Алгоритм поиска точностных характеристик и соответствующих им допусков 5 страница

Недостатком ЛСТ является невысокая термостойкость (≈380°С), что ограничивает область их применения (используются при мелком и среднем литье). Кроме того, ЛСТ, как и все водорастворимые связующие, имеют повышенную гигроскопичность, что приводит к снижению прочности стержня (формы) при хранении. Однако при вводе гидрофобных добавок (бентон, парафин, жиры) в ЛСТ гигроскопичность их уменьшается. На основе ЛСТ и гидрофобных продуктов переработки нефти и сланцев (петролатума, битума) созданы комбинированные (эмульсионные) связующие, которые позволяют достичь более высокой прочности, чем каждое из них в отдельности. Кроме того, эти связующие негигроскопичны. Наиболее распространены следующие эмульсионные связующие: СП – состоит из 95% ЛСТ и 5% окисленного петролатума; СБ – содержит 80–85% ЛСТ и 15–20% ГТФ. Прочность при растяжении формовочных смесей с 4–5% этих связующих после сушки при 220–240°С составляет 0,5–0,6 МПа (5,0–6,0 кг/см²).

Лекция 11. Синтетические смолы.

Синтетические смолы относятся к органическим неводным (А-1) и водным (Б-1) связующим. В последнее время в литейном производстве в качестве связующих распространение получают синтетические смолы. Поскольку синтетические смолы являются дорогостоящими, их применяют более экономно, чем другие связующие (в основном для изготовления стержней в горячей и в холодной оснастке и для изготовления оболочковых форм). Рассмотрим синтетические смолы, применяемые для изготовления стержней в холодной оснастке.

ХТС с синтетическими смолами начали применять с 1958 года. Вместо традиционной технологии изготовления стержней, при которой стержни после уплотнения подвергались тепловой сушке, использование ХТС позволило коренным образом изменить технологию изготовления стержней и форм. Сущность технологии заключается в следующем: в смесь вводится жидкая смола (в полимерном состоянии) и отвердитель (кислота), при химическом взаимодействии которых происходит поликонденсация смолы до полного ее затвердевания и, как результат, упрочнения стержня (формы). Применяются также способы упрочнения стержней из ХТС со смолой путем добавки в смесь изоцианатов (отвердителей) и с продувкой ее катализатором (аминами, SO²).

ХТС со смолами имеют бόльшие преимущества, чем смеси с другими связующими: высокая прочность при малом (1–2%) расходе связующего, повышенная точность размеров стержней (и, соответственно, отливок); отпадает необходимость в тепловой сушке, не требуется применение сушильных плит, возможно использование оснастки из любых материалов (металлов, древесины, пластмасс), конструкция стержневых ящиков проще, чем нагреваемых, и т. д. Смеси со смолами имеют высокую текучесть и за счет этого легко уплотняются даже кратковременной вибрацией. Стержни негигроскопичны, из-за высокой прочности уменьшается или полностью отпадает необходимость в применении каркасов, имеют хорошую податливаемость и выбиваемость. Применение ХТС позволяет механизировать и автоматизировать изготовление стержней, повышает производительность труда и чистоту поверхности отливок, снижает брак и себестоимость отливок.

Известно, что смолы – это олигомеры, застабилизированные на какой-то промежуточной стадии полимеризации или поликонденсации (в зависимости от способа получения). Полимеризационные смолы получают в результате полимеризации одного или нескольких исходных веществ – манометров – по схеме nA → An. В литейном производстве применяют в основном конденсационные смолы. Их получают в результате поликонденсации не менее чем двух веществ Считают, что при получении (синтезе) смол поликонденсация молекул протекает по стадиям: Ф (жидкая смола), В (желатинообразная) и С (твердая). Все смолы, применяемые в качестве связующих, – это полимеры (или, точнее, олигомеры) промежуточной стадии, между А и В, т. е. процесс их поликонденсации прерван при получении смолы. Процесс поликонденсации смолы возобновляют в ХТС путем ввода в нее отвердителя (катализатора).

Самыми дешевыми являются мочевино-формальдегидные смолы. Они являются продуктами конденсации мочевины (карбамида) CO(NH₂)₂ с формальдегидом CH₂O, производятся различных марок, отличающихся одна от другой содержанием сухого вещества, степенью конденсации, вязкостью, содержанием свободного формальдегида и др. Недостатком карбамидных смол является низкая термостойкость (220–480°С), вследствие чего стержни и формы имеют большую газотворность, а при разложении они выделяют азот, что может стать причиной газовой пористости в отливках. Эти смолы применяются в основном для получения отливок из цветных металлов и тонкостенного чугунного литья. Содержание азота в смеси для получения чугунных и стальных отливок не должно превышать 0,2%, а для получения отливок из высоколегированных чугунов и сталей – 0,01%. Поэтому для стального литья можно применять мочевино-формальдегидно-фурановые смолы, содержащие не более 1,5% азота. Кроме того, смеси с мочевино-формальдегидными смолами имеют повышенную гигроскопичность.

С целью повышения термостойкости мочевино-формальдегидныхсмол при их синтезе вводят фуриловый спирт С₅H₆O₂. Такие смолы называют карбамидо-фурановыми. Чем больше введено в смолу фурилового спирта, тем выше их термостойкость. Установлено, что для чугунного литья необходимо содержание в смоле не менее 30%, а для стального – не менее 60% фурилового спирта. Из фуриловых смол наибольшее распространение получили мочевино-формальдегидные смолы, содержащие 40–90% фурилового спирта.

Термин “фурановая смола” относится к фенолоформальдегидным смолам, модифицированным фуриловым спиртом.

Повышенную термостойкость (400–800°С) имеют и фенолоформальдегидные смолы, являющиеся продуктами поликонденсации фенола С₆Н₅ОН и формальдегида в присутствии различных катализаторов и добавок. Поэтому эти смолы пригодны для стального и чугунного литья. Высокую термостойкость имеют также фурилофенолоформальдегидные смолы – продукты поликонденсации фурилового спирта с фенолоспиртами, стабилизированные фуриловым спиртом (ФФ-1Ф, ФФ-1ФМ) или гидролизным этиловым спиртом (ФФ-1СМ). Эти смолы применяют для ответственного стального литья. Фурило-фенолоформальдегидные смолы – самые дорогостоящие.

Весьма перспективны водорастворимые фенолоформальдегидные смолы СФЖ-30-13 и водоэмульсионная смола СФЖ-301, позволяющие вводить в смесь до 3% глины или применять глинистые пески. Глина при этом адсорбирует низкомолекулярные фракции связующего, в результате чего повышается прочность XТC. Применяются и другие виды смол для ХТС: алкидные, эпоксидные, полиэфирные. Алкидные, или глифталевые, смолы получают при поликонденсации глицерина и фталевого ангидрида. Их отверждают полиизоцианатом и амином. При этом образуются полиуретаны, имеющие высокую прочность. Известны также алкидные смолы, модифицированные растительным маслом.

Полиэфирные смолы имеют в молекулах несколько групп ОН. В качестве отвердителя этих смол в ХТС вводятся изоцианаты. Смолы отверждают также продувкой аминами. Через 5 мин прочность достигает 0,2 МПа при содержании 0,7% смолы. В результате исследований было показано, что при содержании 0,7% смолы “Систол” и 0,9% изоцианата добавками 0,03–0,07% уротропина и 0,3% воды можно достичь прочности при сжатии 2,5–3,5 МПа.

Известны ХТС с поливиниловым спиртом (ГОСТ 10779–78), который вводится в смесь в виде 7,5–10%-го водного раствора в количестве 4–5% (по отношению к песку). Отверждение происходит при добавке 0,06–0,18% дикарбоновых кислот, например, лимонной. При этом достигается прочность 1,9–2 МПа. Однако ХТС с поливиниловым спиртом (ПВС) имеют повышенную гигроскопичность, и для ее снижения необходимо в смесь добавлять 0,1–0,5% (от сухого ПВС) силана.

Смолы холодного отверждения при хранении самопроизвольно полимеризуются. Чем выше степень их полимеризации сверх оптимальной, тем ниже прочность ХТС с такими смолами. Поэтому срок хранения смол ограничивается (2–6 мес.). Кроме того, для минимального расхода смолы необходимо применять песок высокого качества с минимальным содержанием глины и других примесей, которые поглощают часть смолы и снижают адгезию связующего к песчинкам.

В последние годы применяется способ отверждения ХТС со смолами продувкой сухим холодным или горячим воздухом.

