Связующее для литейных стержней и форм горячего отверждения

ие ъ 4 ыюм: биФ;Оп НИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ Союз Советских Социалистических республик(51 8 Ь 61 14 вкис присоединени осударственный камнтетСавета Мнннстроа СССРав делам нзабретеннйи аткрв тнй 3) УДК 678.6 (088.8) 77 Бюллете описания 2(71) Заявитед 4) СВЯЗУЮШЕЕ ДЛЯ ЛИТЕЙНЫХ СТЕРЖНЕЙ И ФОРМ ГОРЯЧЕГО ОТВЕРЖДЕНИЯкомпозиция связуюшего для лит ней и форм горячего отверждемая для литья чугуна, содерормальдегидную смолу, модимочевиной и фурфуролом, и отвердитель на основе мочевитого аммония. Однако просмолы для этой композиции. ным и длительным, кроме того урола удорожает ее стоимость. Изо чения феретение относ нойластов, п стве при изг для стержней ится к области полурименяемых в литейномотовлении составови форм горячего отерждения,Известна итейных стеомпозиция связующего жней и.форм горячего ия, содержащая смесчевиноформальдегидноителем - сульфитно-сричем компонентывес,ч.: вержде ренолоспирй. смолой " пиртовой яты в соот та с мои отвердбардой,ношении,Йзвестна композиция связую тейных форм и стержней горяче дения, содержащая, фенолформ р смолу, модифицированную мочев рой формальдегид находится в ношении к суммарному количе и мочевины 2,88-3,4 и компле вердитель на основе мочевины щ 0 аммония, причем компоненты в ношении, вес.ч: Смола 1-3 Отвердитель 0,8-3 Используемый имеет сложный сшего дли лиго отвержальдегидную а иной, в котомолярном о ству фенолаксный отная Фен Отв хлористого ты в соот(23) Приоритет(43) Опубликовано 28 0(45) Дата опубликован Мочевино-формальдегидсмола 0,8-1,0 олоспирт 1,8-1,7 ердитель 0,7-0,8Для улучшения технологических и механ ческих свойств применяют комплексный отвердитель на основе сульфитно-спиртовой барды и ортофосфорной кислоты. При этом композиция связующего содержит 1,8-3,8 вес.ч, карбамиднь-фурановой смолы, напри 1 мер, типа Кф 90 и 0,3; 1 О вас.ч. комп лексного отвердителя,Известна тейных стерж ния, применяе жашая фенолф фицированную, комплексный ны и хлорис цесс получени является слож 0 введение фурфну, хлористый аммоний, гексаметилентетрамин окись магния,Эта композиция применяется для литья чугуна. Однако скорость огверждения известных композиций недостаточно высока и они имеют ограниченную область применения в литье либо для чугуна, либо для цветных сплавов, так как для каждоговида литья требуется использование впесчано-смоляной смеси специальной композиции связующего. Кроме того, не обеспечивается стабильность свойств при хранении.Целью изобретения является созданиетакой композиции связующего для литейных стержней и форм, которая обладалабы более высокой скоростью отвержденияи лучшей стабильностью и могла бы применяться для различных видов литья.Для этого связующее содержит мочевино формальдегидную смолу, стабилизированную этиловым.спиртом при молярномсоотношении фенола, формальдегида, мочевины и этилового спирта, равном 1;(3-3,ф(0,15-0,5 фО,06-0,1), Отвердитель, дополнительно содержит тиомочевину и воду при весовом соотношении мочевины,хлористого аммония, тиомочевины и воды,равном 1 ф 2 - 0,25 ф,065-0,07-1,3при следующем соотношении компонентов(вес.ч),И очевино-фенолфо рмальдегидная смола, с табилизированная этиловым спиртом 100Комплексный отвердитель наЪоснове мочевины, хлористого 35аммония, тиомочевины и воды 16-25Использование стабилизированной смолыи отвердителя указанных составов позволяетувеличить реакционную способность смесии способствует интенсификации процесса из щготовления стержней и форм. При этомобеспечивается высокая стабильность свойствпри хранении как в отношении нарастаниявязкости, так и по прочностным показателям. Небольшое содержание азота в смоле 45обеспечивает успешноеиспользованиестержней и форм, изготовленных на основекомпозиции, для различных видов литья; ста.ли, чугуна, цветных сплавов. В отливкахне наблюдалось наличия газовых раковин и 50поверхностных дефектов. Приготовление компонентов композиции производится раздельно Смолу получают путем одностадийнойконденсации в щелочной среде фенола, формальдегида и мочевины, взятых в соотношении 1 ф-ЗЩ 0,15-0,5 при температурекипения в течение 30-60 мин с последующей найтрализацией, сушкой и стабилизацией,Приготовление комплексного отвердителя 60 565923заключается в перемешивании компонентов,входящих в его состав, при температуре невыше 40 С до полного их растворения,оПример 1. Получение смолы. В реакторемкостью 5,5 м, снабженный мешалкой3и обратным холодильником, загружают 900 кгфенола, 1008 кг формальпегида в виде37%-ного водного раствора и 316 кг мочевины, Смесь перемешивают в течение20-25 мин до полного растворения мочевины, затемр вводят едкий катр в виде40%-ного водного раствора в количестве9-15 кг, Значение рН смеси с катализатором устанавливают 8,5-9,0 Смесь наогревают 15-35 мин до 95-100 С, прикоторой происходит кипение. Реакцию ведутпри этой температуре в течение 30-60 миндо достижения коэффициента рефракции1,45-1,46. Затем реакционную смесь охлаждают до 25-35 С и нейтрализуют путемввода расчетного количества ортофосфорнойкислоты и глицерина, взятых в соотношении1;1, Перемешивание продолжают 20-30 мин.После нейтрализации рН смеси должно составлять 7,0-7,5. Полученную смолу сушатопод вакуумом при 60-70 С до достижения коэффициента рефракции 1,505-1,520 и вязкости 45-120 сек по ВЗ. По окончании сушки в реактор вводят 45 кг этилового спиртав виде ЗОЪ-ного водного раствора и перемеошивают при 60-65 С. Затем смолу охлажда ют и выгружают из реактора.Свойства полученной смолы;. "Условная вязкость по ВЗ, сек 45-120Содержание азота,% Не выше 6Прочность при растяжениикгс/см2Не менее 18Сухой остаток, % 65-75Получение комплексного отвердителя. В аппарат емкостью 2 м , снабженный мешалкой,ззагружают. 660 кг воды, 600 кг мочевины,150 кг хлористого аммония и 45 кг тиомо-"чевины,Растворение ведут при работающей мешалоке,и температуре не выше 40 С в течение60-90 мин. Смесь подогревают, так как расъворение мочевины и тиомочевины идет с поглощением тепла. Полнота растворения характеризуется отсутствием осадка,". в пробе.Готовый раствор охлаждают и сливают иэаппарата,Свойства отвердителяфПлотность, г/см31,15-1,16Условная вязкость поВ 3-4, сек 10-12Содержание азота, % Не выше 24рН 6,0-8,0Отвердитель нетоксичен, стабилен при хранении, обладает высокой отверждаюшей способностью,865923 6 Таблица 16 Вязкость по ВЗ(в сек) через определенное количество дней Смола 10 18 :, 30 , 45 60 78 901 Нестабили зир ованная 88-65 92-99 100-110 118-122 143-180 182-190 360-380 Стабилизированная3-5% этиловогоспирта по примерам1-3 .45 80 57-60 70-78 71-77 103-106 150-184 170-175 При изготовлении стержневой смеси комплексный отвердитепь берут в количестве 16 вес. ч.на 100 вес,ч. смолы, В качестве наполнителяможет быть ислользован косевый. песок и др,Компоненты смешивают в смесиеле, напр .мер, типа фбегуныф,Пример 2. Получение смолы.В реактор емкостью 10 м загружаютЭ2000 кг фенола, 2100 кг формальдегидав вщй37,7 - ного водного раствора, 447 кг мочевины и 10производят перемешивдние до растворениямоче-вины. Затем вводят 20-40 кг едкого натрадо достижения рН 8,8-9,0, Процесс в дальнейшем осуществляют аналогично описанному впримере 1 за исключением того, 15что стабилизацию проводят при дооавлэниик полученной смоле 80 кг этилового спйрта. Свойства готовой смолы аналогичныописанным в примере 1.