Masa chemoutwardzalna, formierska lub rdzeniowa.

POLSKA
RZECZPOSPOLITA
LUDOWA
OPIS PATENTOWY
Patent dodatkowy
do patentu nr
s^3
Zgłoszono:
124931
Int. Cl. B22C 1/22
(P. 223922)
29.04.80
Pierwszeństwo
URZĄD
PATENTOWY
PRL
Zgłoszenie ogłoszono:
27.03.81
Opis patentowy opublikowano: 30.05J984
Twórcywynalazku: Mieczysław Dębski, Zdzisław Wertz, Krystyna Starzyńska,
Grzegorz Derecki, Halina Wiekluk, Krzysztof Wiechczyński,
Włodzimierz Jarecki, Andrzej Trojan, Wiesław Moniowski,
Maciej Asłanowicz
Uprawniony z patentu: Instytut Odlewnictwa,
Kraków (Polska)
Masa chemoutwardzalna, formierska lub rdzeniowa
Przedmiotem wynalazku jest masa formierska lub rdzeniowa zawierająca piasek kwarcowy,
spoiwo syntetyczne oraz utwardzacz.
Znane chemoutwardzalne masy formierskie lub rdzeniowe zawierają w swym składzie duże
ilości spoiwa w postaci żywicy syntetycznej. Z opisu patentowego PRL nr 46956 znana jest
samoutwardzalna masa zawierająca w swym składzie piasek kwarcowy lub gliniasty w ilości 100
części ciężarowych, spoiwo w postaci żywicy mocznikowo-formaldehydowej w ilości 2-4 części
ciężarowych na 100 części ciężarowych piasku oraz katalizator charakteru kwaśnego w ilości 0,5-4
części ciężarowych na 100 części ciężarowych żywicy. Masa utwardza się w temperaturze otoczenia
w czasie 4-24 godzin lub w temperaturze 140-200°C w czasie 15-60 minut.
Taka duża zawartość żywicy w masie, nieodzowna dla uzyskania wymaganej wytrzymałości
formy lub rdzenia, powoduje powstawanie powierzchniowych wad odlewniczych występujących w
postaci nakłuć i pęcherzy gazowych, oraz pogorszenie warunków sozologicznych z uwagi na
posiadane własności toksyczne.
Celem wynalazku jest opracowanie składu chemoutwardzalnej masy formierskiej lub rdzenio¬
wej zapewniającej wytwarzanie odlewów, mimo małej zawartości spoiwa, winna charakteryzować
się wysoką wytrzymałością, dobrą płynnością i łatwą wybijalnością z form lub rdzeni
odlewniczych.
Przeprowadzone próby nieoczekiwanie wykazały, że efekt ten został osiągnięty dzięki wpro¬
wadzeniu do składu masy spoiwa z dodatkiem silanu.
Chemoutwardzalna masa formierska lub rdzeniowa według wynalazku zawiera piasek kwar¬
cowy, spoiwo w postaci żywicy mocznikowo-formaldehydowej lub mocznikowo-formaldehydowo-furfurylowej, utwardzacz typu kwaśnego i silan.
Masa według wynalazku zawiera wagowo: 1,2-2,0 części spoiwa, 0,2-0,8 części utwardzacza w
stosunku do 100 części piasku oraz dodatek silanu w ilości 0,1-1,0 części w stosunku do 100 części
żywicy.
2
124931
Korz\stnie jako silan stosuje się y-aminopropylotrójetoksysilan o wzorze H2NCH2-CH2*
Si (OC2Hs)3 lub silan o wzorze NH2CNHCH2 CH • Si(OCH5)3, w ilości 0,2-0,4 części wagowych w
stosunku do 100 części wagowych żywicy.
Masę według wynalazku przykładowo sporządza się w następujący sposób: odmierzoną ilość
piasku kwarcowego miesza się w pierwszej kolejności w mieszarce skrzydełkowej lub typu Simpson
lub o działaniu ciągłym z utwardzaczem w postaci kwasu fosforowego w czasie około dwóch minut,
a następnie po wyprowadzeniu do mieszarki odważowej żywicy mocznikowo-formaldehydowofurfurylowej zawierającą 0,4 części wagowych silanu w postaci y-aminopropylotrójetoksysilanu
miesza się ponownie w czasie około 5 minut.