Все смолы, применяемые для ХТС, пригодны для изготовления стержней в нагретой оснастке. Для изготовления стержней в нагретой оснастке применяются и другие смолы. Для изготовления оболочковых форм по нагретым моделям (250–350°С) выпускается специальное связующее ПК-104, представляющее собой тонкоизмельченную смесь новолачно-формальдегидной смолы марки 104 и 8% уротропина – гексаметилентетрамина (СН₂)₆N₄. При конденсации фенола и формальдегида в щелочной среде (pH>7) образуются резольные смолы, а при избытке фенола в кислой среде (pH<7) образуются новолачные смолы. Для ускорения процесса отверждения новолачных смол в них добавляют технический уротропин, в результате чего новолачные смолы приобретают свойства резольной смолы – быстро твердеют после расплавления, превращаясь в результате поликонденсации в более высокомолекулярные неплавкие и нерастворимые соединения. Такие смолы, которые при нагреве размягчаются, а при охлаждении вновь затвердевают, называют термореактивными (в отличие от термопластичных смол). Уротропин при нагреве (при отверждении) разлагается на формальдегид, аммиак и другие газообразные продукты. Выделяющийся формальдегид “сшивает” цепи молекул новолака, образуя трехмерную сетчатую структуру, и придает смоле и оболочке необходимую прочность. В последние годы для изготовления стержней в нагретой оснастке в качестве связующего применяется поливиниловый спирт (ПВС), (ГОСТ 10778–83). Марки ПВС обозначаются дробью: в числителе дано среднее значение динамической вязкости 4%-го раствора, а в знаменателе – среднее содержание ацетатных групп (по высшему сорту). ПВС представляет собой продукт щелочного омыления поливинилацетата. Он вводится в смесь в виде 7,5–10%-го водного раствора (0,375–0,5% в пересчете на сухое вещество). При таком малом расходе ПВС позволяет получить высокую прочность стержней. Недостатком ПВС, как и карбамидных смол, является малая термостойкость.

Прочность стержней, отвержденных в нагретой оснастке, значительно выше (при разрыве 1,5–10 МПа), чем из ХТС, так как процесс поликонденсации смолы протекает более полно, а продукты поликонденсации смол удаляются из пленок, в результате чего образуется более прочная трехмерная структура. Поскольку при отверждении смол и при их термодеструкции (нагрев в форме металлом) выделяются вредные вещества – формальдегид, фенол, метанол, необходимо вводить в смесь их минимальное количество, иметь надежно работающую вентиляцию, а процесс изготовления стержней полностью автоматизировать.

Вместо фенолоформальдегидных смол предлагаются резорциноформальдегидные, поскольку резорцин менее летуч, чем фенол.

К водорастворимым органическим связующим относятся: упаренная кислая вода газогенераторных станций, работающих на древесном угле, КВ (необессмоленная), КВС (необесфенольная растворимая смола), оксизан – упаренный концентрат после экстракции древесной смолы при термическом разложении древесины. Эти связующие по прочности получаемых стержней уступают синтетическим смолам. Их применяют для изготовления стержней 3-го и 4-го классов сложности, упрочняемых тепловой сушкой. Прочность стержней при содержании 3% такого связующего после сушки при 160–180°С не менее 0,7 МПа.

Силикаты.

Из силикатов в качестве связующих формовочных и стержневых смесей применяют жидкое стекло и цементы.

Жидкое стекло является самым распространенным (после глины), дешевым нетоксичным связующим, применяемым для изготовления форм и стержней, особенно в единичном и мелкосерийном производстве. Основным преимуществом жидкостекольных смесей является возможность упрочнения их в контакте с оснасткой при комнатной температуре.

Жидкое стекло представляет собой водный раствор щелочных силикатов переменного состава – Na₂O⋅nSiO₂ или K₂O⋅nSiO₂. Если жидкое стекло содержит силикаты натрия, оно называется натриевым, а если силикаты калия – калиевым. В литейном производстве в основном применяют натриевое (содовое) жидкое стекло, как более дешевое и менее дефицитное, чем калиевое. Жидкое стекло оценивают по модулю и плотности. Модуль жидкого стекла определяют по формуле:

M=(%Na₂O/%SiO₂) ⋅1,032,

где %SiO₂ и %Na₂O – процентное содержание SiO₂ и Na₂O в жидком стекле, 1,032 – коэффициент отношения молекулярных масс оксидов натрия и кремнезема.