Получение комплексного отвердителя,Готовят смесь компонентов в аппаратеЭемкостью 2 м в соответствии с рецептурой, кг:Мочевина 620,Хлористый аммоний 140 25Тном очевина 43Вода 650Перемешивание проводят до образованиягомогенного раствора. Свойства отвердителя аналогичны описанным в примере 1, 30Полученный отвердитель в дальнейшем используют в композиции связующего в количестве 20 вес,ч. на 100 вес.ч. смолы,Пример 3, Получение смолы.В реактор емкостью 10 л, снабженный 35мешалкой и обратным холодильником, загружают 1,6 кг фенола, содержащего 6% воды,3,86 кг 37%-ного формалина, 0,14 кг мочевины н 0,015 кг 40%-ного едкого натра.Процесс в дальнейшем осуществляют аналогично описанному в примере 1, Для нейтрализации вводят 0,03 кг фосфорной кислотыи 0,03 кг глицерина, После сушки в готъ вую смолу вводят 0,045 кг этиловогоспирта,Получение комплексного отвердителя, Ваппарат емкостью 10 .л загружают.3 кг мочевины, 0,6 кг хлористого аммония,0,195 кг тиомочевины и 3 кг воды, Смесь. оперемешивают при 35-40 С до полученияоднородного раствора,При получении композиции к 100 вес.ч.смолы добавляют 25 вес.% комплексногоотвердителя.Смола, стабилизированная этиловым спиротом, обладает свойствами при хранении,приведенными в табл. 1.Компачищщсвязующее-.а в зависимости мсодержания отвердителя имеет характеристики отверждения, приведенные в табл, 2.На основании указанной композициисвязующего изготовлены песчаносмоляныесмеси для литейных стержней по следующей рецептуре, вес.ч,:Песок 100Композиция связующего 2-3,5Смесь для стержней обладает стабильностью свойств при хранении, что видно изтабл. 3 Изготовление стержней проводят на стержневой машине в обогреваемых стержневых ящиках при 210-260 С.Полученные стержни не осыпюртся и имеют чистую гладкую поверхность.Стержни полученные с применением указанной композиции связующего при темпера туре отверждения 260 С имеют прочностьона растяжение, приведенную в табл. 4,В дальнейшем стержни используют для получения стальных и чугунных отливок, Готовые отливки обладают высоки.1 качеством, имеют ровную поверхность без дефектов и внутри ие содержат газовые раковины.12 16 20 Таблица 3 60 65 50-55,Текучесть, сек 68-7 О Прочность на сжатии в сыром состоянии, кгсрсм 0,047-0,05 0,042-0,05 0,04-0,045 0,040-0,045 Таблица 4 16,3-20,5 19, 1-25,4 30,2-32,85 32,2-33, 1 По примерам 1-3 12,6-20,01 19,0-27,6 25,3-30,0 Известная ф ормула изобретейия Связующее для литейных стержней и форм горячего отверждения, содержащее мо жвинэренолформальдегидную см олу и комплексный отвердитель на основе моче- вины и хлористого аммония, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения скорости отверждения, расширения диапазона применения различных видов литья и повышения стабильности свойств при хранении, свюуюшее содержит мочевинофе нолформальдегидную смолу, стабилизированную зтиловым спиртом при моларном соотношенияи фенола, формальдегида,моч эвиныи Количество отвердителя, 70 к смоле 50-55 25-30 26-28 23-26 22-25 22-25 и этилового спирта 1 ф - 3,5);0,15 -0,55 д(0,06-0, 1) и отвердитеяь додоииитедвмно содержит тиомочевину и воду при весовом соотношении мочевины, хлористого ам моиия, тиомочевииы и воды 1 ф 2-0,2 фф,065-0,075):(1-1, 11 яри одедувощем ооотношении компонентов (в вес.ч,):Мочевииофенолформальдегиднач смола, 100 55стабилизированная этиловымспиотомК омплексный отвердительна основе мочевины,хлористого аммония, тиомочевины и воды 16-25