Смесь для изготовления литейных стержней и форм, отверждаемых тепловой сушкой

Оп ИКАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоавтсккнСоцкалксткческнкреспублик и 884824(51)М. Кл. В 22 С 1(20 ВйудвретеаеМ квинтет ВСВОЕ ав делан нмбратеннй н открцтнй(71) Заявитель ЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ СТЕРЖНЕОТВЕРЖДАЕМЫХ ТЕПЛОВОЙ СУШКОЙваюшимраните фяции Ю я тем,проч янинстерж ют повышют небольшчто ухудш еска 41. Изобретение относится к литейному производству, в частности к изготовлению литейных стержней и форм, отверждаемых тепловой сушкой, и может быть использовано при производстве отливок из серого и ковкого чугуна в разовьи формах.Для изготовления литейных стержней;. широко применяются смеси на основе лигносульфонатов в виде сульфитно-дрожжевой бражки (СДБ) или сульфитно-спиртовой барды (ССБ) в сочетании с мочевиной 1 1т Стержни из известных смесей обладаенной гигроскопичностью и имеую поверхностную прочность,т 5ает чистоту поверхности отливок.Свойства смесей содержатцас водорастворимые лигносульфонаты, могут быть су шественно улучшены за счет актимции СДБ или ССБ аминоспнртамн 2 .Однако, несмотря на достигаемые улучшения свойств, онн не всегда удовлетворяют требомниям современного линейного производстм. кже смеси со связ ждения на основеостаток от дистилл арных кислот Э.еси характеризуютнедостаточнуюв сухом состоянии сть в сыром сост ом времени сушки Известны та тел пового отвер ля КО (кубовый синтетическтвс Указанные см что обеспечивают ность стержней высокую прочно при значительнНаиболее близкой к предлагаемому изобретению по технической сущности в достигаемому результату является смесь для изготовления литейных стержней и форм, отверждаемых тепловой сушкой, в которой содержится комплексное связую-щее в виде 3,0 вес.ч, водорастворимых лигносульфонатов (ССБ или СДБ) и 2,0 вес,ч. крепителя КО, а также 0,5 вес.ч. активирующей добавтси в виде сухой молотой соли, например )татриевой, селитры, взятых на 100 вес.ч.огнеупорнсн о наполиителя, ттапример кварцевого884824 4воримых лцгносульфатов и крепителяКО и активируюшие добавки, в качествепоследних содержит триэтаноламин, дек-,стрин и мочевину при следующем соотношении ингредиентов, вес.%:Материал на основе водорастворимых лигносульфонатов 2,5-3,5Крепитель КО 1,5-2,530 Триэтаноламин 0,6-0,8Декстрин 0,5-0,7Мочевина 0,3-0,5Огнеупорный нанолнитель ОстальноеВ указанном сочетании в соотношении1 активирующие добавки резко повышаютскорость затвердевания стержневой смеси.Гидроксильные группы триэтаноламинапод действием температуры вступают вовзаимодействие с карбоксильными группа 4 й ми синтетических жирных кислот, ускоряяпроцесс их поликонденсации и тем самымсокращая время отверждения стержней.Триэтаналамин способствует и болееглубокому протеканию реакции поликонденсации органических жирных кислот, Этоувеличивает прочность стержней в сухомсостоянииДобавка технической мочевины способствует улучшению распределения ССБ или36 СДБ на поверхности зерен кварцевогопеска и возрастанию связующей способности лигносульфонатов.Добавка дикстрина вызывает дополнительное уплотнение лигносульфонатов вЗ пространственной решетке активированногокомплексного связующего. Гигроскопичность стержней поэтому уменьшается.Прочность стержней в сухом состояниизависит от соотношения КО ( в водораст.р воримый лигносульфонат (ССБ или СДБ)и содержания активируюших добавок в связующем, причем отношение КО (ССБ илиСДБ) может изменяться в более или менее широком интервале (1,5/3,5-2,5-2,5),в то время как возможны лишь наибольшие изменения концентрации активируюшихР добавок,-1",д стержневая смесь нв,основе комплексного связующего КО-ССБ имеет, восновном, те же недостатки, что и смесид основе индивидуальных связующих КОи ССБ.Иодорастворцмая ССБ или СДБ относится к быстротвердеюшим свяэуюшим.Неводное же связуюшее КО затвердевает под воздействием температуры оченьмедленно, поэтому ц стержни на основеКО-ССБ обладают низкой скоростью отверждения.Добавки солей минеральных кислот(азотнокислый натрий азотнокислый амффмонцй, персульЬат аммоний и хлористыйдммонцй) не оказывают существенного вляния нд сушку КО - содержаших стержнейТдк как разложение нитрата натрияпротекает очень быстро, то выделяющийся кислород в незамкнутой стержневой системе не может оказывать заметного влияния нд процессы окисления и поликонденсдццц крепителя КО. В этой свази нитратндтрця и подобные ему соли не могут быэф 1 ектцвными химическими активаторамиКО. Стержни с добавками нитрата натриясохнут лишь за 20 мин, причем прочностж несколько падает.К тому же, образовавшийся в результате разложения нцтрит натрия, из-заобрдзовдння легкоплавких соединений скремнеземом, создает возможность образоцанця пригара на отливках,Недостатком стержневой смеси на основе КО-ССБ являетса также небольшаямеханическая прочность стержней на рас"тяжение. Последнее является следствиемгетерогенности связуюшей системы КОССБ, которая не обеспечивает образование однородной и сплошной пленки назернах кварцевого песка.