их горячего отверждения в холодном состоянии,15 - 20 Живучесть смеси, лшн 8 - 10 270 270 270 270 2 оО 2(0 30 - 50 15 - 20 220 - 240 220 - 240 220 в 2 30 - 50 ЗО 10 - 18 220 в 2 ЗО - 50, 30 - 50 30 - 50 15 - 30 15 - 30 12 - 18 15 - 30 16 - 22 16 - 22 Наименование ингредиентов Кварцевой песокКарбамидная смола УКСКарбамидная смола М 19 - 62 Карбамидная смола М 3 Карбамидо-фурфурольнаясмола МФ 10%-ный раствор щавелевойкислоты45% ный раствор ортофосфорной кислоты Режимы горячего отверждения и прочность образцовТемпература оснастки,С Температура деструкции связующего, СРазность температур оснастки идеструкции связующего,С Время выдержки смеси в горячейоснастке, секПрочность на растяжение в отвержденном состоянии, кгс/см Для сравнения с данными таблицы 2, соответствующими описываемому способу, можно воспользоваться показателями горячего отверждения смеси с 2 вес. , смолы УКС-Л согласно известному способу 3, живучесть смеси составляет не менее 2 час, температура оснастки 220 С, что близко к температуре деструкции связующего УКС-Л, время выдержки смеси в горячей оснастке 1,0 - 1,5 л 1 ин, прочность на растяжение в отвержденном состоянии - 12 - 22 кгс/сл 1,Способ, изготовления стержней и форм согласно изобретению позволяет резко интенсифицировать горячее отверждение песчано-смоляных смесей и на этой основе повысить производительность оборудования по изготовлению стержней в среднем в 3 раза. Формула изобретения 1. Способ изготовления литейных стержней и форм, включающий приготовление песчано-смоляной смеси, содержащей огнеупорный наполнитель, синтетическую смолу,и кислый отвердитель, пескодувно-пеекострельную подачу ее в нагреСодержание ингредиентов,вес. О в смесях номер1 ( 23 4 5 Показатели для смесей, номер тую оснастку и отверждение стержня пли формы, отличающийся тем, с целью сокращения продолжительности отверждения стержней и форм и повышения произ водительностп стержневых агрегатов, приприготовлении песчано-смоляной смеси вводят кислый отвердптель до получения весовых соотношений синтетической смолы и кислого отвердптеля соответственно 10 (1: 0,6) - (1: 0,1) и подают указаннуюсмесь в оснастку, нагретую до температуры деструкции синтетической смолы.2. Способ по п. 1, отличающийсятем, что в качестве кислого отвердителя вводят минеральную кислоту илп ее кислую соль.3. Способ по п, 1, отличающийсятем, что в качестве кислого отвердптеля вводят органическую карбоновую кислоту.20 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе;1. Вг 111811 Гюипйугпап, 1971, 64,9, с. 309 - 316,2. Патент СШЛ3587709, кл. 164-12, опублик. 1971.3. Г. В. Просяник и др. Изготовление стержней по нагреваемой оснастке, Машиностроение, М., 1970, с. 97.