Смесь для изготовления литейных оболочковых форм и стержней в нагреваемой оснастке

(19) (И) 3(50 В 22 С 1 22 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ кислоты жирного и ароматической кислоты, взятых соотношении (3 рядасульфов массовоО);1фор- ла ФРезольная фенол мальдегидная смАнтифрикционнаядобавка 2-1,1-0,9 й наполгнеупоритель Остал ное 2. Смещая ся по п.1, о т л и ч а ю -ем, что в качестве антидобавки она содержитую дисперсию с содержао сухому остатку 40 фрикционнои водно-носко нием воска44 мас.й. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Авторское свидетельство СССРР 660771, кл. В 22 С 1/22, 1977.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке В 3215459/22-02,кл. В 22 С 1/22, 1981.3. Патент Японии У 53-75294,кл. В 22 С 1/22, В 22 С 1/16,опублик. 1978.(54)(57) 1. СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯЛИТЕЙНЫХ ОБОЛОЧКОВЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙВ НАГРЕВАЕМОЙ ОСНАСТКЕ, включающаяогнеупорный наполнитель, новолачнуюи резолвную фенолоформальдегидныесмолы и антифрикционную добавку,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что,с целью сокращения продолжительностиотверждения и снижения склонностиоболочковых форм и стержней к отслаиванию, а также повышения ихпрочности в горячем состоянии, смесьсодержит в качестве новолачной фенолоформальдегидной смолы олигомер с молекулярной массой 300-500, модифицированный смесью карбоновой кислоты жирного ряда и ароматической сульфокислоты, взятых в массовом соотношении(3-201:1 при следующем соотношении ингредиентов, мас.7:Новолачная фенолоформальдегидная смолав виде олигомера смолекулярной массой300-500, модифицированного смесью карбоновой20 Для достижения поставленной цели смесь для изготовления литейных оболочковых форм и стержней в нагреваемой оснастке, включающая огнеупорный наполнитель, новолачную и резольную фенолоформальдегидные смолы и антифрикционную добавку, содержит в качестве новолачиой фенолоформальдегидной смолы олигомер с молекулярной массой 300-500, модифицированной смесью карбоновой кислоты жирного ряда и ароматической сульфокислоты, взятых в массовом соотношении 3- -20:1 при следующем соотношении ингредиентов, мас.Х:Новолачная фенолоформальдегидная смола в видеолигомера с молекулярноймассой 300-500, модифицированного смесью карбоновой кислоты жирногоряда и ароматической сульфокислоты, взятых в массовом соотношении (3-20): 1,54,2 0,9 2,1 0,1-0,5 Резольная фенолоформальдегидная смола 0,21,8 Антифрикционнаядобавка 0,1 -0,9 Огнеупорный напол-,нитель Осталь ное 482 2низкие вследствие высокого содержания резольной смолы. Увеличить содержание новолачной смолы не представляется возможным, поскольку отверждение новолака в этой композиции происходит за счет метилольных групп реэольной смолы, и при увеличении количества новолака получается неотвержденная смоляная композиция. Смесьхарактеризуется также низкой скоростью отверждения, вследствие чего технологический цикл отверждения-оболочковых форм является продолжительным.,Низкая скорость отверждения оболочковых форм и стержней вызывает приих изготовлении. повышенный брак изза отслаивания в момент удаления излишков неотвердевшей смеси.Целью изобретения является сокращение продолжительности отвержденияи снижение склонности оболочковыхформ и стержней к отслаиванию, а также повьппение их прочности в горячемсостоянии.3 1090В качестве антифрикционной добавки смесь содержит водно-восковую дисперсию с содержанием воска по сухому остатку 40-44 мас.%.Введение в смесь новолачной смолы5 с. отмеченными особенностями позволяет вследствие ее высокой реакционной способности повысить содержание резольной смолы в составе смеси и реализовать такие условия соотверждения новолачной и резольной смол, при которых из-за совокупного действия механизмов термического и кислотного отверждения формируется уплотненная сетка пространственного полимера. Поэтому предлагаемая смесь обладает вьн.окими прочностными свойствами в горячем состоянии без применения уротропина в составе плакированной смеси. При этом газотворность смеси снижается и, соответственно, качество поверхности отливок улучшается за счет ликвидации. брака по ситовид. ной пористости. Шаровые пробы, изготовленные из этих смесей, содержат в поверхностном слое азот на уровне прототипа.Повышенная реакционная способность новолачной смолы обеспечивает быстрое отверждение и одинаковую прочность оболочковой формы по сечению,30 прн этом склонность оболочковой формы к отслаиванию нри удалении излишков смеси значительно уменьшается.