Согласно ГОСТ 13078–81 жидкое стекло (содовое) выпускается с модулем 2,61–3,0, низкомодульное и 3,01–3,5 – высокомодульное, плотностью 1360–1500 кг/м³.

В литейном производстве применяют жидкое стекло с модулем 2,0–3,1. Чем выше модуль жидкого стекла, тем выше его степень полимеризации и тем больше скорость твердения. Это часто является причиной малой живучести смесей, приводит к быстрому нарастанию прочности в начальные периоды твердения, но является причиной снижения прочности через более длительный период твердения например через 24 ч. Поэтому модуль жидкого стекла, применяемого для приготовления смесей, снижают добавкой NaOH. Количество Отверждение форм и стержней с жидким стеклом было впервые осуществлено (50-е годы) продувкой их СО2. Реакция отверждения жидкого стекла по СО₂-процессу:

Na₂O ⋅ nSiO₂ + CO₂ + mH₂O → Na₂CO₃ + nSiO₂ + mH₂O.

Удельный расход СО₂ составляет 0,5–1,5 дм³/г жидкого стекла.

Количество СО₂, необходимое для достижения максимальной прочности смеси, В настоящее время отверждение этих смесей, кроме СО₂, производится также с помощью порошкообразных (феррохромовый шлак, нефелиновый шлам) и жидких отвердителей (эфиров, альдегидов).

Нефелиновый шлам, %: СаО 54–58; SiO₂ 28–32; Al₂O₃ 2–4; Fe₂O₃ 2–4; (Na₂O+К₂О) 2–3 – побочный продукт производства глинозема из нефелиновых руд.

Феррохромовый шлак – саморассыпающийся шлак ферросплавного производства, содержащий более 70% двухкальциевого силиката. Химический состав, %: СаО 48–54; SiO₂ 20–30; Al₂O3 4–8; MgO 7–12; Сr₂O₃ 2–12; FеО 0,1–2.

Антипирен – порошкообразный материал, получаемый при взаимодействии кислых фосфатов с карбамидом и аммиаком. Антипирен в сочетании с феррохромовым шлаком в жидкостекольных смесях снижает трудоемкость выбивки и ускоряет затвердение смеси. Жидкие отвердители сложного типа – прозрачные маловязкие жидкости от бесцветного до желтого цвета, плотностью 1080–1500кг/м³, с характерным запахом эфира (этилгликоль, глицериндиацетат, глицеринтриацетат, пропиленкарбонат и др.).

Существенным недостатком жидкого стекла как связующего является плохая выбиваемость смесей из отливок. Причиной является расплавление силикатов натрия при нагреве формы металлом с последующим спеканием формовочной смеси при охлаждении, что приводит к резкому увеличению остаточной прочности. По этим же причинам жидкостекольные смеси плохо поддаются регенерации.

Цементы были первыми связующими, примененными в 30-е годы для изготовления форм, отверждаемых на воздухе, т. е. для получения холоднотвердеющих смесей (ХТС). Цемент получают путем обжига при 1300–1450°С до спекания измельченных смесей природных пород известняка и глины или других минералов. Размолотый продукт обжига (клинкер) с небольшим количеством гипса и других добавок называют портландцементом.

В настоящее время для приготовления ХТС, а также для изготовления моделей применяется цемент марок 400 и 500. Упрочнение форм основано на гидратации при взаимодействии с водой минералов цемента с образованием кристаллогидратов, которые, срастаясь, создают связи (каркас) между песчинками формовочной смеси. Реакция основной составляющей цемента (алита) с водой следующая:

2(3СаО ⋅ SiO₂) + 6H₂O → 3CaO ⋅ 2SiO₂ ⋅ 3H₂O + 3Ca(OH)₂.

На первой стадии происходит растворение и гидратация компонентов цемента. Образующиеся гидраты выпадают из пересыщенного раствора в виде кристаллов, и процесс их срастания (полимеризации) продолжается до тех пор, пока все связующее затвердеет. Поскольку растворение и гидратация идут медленно, добавляют ускорители твердения. Цементы по сравнению с жидким стеклом позволяют обеспечить лучшую выбиваемость смесей из отливок, так как при нагреве от отливки они дегидратируются и смеси разупрочняются. Для приготовления ХТС необходимо вводить 10–12% цемента и примерно такое же количество воды. Оптимальное водоцементное отношение в формовочной смеси – 0,7–0,8. однако процесс твердения цементов происходит медленно, иногда 2–3 суток. Прочность через 4 ч составляет 0,1–0,15 МПа. Поэтому ХТС с цементом применяют при изготовлении крупных отливок в единичном производстве.