Masa według wynalazku posiada wysoką wytrzymałość, dobrą płynność i znajduje zastosowa¬
nie przy wytwarzaniu odpowiedzialnych odlewów o żądanej gładkiej powierzchni, wolnej od
odlewniczych wad powierzchniowych takich jak: nakłucia, pęcherze gazowe i tym podobne.
Zwiększona wytrzymałość masy jest spowodowana dodatkiem silanu, który zwiększając
adhezję życicy i piasku kwarcowego powoduje wzrost jej wytrzymałości.
Przykład I
piasek kwarcowy —
kwas fosforowy —
żywica mocznikowo-formaldehydowo-furfurylowa —
y-aminopropylotrójetoksysilan —
100 części wagowych
0,8 części wagowych
1,2 części wagowych
0,4 części wagowych (w sto¬
sunku do 100 części
wagowych żywicy)
Masa o składzie według przykładu I posiada następujące własności:
wytrzymałość na rozciąganie mierzona na próbkach przetrzymywanych w zamkniętej rdzennicy w
czasie:
T= 1 godziny wynosi 0,02 MPa
przetrzymywane dodatkowo na powietrzu w czasie:
T = 3 godziny wynosi 0,35 MPa
T = 5 godzin wynosi 0,51 MPa
T= 24 godziny wynosi 1,50 MPa
Przykładowo, wytrzymałość masy o tym samym składzie lecz bez dodatku silanu wynosi
odpowiednio: 0,01-0,023-0,38-0,84 MPa
Przykład II
piasek kwarcowy — 100 części wagowych
kwas fosforowy — 0,4 części wagowych
żywica mocznikowo-formaldehydowa — 2,0 części wagowych
silan o wzorze NH2 • CNHCH2 • CH ■ CH2 • Si(OC2H5)3 — 0,4 części wagowych
— (w stosunku do 100 części
— wagowych żywicy)
Masa o składzie według przykładu II posiada następujące własności:
wytrzymałość na rozciąganie mierzona na próbkach przetrzymywanych w zamkniętej rdzennicy w
czasie:
T= 1 godzina wynosi 0,015 MPa
przytrzymywane dodatkowo na powietrzu w czasie:
T = 3 godziny wynosi 0,30 MPa
T = 5 godzin wynosi 0,45 MPa
T = 24 godziny wynosi 1,2 MPa
Przykładowo, w przypadku masy bez dodatku silanu, podobne wytrzymałości występują
dopiero po zwiększeniu dodatku żywicy do 3 części wagowych w odniesieniu do 100 części
wagowych piasku.
Zastrzeżenia patentowe
1. Masa chemoutwardzalna, formierska lub rdzeniowa, zawierająca piasek kwarcowy,
spoiwo w postaci żywicy mocznikowo-formaldehydowej lub mocznikowo-formaldehydowo-
124 931
3
fuifurylowej oraz utwardzacz typu kwaśnego, znamienna tym, że zawiera dodatkowo silan w ilości
0,1-1,0 części wagowych w odniesieniu do 100 części wagowych spoiwa, przy czym ilość spoiwa
wynosi 1,2-2,0 części wagowych a ilość utwardzacza wynosi 0,2-0,8 części wagowych, w stosunku
do 100 części wagowych piasku.
2. Masa według zastrz. 1, znamienna tym, że jako silan zawiera 7-aminopropylotrójetoksysilan o wzorze H2NCH2 • CH2 • Si(OC2Hs)3 w ilości 0,2-0,4 części wagowych w stosunku do 100 części
wagowych spoiwa.
3. Masa według zastrz. 1, znamienna tym, że jako silan zawiera silan o wzorze
NH2CNHCH2CH2CH2Si(OC2H5)3, w ilości 0,2-0,4 części wagowych w stosunku do 100
części wagowych spoiwa.