Необходимые свойства смеси могут быть достигнуты лишь при модификации новолачной смолы карбоновой кис-лотой жирного ряда и ароматической сульфокислотой в совокупности при их упомянутом весовом соотношении. В качестве карбоновой кислоты жирного ряда могут быть использованы адипиновая, салициловая, янтарная, глутаро" вая, антроннловая Фенилатраниловая, сульфаниловая, малеиновая, З-оксибен-, "5 зойная и другие кислоты, которые характеризуются введением дополнительно к одной карбокснльной группе полярной функциональной группы (-1 ЯН, -ОН, -СООН).В качестве ароматической сульфокислоты могут быть исполь зованы бензосульфокислота, П-толуолсульфокислота и другиеНоволачная смола с молекулярной массой менее 300 слеживается при 5 транспортировке и хранении, что вызывает необходимость введения дополнительной стадии дробления перед 482 4ее употреблением. Смола с молекулярной массой более 500 имеет высокуювязкость, в связи с чем плохо распределяется по поверхности зеренпеска, что требует повышенного расхода для обеспечения требуемых прочностных показателей смеси.При массовом соотношенйи карбоновой кислоты жирного ряда и ароматической сульфокислоты более 20:1 процессполиконденсации Фенола с формальдегидом приводит к образованию смолы смолекулярной массой более 500.При массовом соотношении карбоновой кислоты жирного ряда и ароматической сульфокнслоты менее 3:1 припол,конденсации Фенола с формальде- .гидом образуется смола с молекуляр"ной массой менее 300, которая обладает малой реакционной способностьювследствие чего прочностные характеристики смеси низкие.При содержании новолака в смесименее 1,5% прочностные характеристики смеси и скорость ее отверждения низкие, следствием чего является повышенный брак из-за отслаивания в момент удаления излишков неотвердевшей смеси. При содержанииноволака в смеси более 4,2% резольная смола перестает выступать вроли отверждающего.агента по отношению к новолаку, и смесь становится непригодной для использования.Водно-восковая дисперсия с содержанием воска по сухому остатку40-44 мас.%, используемая в качествеантифрикционной добавки, препятствует слеживаемости и комкуемости плакированной смеси прн хранении и улучшает ее сыпучесть,Новолачную фенолоформальдегиднуюсмолу, применяемую в предлагаемойсмеси, получают следующим образом.В трехгорлую колбу, снабженнуюмешалкой, загружают в требуемомколичестве фенол, формальдегид в ви, - ,де 37%-ного водного раствора, карбоновую кислоту и соляную кислоту ввиде 7,25%-ного водного раствора.Реакционную смесь нагревают до кипения, выдерживают при температурекипения 40-60 мин, вводят требуемоеколичество сульфокислоты, затемохлаждают до 80 С и проводят вакуум.сушку до температуры каплепаденияО75-95 С. Предлагаемый способ обеспечивает получение новолачной смолыс молекулярной массой 300-500.Плакированную смесь получают следующим образом.Песокнагретый до 150 С, смешивают в смесителе с новолачной смолой в течение 30-60 с, затем добавляют жидкуюрезольную смолу, перемешивают 15 с. Затем вводят водно-восковую дисперсию и продолжают перемешивание, пока смесь не станет сыпучей, Общий цикл плакирования дли 1 О тся 3 мин.Составы плакированных смесей приведены в табл,1.Технологические свойства плакированных смесей 1-4 приведены в табл.2 15Из данных табл.2 следует, что использование в составе плакированной смеси новолачной смолы, модифици 1090482 Т а б л и ц а 1 Содержание, мас,Х, в смесях Ингредиенты 4 (прототип )Кварцевый песокОб 2 КО 16 А 93,75 95,39 96,60 96,50 4,20 300 4003,50 1,50 500 Резольная фенолоформальдегидная смоламарки СФЖ1,80 2,10 1,55 0,21 Немодифицированнаяноволачная фенолоформальдегидная смола 0,90 0,50 0,90 0,10 0,50 Стеарат кальция Новолачная фенолоформальдегиднаясмола (модифицирована смесью кислот) смолекулярной массой Водно-восковая дисперсия рованной смесью карбоновой кислотыжирного ряда и ароматической сульфо"кислоты в весовом отношении 3;120: в комбинации с резольной смолойи при оптимальном соотношении компо-.нентов позволяет получить более благоприятный комплекс свойств плакированной,смеси по сравнению с прототипом: прочность в горячем состоянииувеличивается в 1,3"2,2 раза, усилиеотслаивания увеличивается в 2,8-7,3раза, продолжительность технологического цикла отверждения оболочки со-.кращается в 1,4-1,5 раза, качествоповерхности отливок не ухудшается.Ожидаемый экономический эффект сос-.тавляет 5,3 руб. на 1 т годноголитья090482 Таблица 2 Свойства Смеси 41,прототип) 3 Прочность при растяжении в горячем состоянии, мПа 2,9 2,3 1,7 1,3 Усилие отслаивания ( усилие отрыва неотвердевшей оболочки ), мПа . 0,22 0,17 0,08 0,03 Толщина сформировавшейсяза 15 с оболочки, мм 7,3 6,8 5,0 6,1 Содержание азота вповерхностном слоетехнологическойпробы, 7. 0,02 О,03 0,03 0,02 Сеставитель С.ТепляковРедактор М.Петрова Техред О.Неже КорректоР И.Муска Заказ 2987/11 Тираж 775 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж., Раушская наб., д.4/5 Филиал ППП "Патент", г,Ужгород, ул.Проектная,4