Патент на изобретение №2241571
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) ХОЛОДНОТВЕРДЕЮЩАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ
(57) Реферат:
Изобретение относится к металлургической промышленности. Смесь содержит алюмохромфосфатное связующее, модифицированное на стадии синтеза метилолмочевинами, взятыми в количестве 0,6-1,10 мас.%, модификатор аминный и огнеупорный наполнитель. Модификатор имеет следующий состав, мас.%: моноэтаноламин 15-70, смесь 1-(2оксиэтил)имидазолидона-2 и 1-(2-оксиэтил)этилендиамина не более 50, вода не более 20. Компоненты смеси взяты в следующем соотношении, мас.%: связующее 2-6, аминный модификатор 0,2-3,0, огнеупорный наполнитель – остальное. Обеспечивается повышение живучести смеси, снижение осыпаемости, сохранение прочностных характеристик после отверждения. 1 табл.
Изобретение относится к холоднотвердеющим смесям, используемым в металлургической промышленности для изготовления литейных форм и стержней. Фосфатные холоднотвердеющие смеси, разработанные в последнее время, принадлежат к легко выбиваемым, малотоксичным композициям с регулируемым комплексом рабочих свойств. Их широкое внедрение в литейном производстве обеспечивает не только экономию ресурсов, но и улучшение условий труда, оздоровление экологической обстановки. В основе железофосфатных холоднотвердеющих смесей лежит использование в качестве отвердителей железосодержащих материалов, различных по химическим и минералогическим свойствам. Среди них наибольшее распространение получили трифолин, крокус, железорудный концентрат и различные отходы промышленного производства. В качестве жидкого компонента в таких системах используют либо Н3РО4, либо ее модифицированный вариант – хром или алюмохромфосфатные связки. Недостатком данных холоднотвердеющих смесей является высокая стоимость, хрупкость и гигроскопичность. Используемые для их отверждения железо-оксидные материалы характеризуются непостоянством химического состава и, прежде всего, содержания Fе2О3 в альфа- и гамма-модификациях, обладающих различной активностью. По указанной причине проводится разработка алюмохромфосфатных композиций с улучшенным комплексом свойств. Известен [SU №1660830, кл. В 22 С 1/02, 1989 г.] состав смеси для изготовления литейных форм и стержней, отверждаемой тепловой сушкой, включающий, мас.%: алюмохромфосфатное связующее – 2,5-3,5, соединение на основе полиглицеринов – 0,3-0,9, продукт взаимодействия Y-аминопропилтриэтоксисилана и диэтиленгликоля – 0,1-0,5, огнеупорный наполнитель на основе диоксида кремния – остальное. Смесь характеризуется повышенной живучестью и газопроницаемостью. Ее существенными недостатками являются невысокая термостойкость, дефицитность входящих в нее компонентов, необходимость использования тепловой сушки при отверждении. Известна [RU №2187405, кл. В 22 С 1/16, опубл. 20.08.2002 г. Бюлл.23] холоднотвердеющая смесь для изготовления литейных форм и стержней, содержащая огнеупорный наполнитель на основе диоксида кремния, алюмохромфосфатное связующее, модифицированное на стадии синтеза метилолмочевинами в количестве 0,6-1,1 мас.% при следующем содержании ингредиентов, мас.%: Модифицированное алюмохромфосфатное связующее 2-6 Железо-окисный отход металлургического производства 1-4 Огнеупорный наполнитель на основе диоксида кремния Остальное К ее недостаткам следует отнести непостоянный состав железоокисного отхода и необходимость его ввода в тонкодисперсном состоянии в формовочные композиции, что вызывает запыленность в производственном помещении. Наиболее близкой по технической сущности является холоднотвердеющая смесь для изготовления литейных форм и стержней [SU №1028413, кл. В 22 С 1/16, 1983 г.], включающая огнеупорный наполнитель на основе кремнезема, алюмохромфосфатное вяжущее и отвердитель – триэтаноламин, при использовании которой улучшается чистота поверхности отливок из сплавов на медной основе. Ее существенными недостатками являются высокая токсичность триэтаноламина, малая живучесть и ограниченная область применения. Технической задачей изобретения является оптимизация состава смеси для изготовления литейных форм и стержней с целью повышения ее живучести, уменьшения осыпаемости и сохранения на высоком уровне прочностных характеристик. Поставленная задача решается тем, что в известной смеси алюмохромфосфатное связующее заменено на модифицированную метилолмочевинами алюмохромфосфатную связку, в которой метилолмочевины и алюмохромфосфаты находятся в виде сложноэфирных соединений, а в качестве отвердителя взят модификатор аминный марки АМ-1 состава, мас.