MASA FOHIHERSKA, ZWŁASZCZA DO VYTl/ARZANXA ODL3/tfr

POLSKA
RZECZPOSPOLITA
OPIS PATENTOWY 127 305
LUDOWA
Patent dodatkowy
do patentu
'V9:M-$
Zgłoszono:
80 02 15
/p*222070/
Int Cl B22C 1/26
Pierwszeństwo:
■ IZ4D
PATENTOWY
ru
Zgłoszenie ogłoszono:
81 °8 21
Opis patentowy opublikowano: 1985 02 28
Twórcy wynalazku: Karol Chudoba, Stanisław Korpala9 Andrzej Nowak,
Tomasz Szczurek, Henryk Vąsowicz, Stanisław Ząbek,
Zbigniew Stefański.
Uprawniony z patentu: Instytut Odlewniot*a, Kraków /Polska/
MASA FOHIHERSKA, ZWŁASZCZA DO VYTl/ARZANXA ODL3/tfr ŻELIWNYCH
Przedmiotem wynalazku Jest masa formierska dla celów odlewniczych zawierająca piasek,
spoiwo i dodatki uszlachetniające* Najczęściej stosowanym w odlewnictwie piaskiem jest
piasek kwarcowy, a jako spoiwa stosujo się bentonit lub szkło wodne*
Znane masy formierskie zawierają jako dodatek uszlachetniający pyl węglowy, którego
zadaniem Jest zabezpieczenie odlewu przed przypaleniem się doń masy formierskiej. Doda¬
tek pyłu węglowego obniża przepuszczalność masy formierskiej oraz powoduje zapylenie
odlewni, zaś po zalaniu formy ciekłym metalem ze znanych mas formierskich wydzielają się
szkodliwe dla zdrowia wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne*
Masy tego typu znane są miedzy innymi z publikacji: L.Lewandowskiego pt* "Materiały
formierskie" Wyd* Pl/N - Warszawa 1971 r. i \v* Sakwy pt* "Teoria i praktyka technologii
materiałów formierskich" Uryd. Śląsk, Katowice 1970 r*
Innym znanym rozwiązaniem jest masa formierska chroniona patentem PRL nr 105 539 za¬
wierająca w swym składzie kumen. Lumen jest izopropylebenzenem o własnościach zbliżonych
do rozpuszczalników typu ksylenu lubbenzyny łąkowej, charakteryzuje się temperaturą
wrzenia 152°C i temperaturą zapłonu 33° C* Ze względu na niską temperaturę wrzenia i du¬
żą lotność kumen szybko paruje, a wydzielające się pary są szkodliwe dla zdrowia, ponad¬
to istnieje niebezpieczeństwo wybuchu par* W trakcie zalewania formy ciekłym metalem
kumen destyluje, a tylko niewielka jego część rozkłada się z wydzieleniem wolnego węgla
błyszczącego* PQwyższe własności określają kumen głównie Jako rozcieńczalnik ułatwiający
sporządzenie i stabilizację emulsji*
Celem rozwiązania według wynalazku jest opracowanie takiego składu masy formierskiej,
który poprawiałby Jej właściwości, a jednocześnie eliminowałby niebezpieczeństwo zatru¬
cia, wybuchu, zapylenia i zagrożenia pożarowego*
127305
2
Cel ten osiągnięto stoaująo jako środek uszlachetniający do masy formierskiej a mole
pokumenowa lub produkty jej destylacji*
Smolą
pokumenowa ma charakter oleju i jest produktem ubocznym w procesie otrzymywa¬
nia etylobenzenu i propylobenzemw Smolą pokumenowa zawiera związki posiadające w cząs¬
teczce dna lub więcej pierśoieni aromatycznych oraz oykloparafinowych, a także związki
wyąokoaromatyozne o dużym stopniu kondensacji i właściwościach żywic naftowych* Zawar¬
tość substanoji żywicznych w smole pokumenowej wynosi ponad 5j£ wagowych* Obecność w smo¬
le pokumenowej związków posiadających dwa lub więcej pierścieni aromatycznyoh ma istotny
wpływ na wydzielanie się na powierzohni odlewów wolnego węgla błyszczącego* oo jest zja¬
wiskiem pożądanym* Niska lotność i niższy punkt rozkładu termicznego struktur wysokooząstoczkowych zapobiega odparowywaniu ich z masy formierskiej w trakole sporządzania formy
1 w ozasie zalewania formy ciekłym metalem* a jednocześnie sprzyja tworzeniu się węgla
błyszcząoego na drodze krakingu*
Temperatura wrzenia smoły pokumenowej przekracza 300°C9 a temperatura zapłonu wyno¬
si ponad 100°C* Zawarte w smole pokumenowej związki łatwo mieszają się ze składnikami mi¬
neralnymi masy formierskiej i nie zachodzi konieczność sporządzania emulsji
wodnej nie¬
