Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Смеси для изготовления форм и стержней в горячей оснастке

05.11.2018

В условиях массового и крупносерийного производства отливок повышенной точности применяют изготовление стержней из смесей, упрочняющихся в контакте с горячей оснасткой. Использование такой технологии по сравнению с формовкой по-сухому позволяет поднять производительность труда, снизить расход смеси, повысить чистоту поверхности отливок (Rа = 1,6-42,5 мкм).

Различают два типа смесей для изготовления стержней по горячей оснастке: сухие (сыпучие) и пластичные, т. е. обладающие прочностью во влажном состоянии.

Сухие сыпучие смеси для изготовления оболочковых форм и стержней. Смесь состоит из песка и синтетической термореактивной смолы с добавками разных веществ для повышения технологических и рабочих свойств. В качестве наполнителей применяют мелкозернистые кварцевые пески (от 1К0063 до 1К02). Для снижения расхода связующего используют комбинацию песков разных фракций. С точки зрения обеспечения высокой текучести смеси и повышения прочности содержание глинистой составляющей в песках ограничивается 0,5 %. Влажность песка допускается не более 0,2 %.

В качестве связующего в основном применяют новолачные фенолоформальдегидные смолы (СФ-010, СФ-011, СФ-015, СФ-260, СФЛ-012В, СФП-011Л), для перевода которых в термореактивное состояние вводят 7-15 % уротропина. Чаще всего используется смола СФП-011Л (прежнее обозначение ПК104). Кроме перечисленных применяют смолы BP-1, ВРБ, КФ-90, КФА-66, КФС-120 (для чугунных и стальных отливок) и КФ-40, КФС-250 (для отливок из алюминиевых сплавов). Количество смолы в смеси - 4-6 %.

Для уменьшения прилипаемости, увеличения текучести и живучести смесей в них вводят стеарат кальция или цинка в количестве 0,05-0,2 %. Для повышения теплопроводности и ускорения твердения смесей в них добавляют до 1,5 % оксидов железа и до 0,1-0,2 % кристаллического графита. Для уменьшения взаимодействия легированных сталей со смесью применяют добавки оксидов марганца (до 0,75 %).

Для приготовления смесей используют песок и порошкообразную смолу или предварительно плакированный смолой песок. Плакированная смесь обеспечивает большую прочность, чем неплакированная. Прочность смеси после отверждения составляет не менее 2,5 МПа на разрыв и не менее 4 МПа на изгиб. В первом случае для улучшения перемешивания песка с порошкообразной смолой сначала перемешивают песок, увлажненный керосином или машинным маслом, а затем вводят порошок смолы. При плакировании песка происходит обволакивание его зерен тонкой пленкой смолы.

Различают холодный, теплый и горячий способы плакирования песка. При холодном способе смолу предварительно растворяют в фурфуроле, спирте или ацетоне, а затем вводят в смеситель для перемешивания с песком. Возможно одновременное перемешивание песка, смолы и растворителя. Растворитель удаляется из смеси продувкой воздухом. При теплом плакировании смесь продувают воздухом, подогретым до 100 °С. При горячем плакировании песок, нагретый до 150-200 °С, смешивают со смолой. При этом смола плавится и обволакивает зерна песка. Этот способ исключает необходимость применения растворителя. Для оболочек толщиной 10 мм отверждение ведут при 300-350 °C в течение 2-2,5 мин.

Сухие неплакированные смеси используются при бункерном способе получения форм, когда смесь из бункера высыпается на подогретую модель. Плакированные смеси пригодны при применении пескодувно-пескострельного способа изготовления форм и стержней, когда смесь вдувается или выстреливается в полость оснастки.

Для предупреждения прилипания смеси к оснастке ее поверхность покрывают разделительным покрытием, образующим нейтральную полимерную пленку (силиконовая жидкость, озокерит, минеральные масла и т. п.). Составы сыпучих песчано-смоляных смесей приведены в табл. 5.32.


Пластичные смеси. В пластичных смесях применяются жидкие смолы и катализаторы. Вследствие меньшей текучести этих смесей для изготовления стержней пескострельным способом необходимо более высокое давление воздуха (0,5-0,7 МПа). Смесь выстреливается в нагретый стержневой ящик и быстро (в течение 5-20 с) затвердевает. При этом получают сплошные стержни. Так как применяются более дешевые смолы, рассматриваемый технологический процесс вполне конкурентоспособен по сравнению с получением оболочковых стержней.

Для изготовления стержней используют кварцевые пески (1К0063, 1К02) с содержанием глинистой составляющей не более 0,1 % и малым содержанием примесей. В качестве связующих применяют различные смолы (фенолоформальдегидные, мочевиноформальдегидные, фурановые), а также органические связующие - КВС, ЛCT и др. Катализаторы отверждения смол бывают неорганические (соляная, серная, фосфорная и борная кислоты, сульфат и нитрат железа), органические (сульфокислоты, щавелевая кислота) и комплексные (например, ЛСФ-А - смесь ортофосфорной кислоты и ЛCT).

Выбор составов смесей зависит от вида сплава, массы и толщины стенки отливки, а также от необходимой длительности твердения стержней и их прочности. Примеры составов смесей приведены в табл. 5.33. Прочность смесей на разрыв в сухом состоянии для составов 1-7 не менее 1,2 МПа, а для составов 8-9 не менее 0,8 МПа.

При изготовлении стержней для стальных отливок используют наиболее термостойкие безазотистые смолы, к которым относят фенолоформальдегидные или фенольные, фенолоформальдегидофурановые или фенолофурановые смолы.

При производстве отливок из чугуна для изготовления стержней по горячей оснастке применяют карбамидофурановые смолы (КФ 90, КФ 40, фуритол-107, фуритол-125 и др.).

Для отливок из цветных сплавов в стержневых смесях для изготовления стержней в горячих ящиках применяют карбамидоформальдегидные или карбамидные смолы (М3, BKl). Эти смолы можно использовать для стержневых смесей при изготовлении тонкостенных чугунных отливок.

Приготовление смесей производится в бегунах или лопастных смесителях. Длительность перемешивания составляет 8 мин. Изготовление стержней производится пескодувным или пескострельным способом. Температура нагрева оснастки в зависимости от вида связующих составляет 220-300 °С. Длительность твердения подбирается опытным путем исходя из получения затвердевшего поверхностного слоя стержня толщиной 3-10 мм, обеспечивающего прочность и жесткость стержня.

Составы смесей непрерывно совершенствуются с точки зрения увеличения прочности стержней, ускорения твердения, повышения экологической чистоты процесса и снижения необходимой температуры нагрева оснастки. В настоящее время разработаны смеси для изготовления стержней в теплых ящиках при температуре их нагрева около 150 °С. Смеси содержат смолу с 70 % фур илового спирта. В качестве катализаторов применяют воднометанольные растворы солей сульфокислот. Они при нагревании разлагаются с выделением сильных кислот.
Имя:*
E-Mail:
Комментарий: