PL77380B1 - - Google Patents

Description

Sposób sporzadzania oliwinowych mas formierskich i rdzeniowych oraz oliwinowe masy formierskie i rdzeniowe Przedmiotem wynalazku jest sposób sporzadzania oliwinowych mas formierskich i rdzeniowych oraz oliwinowe masy formierskie i rdzeniowe przezna¬ czone dla odlewów zeliwnych i staliwnych.W odlewnictwie, formy i rdzenie odlewnicze piaskowe stosowane sa bardzo szeroko. Formy te i rdzenie wykonuje sie przez dodanie, spoiwa do piasku po czym mieszanine formuje sie i utwardza.Korzystnym jest gdy utwardzanie przeprowadza sie w temperaturze pokojowej a to dla unikniecia wszystkich, dodatkowych kosztów utwardzania na goraco. Znany jest sposób utwardzania na zimno zaprawy wiazacej, który jest stosowany od dluz¬ szego czasu na bazie spoiwa furanowego, na przy¬ klad stosuje sie formaldehyd mocznikowy lub roz¬ twór zywicy syntetycznej formaldehydu fenolowego do którego dodaje sie alkohol furfurolowy, z kwa¬ sem fosforowym lub kwasem sulfonowym parato- luenowym jako katalizatorem utwardzajacym.W czasie prowadzenia procesu przygotowywania mas dodaje sie do piasku kwas fosforowy, zwykle 85%. Nastepnie dodaje sie spoiwo furanowe oraz miesza sie ja z piaskiem.Piaskowa mieszanke nastepnie zwilza sie nadajac jej konsystencje podobna do konsystencji mokrego sniegu i wypelnia sie nia skrzynki rdzeniowe na przeciag 10 do 15 minut, od czasu sporzadzenia, zanim mieszanka stezeje. Po okolo pól godziny rdzen ma juz konsystencje kamienia piaskowego 10 15 20 25 30 i moze byc wyjmowany, a skrzynka rdzeniowa mo¬ ze byc wykorzystana ponownie.Znany jest sposób przygotowywania form i rdze¬ ni odlewniczych z piasku, na przyklad piasku kwar¬ cowego zawierajacego mozliwie mala ilosc wapnia.Sposób ten polega na stosowaniu spoiwa furano¬ wego i kwasu aminosulfonowego, oraz dodawaniu wody. Jednakze nie stosuje sie w tym sposobie rozdrobnionej skaly oliwin, która ma calkowicie od¬ mienne wlasciwosci od tych piasków kwarcowych.Inny znany sposób przygotowywania form z pia¬ sku polega na stosowaniu energii, czasu i urzadze¬ nia do utwardzania na goraco oraz uzyciu szeregu stalych i cieklych kwasów oraz bezwodnika kwasu jako katalizatorów procesu utwardzania.Do odlewania stali i pewnych gatunków zeliw stosuje sie niewiele gatunków piasków kwarco¬ wych. Rozdrobnione skaly oliwin zastosowano na rdzenie i formy, a to z uwagi na nastepujace ko¬ rzysci, wysoki punkt spiekania, wyeliminowanie niebezpieczenstwa pylicy krzemowej, oraz niska rozszerzalnosc cieplna. Skala oliwiny jest silnie za¬ sadowa i dlatego nie moze byc stosowana w powia¬ zaniu z lepiszczami furanowymi i kwasem fosforo¬ wym lub kwasem sulfonowym paratoluenowym jako katalizatorem. Rozdrobniona skala oliwin neu¬ tralizuje kwas, w wyniku czego (spoiwo) nie utwar¬ dza sie.Tablica 1 przedstawia wyniki kilku przykladów nastepujacych doswiadczen: 7738077380 3 1200 g rozdrobnionej skaly oliwin lub 1200 g piasku zmieszano z rózna iloscia skoncentrowanego kwasu fosforowego i spoiwa furanowego (formal¬ dehyd mocznika i fufuryl). Mieszanka zostala uzyta do wykonania rdzenia odlewniczego: wytrzymalosc na sciskanie wykonywanego rdzenia mierzono w róznych okresach czasu podczas utwardzania.Doswiadczenie przeprowadzano w temperaturze po¬ kojowej.Tabl rozdrobniona olewina piasffi~ ~ stezony, Uwodniony kwafc fosforowy (85°/o) spoiwo fucanowe wytfzymalosd ha sci¬ skanie w kG/cm2 -V* godziny Vi godziny 2 godziny 1 godzina 4 godziny 24 godziny Lica 1 1200 g 8g 20 g L 1200 g 12 g 24 g 1 ' ' 1200 g 1200 g 8g 24 g 10 g 24 g rdzenia o srednicy 5 cm i dlugosci 