Добавки неорганических солей увеличивают и без того большую гигроскопичностстержней, вследствие чего они с течением времени теряют свои физико-механические свойства. Это обстоятельство требует дополнительной подсушки готовых стежней, что бывает затруднительно в условиях производства,Цель изобретения - повышение скорости теплового отверждения и прочностистержней и форм в сухом состоянии, атакже снижение гигроскопичности стержней и форм.Для достижения поставленной целисмесь для изготовления литейных стержней и форм, отверждаемых тепловой сушкой, включающая огнеупорный наполнитель,комплексное связуюшее в виде водорастСодержание триэтаноламина в смесиопределяетса его влиянием на отверждениекрепителя КО. При вводе в смесь триэтаноламина вьццеверхнего предела (0,8%) скорость реакцииотверждения крепителя КО очень велика, И возникающие при этом пространственныеструктуры являются хрупкими и перенапряженными, Это приводит к уменьшению механической прочности стержней.,5 ,5 б л смесей оказатвлисвойст Свойства см 26,0 ,68 5,00,11 12,0 16,0 0,27 014 5 8848Содержание триэтаноламина ниже нижнего предела (0,6%) не обеспечивает нормального проведения сшивки молекул синтетических жирных кислот в полимерный продукт; отверждение крепи геля КО проис- у ходит медленнее.Содержание мочевины (от 0,3% до , 0,5%) определяется ее влиянием на вязкость ССБ или СДБ и прочность смеси в сухом состоянии, 6При содержании мочевины ниже нижнего предела не достигается необходимого снижения вязкости ССБ или СДБ и повы,шения прочности стержней в сухом состоянии,:а при содержании ее выше верхнего В предела повышается газотворность смеси и насьпценности ее азотом, что может привести к образованию газовых дефектов в отливкахОптимальность добавки декстрина оп- фй ределяется не только значениями механической прочности, но и влиянием его на прочность смеси в сыром состоянии.При содержании декстрина ниже нижнего предела (0,5%) не достигается тре- И буемого повышения прочности в сыром и сухом состоянии, а при содержании его Время сушки стержне- восьмерок при 250 С Прочность на растяжение стандартных образцов, от денных эа 5 мин. при 25 кгс/м Прочность на растяжениедаргных образцов, отве за 20 мин при 250 С, к Гигроскопичность стержн 24 4выше верхнего предела не наблюдается дальнейшего улучшения указанных характеристик при одновременном возрасгании расхода дефицитной добавки и повышении себестоимосги смеси.П р и м е р, Стержневую смесь на Галяминском песке (Нижне-Увальского карьера) марки 2 К 016 Б с содержанием глинистой составляюшей дс 1,5% приготавливают в лабораторных бегунах с цик лом перемешивания 8 мин. Сначала в сечение 2 мин перемешивают кварцевый песок с дескрином, затем добавляют крепитель КО совместно с триэтаноламином и мешают еше 3 мин. Потом эаливаюг сульфитно-спиртовую барду в растворе с технической мочевиной и мешают еще 3 мин, после чего смесь была готова к употреблению.В табл. 1 приведены составы смесей 1-3 (предлагаемых) и 4 (известной).Иэ смеси приготовляли сгандартиые образцы уля испытаний и отверждали их. при 250 С.В табл. 2 приведены физико-механические свойства стержневых смесей 1-4.Таблица 17 848Как видно аз таб. 2, стержни-восьмер кн нз предлагаемой смеси сохнут за 6 мни, т.е. скорость сушкв увеличилась в 4 раза, по сравненао с азвестной стержневой смесью.9Таким образом, нспольэованве предлагаемой стержневой смеси обеспечввает достижение такщс преимушеств,как сокращение времени сушк,н стержней в 4 ра за повышение механвческой прочноств е стержней в сухом состоянии более чем в 2 раза;,уменьшение гвгроскопачноств стержней более чем в 3 раза. формула вэобретен-ая Смесь для нзготовлеНвя лнтейньйс стержней н форм, отвервдаемык тепловой сушкой включающаяогнеупорный наполнитель, комплексное связующее в ваде водорастворимых лвгносуцьфонатьв н кре пителя КО н актнвнрукипве добавки, о тл н ч а ю щ а я с я тем, что с целью повышения скорости теплового отвержде 24 8иня н прочности стержней в форм в сухомсостоянии и снижения гигроскопичностн стержней н форм В качестве активнффрукапк добавок она содержат трввтаноламан, дестрвн н мочеввну прн следующемсоотношении ингредиентов, вес,ЪМатериал на основе водорастворимых лнгносульфонатов 2 8-3,8Крепвтель КО 16 2,8Трнэтанопамнн 06-0,8Декстрвн 08 Г,7Мочевнна 0,3-0,6Огнеупорный наполннтель ОстальноеИсточники внформапнв,принятые во внимание при экспертизе1.фйвтейное проиэводствоф 1963,% 10,с. 6/6.2 Авторское сввдетельство СССР нозаявке М 2879328/22-02,кл. В 22 С 1/20, 1978.Э, Авторское сввдетельство СССРИ 226106, кл. В 22 с 1/26, 1967,4, Литейное провэводствоф 1966,М 6, с 4142Составитель И. ВолковаРедактор А. Власенко Техред З,фанта, Корректор С. ЩомакЗаказ 10388/12 Тираж 872 ПодпвсноеВНИИПИ Государственного комвтета СССРпо делам взобретенвй и открытий113038, Москва, Ж 36, Раушская ваб., д. 4/8Филиал ППП фПатентф г. Ужгород,-,ул, Проектная, 4