Более быстро твердеют глиноземистые цементы марок 400 и 500, содержащие трехкальциевый алюминат, пятикальциевый трехалю- минат 5СаО^.3Al₂О₃, однокальциевый алюминат СаО^.Al₂О₃ и однокальциевый двухалюминат СаО^.2Al₂O₃.

Недостатком цементов, как связующих, является снижение активности при длительном хранении вследствие образования гидратных оболочек на их частицах. Например, при применении цемента марки 400 после хранения его 5 мес. длительность твердения смеси увеличивается втрое. Активность верхнего слоя складируемого цемента снижается в несколько раз уже через 15 сут. Поэтому цемент надо хранить в сухом помещении в герметизированной таре.

Твердение ХТС ускоряется при совместном вводе глиноземистого цемента (50–60%) и портландцемента (40–50%) в результате химического взаимодействия между отдельными минералами цементов. Более существенное ускорение и повышение прочности достигается при добавке СаСl₂, FeCl₃, FeSO₄ и совместно карбонатов и алюминатов щелочных металлов.

Фосфаты.

Производство отливок с применением ХТС со связующими на основе металлофосфатных композиций – фосфорной кислоты и оксидов металлов (или их соединений): Fe, Mg, Al, Al-Cr, Al-Mg и др. – непрерывно растет. При взаимодействии оксидов металлов и фосфорной кислоты образуются кристаллогидраты – однозамещенные соли ортофосфорной кислоты, обладающие связующими свойствами:

FeO + 2H₃PO₄ + H₂O = Fe(H₂PO₄)₂ ^. 2H₂O.

Одни из металлофосфатных композиций, например, на основе оксидов железа и магния, твердеют при комнатной температуре, другие композиции, например, на основе оксидов алюминия и хрома при нагреве.

При твердении и сушке фосфатные композиции приобретают полимерные структуры типа Me_nO_n^.P₂O₅^.kH₂O, а после прокаливания –Me_nO_n^.P₂O₅.

Алюмофосфатные связующие твердеют при 350–400°С, а при добавке к ним одного из металлов (Fe, Cr, Mn, Mg, Ca) образуются соединения типа Me_nO_m.Al₂O₃^.P₂O₅, которые твердеют при 20–30°С.

Из всех металлофосфатных связующих композиций больше других применяют железо- и магнийфосфатные. Для железофосфатных композиций могут применяться различные материалы, содержащие оксиды железа (крокус, трифолин, окалина и др.) Металлофосфатные связующие композиции применяют для ХТС, для изготовления стержней, упрочняемых тепловой сушкой и в нагретой оснастке, в сочетании с этилсиликатом для получения оболочек при литье по выплавляемым моделям.

Формовочные смеси с металлофосфатными связующими имеют ряд преимуществ по сравнению с другими связующими: высокие прочность и термостойкость, хорошую выбиваемость, нетоксичность и возможность повторно использовать связующие свойства фосфатов.

Хорошая выбиваемость железофосфатных смесей связана с превращением термодинамически неустойчивых фосфатов двухвалентного железа, образовавшихся в отвержденной композиции, в фосфаты трехвалентного железа. Этот переход сопровождается резким разупрочнением структуры.

Для магнийфосфатных ХТС применяют магнийсодержащие материалы, которые при взаимодействии с Н₃РО₄ имеют различную активность (время затвердевания) – от 1–3 (для каустического магнезита) до 54–80 с (для хромомагнезита). При твердении композиции MgO–H₃PO₄ выделяется теплота, по количеству которой можно судить о характере твердения.

Из других фосфатов в качестве связующих для формовочных смесей и противопригарных красок применяются хорошо растворимые в воде триполифосфат натрия (Na₅P₃O₁₀)_n, полиметафосфат натрия (NaPO₃)_n, алюмохромфосфат, натрийалюмофосфат и алюможелезофосфат. Для приготовления противопригарных красок применяют также алюмофосфатное связующее Aln(H_3-nPO₄)₃, в котором n = 1...3.