5 cm 0,1 0,12 0,48 0,22 1,6 4,8 0,05 0,1 0,26 0,12 1,32 3,4 0,24 2,1 54,0 14,0 54,0 88,0 2,6 13,8 68,0 46,0 108,0 1110,0 10 15 20 35 40 30 z wyników podanych w^powyzszej tablicy wynika w sposób oczywisty ze kwas fosforowy nie moze byc stosowany jako zaprawa do spoiw furanowych razem z rozdrobniona skala oliwin. Dla przy¬ gotowania rdzeni z rozdrobnionych skal oliwin jest zatem niezbedne zastosowanie oleju lnianego, oleju, zywicy fenolowe!] lub izocyjanianu. Wspólna cecha wszystkich tych substancji jest to, ze wymagaja utwardzania na goraco, co oznacza, ze rdzen musi byc prazony w piecu przez kilka godzin, a wiec wymagaja przestrzeni, czasu i energii.Dotychczas w odlewn}ach staliwa przedmiotowe wyroby, otrzymywane przy stosowaniu spoiwa, utwardzane na zimno, mimo istnienia oliwin uzna¬ no za dobre.Zagadnienie to zostalo rozwiazane, gdy stwier¬ dzono, ze powyzsze trudnosci znanych sposobów wiazania przy zastosowaniu rozdrobnionej oliwiny moga byc wyeliminowane przez zastosowanie spo¬ sobu wiazania zawierajacego spoiwa furanowe i bezwodnika kwasu fosforowego (pieciotlenek fo¬ sforu).Zgodnie z wynalazkiem sposób sporzadzania oli- winowych mas formierskich i rdzeniowych dla od¬ lewów zeliwnych i staliwnych utwardzanych w for- .niach w temperaturze pokojowej polega na tym, ze rozdrobniona skale oliwin o srednicy ziaren prze¬ cietnie 0,05 do 0,5 mm miesza sie w mieszarce do¬ wolnego typu korzystnie przez okres okolo 2 do 3 min. z zywica furanowa a nastepnie dodaje sie drobnoziarnistego pylu pieciotlenku fosforu i mie¬ sza sie calosc przez okres dalszych korzystnie okolo 2 do 3 min.Przedmiotem wynalazku jest równiez oliwinowa 65 masa formierska i rdzeniowa dla odlewów staliw¬ nych i zeliwnych z osiowa o srednicy ziaren prze¬ cietnie 0,05 do 0,5 mm utwardzona w formach w temperaturze, .pokojowej charakteryzujaca sie tym, ze zawiera spoiwo w postaci zywicy furano¬ wej okolo 3 do 4Vo wagowych i pylisty pieciotlenek fosforu w ilosci okolo 0,3 do okolo 0,8§/e wagowych jako Katalizator przyspieszajacy utwardzanie masy.Dwa czynne skladniki spoiwa a mianowicie zy¬ wica furanowa i kwasny pieciotlenek fosforu w po¬ staci stalej sa od siebie oddzielne az do chwili gdy zostaja zmieszane z rozdrobniona skala oliwin, któ¬ rej przecietna wielkosc czastki wynosi od 0,05 do 0,5 mm, przy czym najpierw dodaje stezony kwas a nastepnie spoiwo lub odwrotnie. Kwas rozpusz¬ cza sie w spoiwie i wówczas rozpoczyna sie proces utwardzania.Przygotowywanie form i rdzeni winno zatem byc przeprowadzone wzglednie zaraz po zmieszaniu obu aktywnych skladników spoiwa wiazacego. Mozliwe, ze rozdrobniona skala oliwin jest nieco atakowana po tym gdy kwas rozpuscil sie w spoiwie, lecz do¬ swiadczenie wskazuje, ze to nie ma praktycznego znaczenia.Lacznie z pieciotlenkiem fosforu jest zasadniczo mozliwe stosowanie innego, silnego bezwodnika kwasowego, takiego jak bezwodnik kwasu maleino¬ wego, kwas szczawiowy i kwas trójchlorooctowy, lecz wszystkie te kwasy sa szczególnie niebezpiecz¬ ne, nieprzyjemne i gryzace i dlatego w praktyce niestosowane.Pieciotlenek fosforu nie wydziela klopotliwych par, lecz musza oczywiscie byc przedsiewziete, zwy¬ kle srodki ostroznosci tak jak na przyklad przy za¬ stosowaniu kwasu fosforowego wodnego o zwyklym stezeniu.Istotna zaleta i korzyscia przedmiotowego wyna¬ lazku jest przede wszystkim mozliwosc sporzadze¬ nia oliwinowych mas formierskich i odlewniczych w temperaturze pokojowej bez podgrzewania. Za¬ lety te potwierdzaja ponizsze przyklady zastosowa¬ nia pieciotlenku fosforu. 