pożądanego dodatkowego wprowadzania wody do masy formierskiej* Składniki żywiczne smoły
pokumenowej wiążą materiał i podwyższają wytrzymałość masy formierskiej*
Smołę pokumenowa otrzymuje sic po oddestylowaniu składników wrzących w temperaturze
poniżej 240°C z mieszaniny węglowodorowej będącej produktem katalitycznej alkilacji ben¬
zenu etylenu lub propylonu* Smoła pokumenowa zawiera 3-30 ozęści wagowych dwutenylu
i alkilowanyoh pochodnych dwutenylu oraz innych dwupierścieniowych węglowodorów aromatycz¬
nych* 30-60 ozęści wagowych polipropylobenzenów i polibutylobenzenów, 5*30 ozęści wago¬
wych węglowodorów trój- i więoej cyklicznych oraz żywic*
Smołę pokumenowa w stanie ciekłym wprowadza się do masy formierskiej w ilości 0,2-10
osęśoi wagowych na 100 części wagowych piasku, korzystnie plasku kwarcowego* Można też
przed wprowadzeniem do masy formierskiej zmieszać smołę pokumenowa z pyłem węglowym lub
produktami węglopochodnymi lub ponaftowymi w ilości 5-20 części smoły pokumenowej na 100
ozęśoi wagowyoh
pyłu węglowego lub produktów węglopoohodnych lub ponaf towych* Otrzymaną
mieszaninę w stanie stałym wprowadza się do masy formierskiej w ilości 2-4 części wagowych
mieszaniny na 100 części wagowych piasku*
Masa formierska według wynalazku posiada dobre właściwości tochnologiczne, dużą wytrzy¬
małość, płynność i nie przypala sio do powierzchni odlewów* V trakcie zalewania formy
ciekłym metalem następuje rozkład zawartych w masie formierskiej policyklicznych węglowo¬
dorów aromatycznych z Jednoczesnym wydzieleniem dużej ilośoi węgla błyszczącego, oo wywie¬
ra korzystny wpływ na jakość powierzchni odlewu* Masa formierska według wynalazku nie za¬
wiera niskowrzących węglowodorów aromatycznych, co
w sposób wydatny ogranicza ilość wy¬
dzielających się szkodliwych oparów i eliminuje niebezpieczeństwo wybuchu*
Masa formierska według wynalazku może być również stosowana do wykonywania rdzeni od¬
lewniczyoh*
Przykłady składu masy według wynalazku*
Przykład I* Piasek kwarcowy - 100 czości wagowych* bentonit - 3 częśoi wagowych, smo¬
ła pokumenowa lub jej frakcje podestylacyjne - 3 części wagowe* woda - 3,5 części wago¬
wych*
Przykład II* Piasek kwarcowy - 100 części wagowych, bentonit - 8 części wagowych.
mieszanina zawierająca 90 częśoi ciężarowych pyłu węglowego i 10 częśoi ciężarowych smo¬
ły pokumenowej lub jej frakcji podestylacyjnej - 3 części wagowe, woda -3,5 części wago¬
wych*
Przykład III* Piasek kwarcowy - 100 części wagowych, szkło wodne - 3 części wagowe,
mieszanina zawierająca 90 części ciężarowych pyłu węglowego i 10 części ciężarowych smoły
pokumenowej lub jej frakcji podestylacyjnej - k ozęśoi wagowe*
127305
Zastrzeżenia
3
patentowe
1« Masa formierska, zwłaszcza do wytwarzania odlewów żeliwnych, składająca się z
piasku w ilości do 100 części wagowych i bentonitu w ilości 5-12 części wagowych lub
szklą wodnego w ilości 2-6 części wagowych, znamienna
t y m, że na 100 części
wagowych piasku, korzystnie piasku kwarcowego zawiera 0,2-10 części wagowych smoły pokumenowej będącej pozostałością po oddestylowaniu składników wrzących w temperaturze poni~
żej 2^0°C z mieszaniny będącej produktem katalitycznej alkalizacji benzenu etylenem lub
propylenem, a składającej się z 3-80 części wagowych dwutenylu i alkilowanych pochodnych
dwutenylu oraz innych dwupierścieniowych węglowodorów aromatycznych, 30-80 części wagowych polipropylenów i polibutylobenzenów, 5-30 części wagowych węglowodorów wielocyklicznych i żywic*
2. Masa formierska według zastrz*
1, znamienna
tym,
że zawiera smołę poku-
menową występującą w postaci mieszaniny z pyłem węglowym w ilości 5-20 części wagowyoh
smoły pokumenowej na 100 części wagowyoh pyłu węglowego,
a ilość mieszaniny w masie for¬
mierskiej wynosi 2-4 części wagowe mieszaniny na 100 części wagowych piasku.