Его получают при взаимодействии глиноземистых материалов с H₃PO₄ при 60–80°С в присутствии катализаторов.

Алюминаты.

В Японии разработан способ формовки, при котором используется песок из Al₂O₃, а в качестве связующего алюминат натрия. Рекомендуется молярное соотношение Na₂O/Al₂O₃ = 1,5...2. Готовую смесь перед формовкой перемешивают в среде СО₂ 2–2,5 мин. Форма отверждается СО₂, при взаимодействии которого со связующим образуются Na₂CO₃ и Al(OH)₃. После охлаждения отливки форма разупрочняется при смачивании водой: Na₂CO₃ растворяется в ней, а Al(OH)₃ отделяется от песка и остается в воде в виде суспензии. Предлагается также схема регенерации такой смеси, когда раствор-суспензию пропускают через фильтр, на котором остаются частицы

Al(OH)₃. Затем раствор подвергают электролизу для получения Na₂O и Na₂CO₃. Из раствора Na₂O и Na₂CO₃ получают вновь алюминат натрия.

Отверждение таких смесей можно осуществлять путем добавки алюминиевого порошка. Смесь, содержащая 5% алюмината натрия и отвержденная CO2, имеет прочность при сжатии 1 МПа, а с 4% NaAlO₂, алюминиевым порошком (0,7%) – 2 МПа. После выбивки отливок в отработанную формовочную смесь вводится до 5% воды, производится перемешивание и 2–3-кратная промывка, в результате которой песок полностью освобождается от связующего, и после сушки его снова можно применять. Связующее после фильтрации или выпаривания используется вновь, т. е. при этом регенерируется не только песок, но и связующее.

Лекция 12. 4.7. Вспомогательные материалы

Кроме наполнителя и связующего, в состав формовочных и стержневых смесей входят различные добавки, улучшающие их свойства.

К вспомогательным составам и материалам относятся припылы, разделительные смазки и полупостоянные покрытия для оснастки, клеи для ремонта и склейки стержней и форм, замазки для заделки дефектов форм, стержней и отливок, прокладочные жгуты (шнуры) для форм, фитили для образования вентиляционных каналов в стержнях, экзотермические смеси для элементов литейных прибылей с целью подогрева металла прибыли, теплоизоляционные материалы и составы, огнеупорные материалы для литейно-металлургического припаса (керамические элементы для литниковых систем, сетки для фильтрования металла, материалы для футеровки разливочных ковшей и т. п.). Кроме того, в составах формовочных и стержневых смесей используются многочисленные добавки для улучшения или достижения специальных свойств.

Припылы, разделительные смазки.

В качестве припылов используются тонкодисперсные порошки серебристого графита, талька, ликоподия и др.

Графит кристаллический литейный (ГОСТ 5279–74) применяют для покрытия рабочих поверхностей форм и стержней при получении отливок сложной конфигурации с поверхностью повышенного качества; для получения красок, паст и в качестве припылов при получении отливок, не требующих высокого качества поверхности.

Тальк порошкообразный и микротальк (ГОСТ 21234–75, ГОСТ 21235–75, марка ТП) – минерал 3Mg.4SiO2.H2O. Сажа белая (ГОСТ 13797–84). Эбонитовая пыль (ТУ38–105323–76).

Ликоподий – порошок из спор растения плауна. Не смачивается водой. В практике применяется искусственный ликоподий КС, представляющий собой мелкоизмельченный мрамор, плакированный стеарином. Припыливание ликоподием рекомендуется проводить из мешочка, нанося его тонким и ровным слоем.

Древесный уголь содержит не более 1,5% золы; влажность не выше 5%, объемная масса 0,3–0,4 г/см³. При просеивании через сито 016 остаток должен быть не более 5%.

Дисульфид молибдена (порошок МоS₂), обладающий высокими антифрикционными свойствами. Позволяет использовать модели без уклона. Для удержания его на вертикальных поверхностях моделей рекомендуется выполнять поверхности слегка шероховатыми.