45 Przyklad: 1200 g rozdrobnionej skaly oli¬ win zmieszano z 40 g spoiwa furanowego, po czym dodaje sie jednoczesnie mieszajac rózne ilosci piecio¬ tlenku fosforu. Mieszanina jest formowana w po¬ staci rdzeni odlewniczych, a wytrzymalosc na scis¬ kanie rdzenia mierzono kilkakrotnie w czasie pro¬ cesu utwardzania. Doswiadczenie bylo przeprowa¬ dzone w temperaturze pokojowej. Wyniki przed¬ stawiono w tablicy 2.Ja£ wynika z tabeli 2 nadmierna ilosc piecio¬ tlenku fosforu zastosowano w przykladach e, f i g tak, £e utwardzanie spoiwa mialo miejsce przed za¬ konczeniem ubijania rdzeni w wyniku czego osia¬ gnieto mala spójnosc rdzeni. Równiez w przykla¬ dzie d proces utwardzania postapil nieco dalej niz bylo Wymagane zanim, wzglednie w pelni uplynal czas ubijania rdzeni, bez przedwczesnego utwar¬ dzania.Ponadto, w praktyce czas wymagany dla uzyska¬ nia dostatecznego utwardzania jest zasadniczo krótszy niz przedzialy czasu przedstawione w pa¬ so 55 6077380 Tablica 2 Przyklad rozdrobniona oliwin (g) spoiwo furanowe (g) P2O5 (g) a 1200 40 3 b 1200 40 4 c 1200 40 5 d 1200 40 7 e 1200 40 10 f 1200 40 20 g 1200 40 40 Wytrzymalosc na sciskanie kG/cm2 rdzenia o sredn. 5 cm i dlugosci 5 cm V4 godziny Vt godziny 1 godzina 2 godziny 24 godziny 4 godziny 0 0 0,4 1,4 36 5,8 0 0,2 1,1 6- 50 — 18- 0,9 3,0 10,5 24,- 63 — 40,— 7,0 14,5 19 — 32- 50,— 30,— 1,0 6,3 15,4 utwardzona mieszanina w czasie ubijania rdzeni osiagnela w wyniku mala spoistosc wyzszej tablicy i rdzenie wykonane w przemysle sa prawie zawsze grubsze niz wykonane laboratoryj¬ nie. Straty cieplne beda zatem mniejsze i reakcja egzotermiczna polimeryzacji alkoholu furfurylowe- go nastapi szybciej.Przyklad C dal najkorzystniejsze wyniki i dla¬ tego zostal powtórzony w szerszym zakresie: zmie¬ szano 6 kg rozdrobnionej skaly oliwin, 200 g spoi¬ wa furanowego i 25 g pieciotlenku fosforu w mie¬ szarce lopatkowej do mas formierskich przez 2 i Vt minuty i ubito w plastykowym wiadrze. Po dwu godzinach przygotowany rdzen byl calkowicie po¬ dobny do piaskowca.Doswiadczenia byly nastepnie przeprowadzone w stalowni gdzie wykonano trzy rdzenie, kazdy o wadze 120 kg, wyjete ze skrzynek po pól godzi¬ ny. Otrzymane odlewy przy zastosowaniu tych rdzeni byly doskonale.Czas utwardzania oraz najkorzystniejsza ilosc pie¬ ciotlenku fosforu jest zalezna od dokladnego skladu spoiwa furanowego, temperatury i wielkosci czas¬ tek rozdrobnionej oliwiny.Jezeli proces jest na przyklad przeprowadzany przy niskich temperaturach, musi byc zastosowana wieksza ilosc pieciotlenku fosforu dla osiagniecia takiego samego wskaznika utwardzania. 35 PL PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób sporzadzania oliwimowych mas formier¬ skich i rdzeniowych dla odlewów staliwnych i ze¬ liwnych, utwardzonych w formach w temperaturze 40 pokojowej, znamienny tym, ze rozdrobniona skale oliwin o srednicy ziaren przecietnie 0,05 do 0,5 miesza sie w mieszarce dowolnego typu korzystnie przez okres czas 2 do 3 min. z zywica furanowa, a nastepnie dodaje sie pieciotlenek fosforu w po- 45 staci drobnoziarnistego pylu i miesza sie calosc przez okres dalszych korzystnie 2 do 2 min.

2. Oliwinowa masa formierska i rdzeniowa dla odlewów staliwnych i zeliwnych z osnowa o sred¬ nicy ziaren przecietnie 0,05 do 0,5 mm utwardzana 50 w formach w temperaturze pokojowej, znamienna tym, ze zawiera spoiwo w postaci zywicy furano- wej w ilosci okolo 2 do okolo 5°/o wagowych, ko¬ rzystnie okolo 3 do okolo 4f/o wagowych i pylisty pieciotlenek fosforu w ilosci okolo 0,3 do okolo 0,8°/* 55 wagowych jako katalizator przyspieszajacy utwar¬ dzanie masy. PL PL