смесь для изготовления литейных стержней, отверждаемых в нагреваемой оснастке

Формула изобретения

Смесь для изготовления стержней, отверждаемых в нагреваемой оснастке, включающая карбамидофурановую смолу, отвердитель, огнеупорный наполнитель, добавки, отличающаяся тем, что в качестве отвердителя она содержит смесь алюмоборфосфатного связующего и лигносульфонатов, разведенную водой в соотношении 4:1, при следующем соотношении ингредиентов, мас. %:

карбамидофурановая смола КФ-90	2,1-2,4
смесь алюмоборфосфатного
связующего и лигносульфонатов,
разведенная водой в соотношении 4:1	0,3-0,4
железный сурик	0,1-0,2
серебристый графит	0,1
огнеупорный наполнитель	остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области литейного производства, а именно к составам смесей для изготовления стержней в нагреваемой оснастке.

Известны составы стержневых смесей горячего отверждения, в которых в качестве ускорителя горячего отверждения применяются дорогостоящие и дефицитные катализаторы, например марки КЧ-41 и КЦ-32 на основе нитрата меди [1, 232 с.]. Высокая стоимость подобных материалов привела к замене их на более дешевые и доступные, чаще всего побочные продукты - на основе хлоридов алюминия и азотнокислого аммония [2]. Общим недостатком таких смесей является: неудовлетворительные технологические свойства, такие как текучесть, и физико-механические - прочность при растяжении в холодном состоянии, очень важные при машинном изготовлении стержней.

Из всех известных в патентной и другой специальной литературе составов стержневых смесей наиболее близким по технической сущности и получаемым результатам к предлагаемой является состав смеси, ускорителем горячего отверждения в которой является катализатор марки КЧ-41 [1]. Состав смеси, % (от массы огнеупорного наполнителя):

Карбамидофурановая смола КФ-90	2,5
Катализатор (отвердитель) КЧ-41	0,5-0,6
Огнеупорный наполнитель	100.

Существенный недостаток смеси - высокий расход дорогостоящих связующих ингредиентов, причем при этом большое количество катализатора КЧ-41 (0,5-0,6%) приводит к низкой текучести и прочности смеси.

Задачей изобретения является создание смеси, которая при удовлетворительной прочности при растяжении в холодном состоянии имела бы текучесть в пределах 60-80%.

Для достижения указанного технического результата в смесь в связующего и лигносульфонатов, разведенной водой в соотношении 4:1, вместо 0,5-0,6 мас. % катализатора КЧ-41.

Смесь включает от 2,1 до 2,4 мас. % карбамидофурановой смолы по ТУ 6-05-1785-83, от 0,3 до 0,4 мас. % смеси алюмоборфосфатного связующего и лигносульфонатов, разбавленной водой в соотношении 4:1. В качестве добавок, улучшающих просыхаемость, применяли железный сурик ГОСТ 8135-74 марки «К», для повышения теплопроводности - графит кристаллический литейный ГОСТ 5279-74 марки ГЛ 1 или ГЛ 2, а в качестве огнеупорного наполнителя применяли кварцевый песок марки 1К₂О₂ О₂ ГОСТ 2138-91.

Смеси готовили в лабораторных бегунах мод. 018 М Усманского комплекта лабораторного оборудования. В бегуны последовательно загружали песок, железный сурик, графит кристаллический, перемешивали 1 минуту. Затем вводили отвердитель (смесь алюмоборфосфатного связующего и лигносульфонатов, разбавленная водой в соотношении 4:1), перемешивали 2 мин. Далее вводили карбамидофурановую смолу, перемешивали в течение 2 мин и выгружали готовую смесь из бегунов. В полученной смеси определяли прочность при растяжении в холодном состоянии, текучесть. Для определения прочности при растяжении готовили стандартные образцы - «восьмерки» на лабораторной установке мод. 4735 при температуре стержневого ящика 220°С. Прочность при разрыве определяли на приборе мод. LRU фирмы «Центрозап» (Польша). Составы смесей приведены в табл.1, а их свойства - в табл.2.

Из табл.2 следует, что составы №4 и 5 имеют высокие значения прочности при растяжении и текучести, которые превосходят аналогичные показатели прототипа (состав №1 и №2).

По опыту ОАО A3 «Урал» смеси с текучестью 60-80% наиболее технологичны для метода изготовления стержней в нагреваемой оснастке. Прочность при растяжении, текучесть оптимальная у составов №№3, 4, 5. Наиболее высокие значения прочности при растяжении и текучести - у состава №5. Таким образом, состав №5 по комплексу свойств наиболее предпочтителен для изготовления стержней в нагреваемой оснастке, при этом содержание дорогостоящих материалов в указанном составе значительно уменьшено.

Предложенный состав за счет снижения расхода связующих ингредиентов и замены отвердителя обеспечивает существенный экономический эффект.

Таблица 1
Составы смесей
Составляющие	Содержание, в мас. %
	1*	2**	3	4	5
Смола карбамидофурановая КФ-90	2,4	2,4	2,4	2,4	2,1
Катализатор (отвердитель) КЧ-41	0,5-0,6	0,5	-	-	-
Смесь алюмоборфосфатного связующего и лигносульфонатов, разведенная водой в соотношении 4:1	-	-	0,3	0,4	0,4
Железный сурик марки «К»	-	0,2	0,2	0,1	0,1
Графит кристаллический марки ГЛ-1 или ГЛ2	-	0,1	0,1	0,1	0,1
Кварцевый песок 1К 2О2О2	97,1-97,0	96,8	97,0	97,0	97,3

Таблица 2
Свойства смесей
Режим отверждения, наименование показателей, размерность	Значения для каждой смеси
	1*	2**	3	4	5
Продолжительность отверждения, с	30	30	30	30	30
Температура стержневых ящиков, °С	220	220	220	220	220
Текучесть смеси, %	-	50	63	65	67
Прочность при растяжении, МПа (в холодном состоянии)	2,19	1,92	2,31	2,40	2,48
Примечание: * из справочника Жуковского
** применяемый на ОАО A3 «Урал»

ЛИТЕРАТУРА

1. Справочник «Формовочные материалы и технология литейной формы» /под ред. С.С.Жуковского. М.: Машиностроение, 1993 г., 232 с.

2. Авторское свидетельство СССР №710742, кл. В22С 1/00, 1997 г.