Разделительные смазки уменьшают прилипаемость смеси к оснастке и снижают ее износ. Разовые разделительные покрытия в виде суспензий серебристого графита в углеводородных или нефтяных растворителях обладают высокими антифрикционными свойствами, однако графит загрязняет модельную оснастку, скапливаясь в углублениях и углах моделей, и может служить источником науглероживания отливок и искажения размеров. Лучшие результаты обеспечиваются с помощью смазок, представляющих собой растворы олеиновой кислоты в нефтяных растворителях. Полупостоянные покрытия защищают оснастку (в основном деревянную) от преждевременного износа и одновременно уменьшают прилипаемость смеси к оснастке. Примеры некоторых покрытий приводятся ниже.

1. Нитроцеллюлозная эмаль НЦ 5123. Широко употребляемое покрытие. Его недостаток – невысокая влагостойкость.

2. Нитроцеллюлозная эмаль НЦ 5123+3÷5% битумного лака. Введение битумного лака частично устраняет недостатки, свойственные эмали НЦ 5123.

3. Покрытие состава, мас. ч.: эпоксидная смола ЭД-5100; дибутилфтолат 10–15; полиэтиленполиамин 10–20; химически стойкий лак ХСЛ100. Применяется для металлической и деревянной оснастки при изготовлении стержней из ЖСС на жидком стекле и феррохромовом шлаке. Срок службы деревянной оснастки повышается в 2–3 раза. Отпадает необходимость в использовании разовых разделительных смазок.

4. Покрытие состава, мас.доля, %: низкомолекулярный силоксановый каучук 37–41; бензин “калоша” 39–53; этилсиликат-40 8–18; отвердитель – аминосилан АГМ-9 или кубовые остатки его ректификации АБК-2 1,5–2,5. Износостойкость 30000 съемов. Прочность на истирание до 6 МПа.

Литейные клеи и замазки.

Клеи предназначены для склеивания стержней. Клей должен обладать хорошей кроющей способностью при нанесении на склеиваемые поверхности, обеспечивать требуемую прочность склеивания, обладать минимальной гигроскопичностью. Некоторые составы клея для склеивания стержней приводятся ниже (в мас. долях, %).

1. Огнеупорная глина – 50, технические лигносульфонаты (ρ = 1,24÷1,25 г/см3) – 50, вода (сверх 100%) – 20,

2. Огнеупорная глина – 60, декстрин – 40, вода (сверх 100%) – 65,

3. Пылевидный кварц – 50, ЛСТ (ρ = 1,3 г/см3) – 50,

4. Тальк – 30÷36, жидкое стекло (модуль 2,8÷3,0); (ρ = 1,49–1,51 г/см3) – 57–62, кальцинированная сода – 2,8÷3,2, асбест – 1,7÷2,1, вода – 2,8–2,9.

Замазки применяются для заделки дефектов на поверхности стержней (швов, трещин, сколов) при их окончательной отделке. Замазки должны иметь хорошую пластичность после подсушки, не должны давать трещин и отслаиваться от стержней. При изготовлении форм и стержней из ХТС для заделки дефектов могут использоваться рабочие составы ХТС с предварительным нанесением на поврежденное место слоя смолы или жидкого стекла с применением крепящих шпилек.

При изготовлении отливок из чугуна и медных сплавов применяют замазку, состоящую из кварцевого песка (средний размер зерна 0063) – 65%, серебристого графита – 25%, глины каолинитовой – 15%. После перемешивания на 1 кг состава добавляют 0,3 л воды; для повышения пластичности иногда добавляют 0,5% мыльного порошка.

При изготовлении стержней для стальных отливок применяют замазку из каолинитовой глины – 40%, пылевидного кварца – 30%, кварцевого песка – 30%. Полученную массу перемешивают с 2% ЛСТ (плотностью 1,3 г/см3) и водой – 13%.

При изготовлении стержней для отливок из алюминиевых сплавов применяют замазку из талька – 63–70%, кварцевого песка (средний размер зерна 01) – 36–38%, декстрина – 1–2%; сверх 100% добавляют ЛСТ – 1–2% (плотностью 1,3 г/см3) и воды – 30–40%. Для магниевых отливок в замазки добавляют 3–6% борной кислоты в качестве защитной присадки.

Прокладочные жгуты и стержневые фитили.

Прокладочные жгуты служат для уплотнения разъемов при сборке форм, а также знаков стержней и литниковых чаш. Жгуты должны обладать хорошей пластичностью, достаточной прочностью на растяжение (0,004–0,005 МПа) и противостоять воздействию жидкого металла. В литейных цехах применяются прокладочные жгуты следующих составов.

Дата добавления: 2014-01-14