%: Моноэтаноламин 15-70 Смесь 1-(2-оксиэтил)имидазолидона-2 и 1-(2-оксиэтил)этилендиамина, не более 50 Вода Не более 20 Применение указанной композиции позволяет снизить гигроскопичность литейных форм и стержней, повысить живучесть формовочной композиции, избежать ее разупрочнения после отверждения. С другой стороны, изменяя содержание метилолмочевин в алюмохромфосфатном вяжущем, можно добиться целенаправленного улучшения рабочих характеристик холоднотвердеющей смеси. Сущностью предлагаемого решения является смесь для изготовления литейных форм и стержней, содержащая огнеупорный наполнитель на основе диоксида кремния, алюмохромфосфатное связующее, модифицированное на стадии синтеза метилолмочевинами в количестве 0,6-1,10 мас.% и модификатор аминный, при следующем содержании компонентов, мас.%: Модифицированное алюмохромфосфатное связующее 2-6 Модификатор аминный 0,2-3,0 Огнеупорный наполнитель на основе SiO2 Остальное Предлагаемое техническое решение отличается от известных тем, что с целью повышения живучести смеси, уменьшения осыпаемости и избежания разупрочнения после отверждения, она в качестве металлофосфатного производного содержит алюмохромфосфатную связку, модифицированную на стадии синтеза 0,66-1,1 мас.% метилолмочевин, а отвердителем служит модификатор аминный состава, мас.%: Моноэтаноламин 15-70 Смесь 1-(2-оксиэтил)имидазолидона-2 и 1-(2-оксиэтил)этилендиамина, не более 50 Вода, не более 20 при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: Модифицированное алюмохромфосфатное связующее 2-6 Модификатор аминный 0,2-3,0 Огнеупорный наполнитель на основе диоксида кремния Остальное Предлагаемое изобретение иллюстрируется примерами, приведенными в таблице. При изготовлении смеси для литейных форм и стержней использовали алюмохромфосфатное связующее, отвечающее требованиям ТУ №2149-012-00206492-99 со следующими показателями: – массовая доля алюминия в пересчете на Аl2О3, %, в пределах 6,5-9; – массовая доля хрома в пересчете на Сr2О3, %, в пределах 3,5-4,5; – массовая доля фосфатов в пересчете на Р2O5, %, в пределах 35-39; – массовая доля хрома (VI) в пересчете на Сr2О3 – отсутствие. Модификатор аминный соответствовал требованиям ТУ №2423-017-00206492-2002 и имел следующие показатели качества: Массовая доля моноэтаноламина, % 61,5 Массовая доля 1-(2-оксиэтил)имидазолидона-2 и 1-(2-оксиэтил)этилендиамина, % 29,5 Массовая доля воды, % 9,0 Сравнительная характеристика смесей для получения литейных форм и стержней, изготовленных в закрытом катковом смесителе периодического действия по примерам осуществления предлагаемого способа и по прототипу, представлена в таблице. Из описания изобретения и таблицы видно, что по заявленному техническому решению удается получать смеси для литейных форм и стержней с повышенной живучестью и улучшенными показателями прочности на разрыв и осыпаемостью.
Формула изобретения
Холоднотвердеющая смесь для изготовления литейных форм и стержней, включающая огнеупорный наполнитель на основе диоксида кремния, металлофосфатное связующее и отвердитель, отличающаяся тем, что в качестве металлофосфатного связующего она содержит алюмохромфосфатное связующее, модифицированное на стадии синтеза метилолмочевинами, взятыми в количестве 0,6-1,10 мас.%, а в качестве отвердителя – аминный модификатор состава, мас.%: Моноэтаноламин 15-70 Смесь 1-(2оксиэтил)имидазолидона-2 и 1-(2-оксиэтил)этилендиамина Не более 50 Вода Не более 20 при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: Модифицированное алюмохромфосфатное связующее 2-6 Аминный модификатор 0,2-3,0 Огнеупорный наполнитель на основе диоксида кремния Остальное
|
||||||||||||||||||||||||||
