Патент на изобретение №2354489

Published by on




РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ



ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(19) RU (11) 2354489 (13) C1
(51) МПК

B22C1/18 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Статус: по данным на 08.09.2010 – действует

(21), (22) Заявка: 2007127234/02, 16.07.2007

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

16.07.2007

(46) Опубликовано: 10.05.2009

(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске:
RU 2241571 C1, 10.12.2004. RU 2270752 C1, 27.02.2006. RU 2020024 C1, 30.09.1994. RU 2187405 C2, 20.08.2002. SU 1028413 A, 15.07.1983.

Адрес для переписки:

445653, Самарская обл., г. Тольятти, Поволжское ш., 32, ОАО “Тольяттиазот”, С.В.Афанасьеву

(72) Автор(ы):

Махлай Владимир Николаевич (RU),
Афанасьев Сергей Васильевич (RU),
Рощенко Ольга Сергеевна (RU),
Триполицын Андрей Александрович (RU)

(73) Патентообладатель(и):

ОАО “Тольяттиазот” (RU)

(54) ХОЛОДНОТВЕРДЕЮЩАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области литейного производства. Смесь содержит, мас.%: модифицированное алюмохромфосфатное связующее 2-6, отвердитель 0,1-3,0 и огнеупорный наполнитель на основе диоксида кремния остальное. В качестве отвердителя использован огнезащитный состав «ОСА-1». Достигается повышение прочности при растяжении через 24 часа и снижение осыпаемости смесевых композиций. 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 Н3PO4, либо ее модифицированный вариант – хром- или алюмохромфосфатные связки. Недостатками данных холоднотвердеющих смесей являются высокая стоимость, хрупкость и гигроскопичность. Используемые для их отверждения железооксидные материалы характеризуются непостоянством химического состава и, прежде всего, содержанием Fe2О3 в альфа- и гамма-модификациях, обладающих различной активностью. По указанной причине проводится разработка алюмохромфосфатных композиций с улучшенным комплексом свойств.

Известна [RU 2187405, кл. В22С 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.% и отвердитель – железо-оксидный отход металлургического производства при следующем содержании ингредиентов, мас.%:

Модифицированное алюмохромфосфатное
связующее 2-6
Железоокисный 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.

Известна холоднотвердеющая смесь для изготовления литейных форм и стержней [SU 1028413, кл. В22С 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.

Наиболее близкой по технической сущности может рассматриваться холоднотвердеющая смесь для изготовления литейных форм и стержней [RU 2241571, кл. В22С 1/16], включающая огнеупорный наполнитель на основе диоксида кремния, модифицированное алюмохромфосфатное связующее и отвердитель – аминный модификатор АМ-1 при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Модифицированное алюмохромфосфатное
связующее 2-6
Аминный модификатор 0.1-3
Огнеупорный наполнитель на основе SiO2 Остальное

К ее недостаткам следует отнести повышенную осыпаемость формовочных смесей.

Технической задачей изобретения является оптимизация состава смеси для изготовления литейных форм и стержней с целью уменьшения осыпаемости и сохранения на высоком уровне прочностных характеристик.

Поставленная задача решается тем, что в известной смеси в качестве отвердителя взят огнезащитный состав марки «ОСА-1» по ТУ 2499-024-00206492-06, имеющий следующие показатели качества:

Плотность при 20°С, г/см3, не менее 1,12
рН 6.5-8.0
Коэффициент рефракции, не менее 1,405

Применение указанной композиции позволяет повысить прочность формовочных смесей при растяжении через 24 часа и уменьшить их осыпаемость.

Сущностью предлагаемого решения является смесь для изготовления литейных форм и стержней, содержащая огнеупорный наполнитель на основе диоксида кремния, модифицированное алюмохромфосфатное связующее и отвердитель, причем в качестве отвердителя используется огнезащитный состав

«ОСА-1» при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Модифицированное алюмохромфосфатное
связующее 2-6
«ОСА-1» 0,1-3,0
Огнеупорный наполнитель на основе SiO2 Остальное

Предлагаемое техническое решение отличается от известных тем, что с целью повышения прочностных показателей смесей, уменьшения их она в качестве отвердителя содержит огнезащитный состав марки «ОСА-1» при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Модифицированное алюмохромфосфатное связующее 2-6
Огнезащитный состав «ОСА-1» 0.1-3,0
Огнеупорный наполнитель на основе диоксида
кремния Остальное

При изготовлении формовочной смеси использовали алюмохромфосфатное связующее, модифицированное на стадии синтеза 1,1 мас.% метилолмочевин и отвечающее требованиям ТУ 2149-012-00206492-99 со следующими показателями:

– массовая доля алюминия в пересчете на Al2O3, %, в пределах – 6,5-9;

– массовая доля хрома в пересчете на Cr2О3, %, в пределах – 3.5-4.5;

– массовая доля фосфатов в пересчете на Р2O5, %, в пределах – 35-39;

– массовая доля хрома (VI) в пересчете на Cr2О3 – отсутствие.

Смешение ингредиентов осуществляли в закрытом катковом смесителе периодического действия в условиях, максимально приближенных к производственным.

Сравнительная характеристика смесей для получения литейных форм и стержней 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 прочностью при растяжении через 24 часа и низкой осыпаемостью.

Состав и свойства холоднотвердеющих смесей для литейных форм и стержней по прототипу и предлагаемому способу
I. Состав холоднотвердеющих смесей
Ингредиент содержание, мас.%
прототип примеры
1 2 3
Алюмохромфосфатное связующее 4,0 4,0 4,2 4,4
Содержание метилолмочевины в алюмохромфосфатном связующем 0,6-1,1 1,1 1,1 1,1
Отвердитель АМ-1 ОСА-1
Количество отвердителя 0,25-1,0 0,5 0,75 1,0
Огнеупорный наполнитель на основе SiO2 остальное
II. Свойства холоднотвердеющих смесей
Свойства прототип примеры
1 2 3
а) до отверждения
Живучесть, мин 30-90 60-90 60-90 60-90
б) после отверждения на воздухе при 23°С
Прочность при растяжении через 24 часа, кгс/см2 5,8-9,6 9,7 12,3 11,2
Прочность на сжатие через 24 часа, кгс/см2 15,9-42,5 17,0 20,4 21,8
Осыпаемость через 24 часа, % 0,11-0,14 0,10 0,09 0,10
в) после тепловой осушки при 200°С в течение 40 мин.
Прочность при растяжении, кгс/см2 10,1-12,7 11,5 12,8 12,7
Прочность на сжатие, кгс/см2 24,2-58 48 54 32

Формула изобретения

Холоднотвердеющая смесь для изготовления литейных форм и стержней, содержащая огнеупорный наполнитель на основе диоксида кремния, модифицированное алюмохромфосфатное связующее и отвердитель, отличающаяся тем, что в качестве отвердителя она содержит огнезащитный состав «ОСА-1» при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

модифицированное алюмохромфосфатное
связующее 2-6
огнезащитный состав «ОСА-1» 0,1-3,0
огнеупорный наполнитель на основе
диоксида кремния остальное

Categories: BD_2354000-2354999