37. Смеси для изготовления оболочковых форм. Рекомендации по выбору их состава.

При получении плакированного песка используют методы холодного, теплого и горячего плакирования, При холодном плакировании порошкообразный пульвербакилит предварительно растворяют в ацетоне, а затем при приготовлении смеси этот раствор вводят в наполнитель. Смесь в бегунах продувают холодным воздухом через специальное приспособление для более быстрого испарения растворителя. Полученная методом плакирования смесь – плакированный песок – имеет более высокие свойства, чем механические смеси. Теплое плакирование отличается от холодного только вдуванием в смеситель воздуха, нагретого до 100 °С и выше, что значитель­но сокращает длительность процесса приготовления смеси. При горячем плакировании используют песок, предварительно нагрев его до 120 - 160 "С, а в качестве связующего - порошкообразную сухую новолачную феноло-формальдегидную смолу, которая при перемешивании с горячим песком до ввода катализатора не способна полимеризоваться и переходить в необра­тимое состояние. После перемешивания с песком в течение 10 мин смола расплавляется и обволакивает песчинки. Когда температура смеси достига­ет 80 - 90 С в нее вводят в качестве катализатора твердения водный рас­твор уротропина, перемешивают еще 5 мин и выгружают смесь при темпе­ратуре не выше 50 °С. Такая смесь содержит 95,5 % кварцевого песка, 4 % смолы и 0,5 % уротропина.

Способ горячего плакирования позволяет получить смеси с высокими физико-механическими свойствами. Однако необходимость нагревания песка и охлаждения смеси, а также тщательного контроля за температурным режимом, чтобы исключить переход смолы в необратимое состояние, ос­ложняет процесс ее приготовления. Учитывая это, в нашей стране в по­следние годы стал применяться более рациональный способ холодного плакирования с малыми добавками растворителя. При приготовлении смеси просеянный песок загружают в смеситель и при его перемешивании в течение 2 мин вводят 0,8 - 1,2 % фурфурола или другого растворителя; затем вводят пульвербакелнт и перемешивают составляющие смеси в течение 8 -10 мин. После загрузки пульвербакелита смесь продувают воздухом. Полу­ченную после выгрузки из смесителя размельчают и просеивают.

Применяют сыпучие, пластичные и жидкие песчано-смоляные смеси. Сыпучие смеси в исходном состоянии характеризуются отсутствием связи между зернами. Их применяют при изготовлении оболочковых форм и стержней. Упрочнение смеси в этом случае осуществляют с помощью теп­ловой обработки, обычно в два этапа: первый этап - в течение 20 - 30 с -в контакте с модельной или стержневой оснасткой, нагретой до 180 -240 °С; второй - в течение 350 - 450 °С. При изготовлении сыпучих сме­сей используют термоактивные фенолформальдегндные смолы.

37. Типы кристаллогидратных смесей: составы, свойства, рекомендации по их применению.

К этому типу смесей относят такие, у которых в результате твердения образуется прочный кристаллический каркас, который «цементирует» зерна огнеупорного наполнителя. Такой процесс твердения характерен для цементых, полифосфатных, магнезитовых смесей.

Песчано-цементные смеси применяют главным образом для изготовления крупных форм и стержней в условиях единичного производства отливок. В качестве связующего материала для данного типа смесей используют цемент в количестве 7–10%. Твердение песчано-цементных смесей связывают с выделением из пересыщенного водно-цементного раствора кристаллогидратов, которые, срастаясь друг с другом, образуют прочный кристаллический каркас, связывающий зерна формовочного песка. При использовании портландцемента такими кристаллогидратами преимущественно являются гидросиликаты кальция, а при использовании глиноземистого цемента – гидроалюминаты кальция. С целью ускорения процесса твердения песчано-цементных смесей в их состав вводят специальные добавки, такие, как патока, хлористый кальций, железный корпус, а для улучшения выбиваемости – небольшие добавки СДБ (до 2,5%). Песчано-цементные смеси относят к категории самотвердеющих смесей.

Довольно широкое применение получили и фосфатные смеси.

Выбор связующего для фосфатных смесей обусловлен созданием холоднотвердеющих смесей с заранее заданными свойствами: уплотняемостью в пределах 34 - 45 %, текучестью 68 - 89 %, формуемостью 79 - 98 % и прочностью на сжатие через 0,5; 1; 2; 4; 24 ч, соответственно, не менее 0,3; 0,45; 0,60 и 1,25 МПа Главными из них являются прочностные свойства.

Отверждение смесей достигается кратковременным нагревом и приме пением отвердителей.

Связующее, отвердитель или катализатор отверждения должен быть нетоксичным, быстротвердеющим, высокопрочным и термостойким. Высококачественные связующие, как правило, дорогостоящи, а применение дешевых заменителей приводит к ухудшению санитарно-гигиенических условий труда и повышению брака отливок по засорам и газовой пористости.

По всем технологическим параметрам в настоящее время наиболее перспективными являются металлофосфатные ХТС на основе связующей композиции из оксидов железа или магния и ортофосфорной кислоты.

Существуют и самотвердеющие смеси гидратационного твердения на основе кварцевого песка с каустическим магнезитом (КМ) и технология их применения при изготовлении крупных стальных отливок. Смеси обладают легкой выбиваемостью, хорошими противопригарными свойствами, они экологически чистые и для их приготовления применяются недефицитные и относительно дешевые компоненты. Новые смеси могут применяться при изготовлении стальных отливок массой до 40 т с толщиной стенок до 350 - 400 мм, полноценно заменяя двухслойные стержни и формы с хромитовой облицовкой Смеси могут успешно применяться при изготовлении отливок из марганцовистой стали, устраняя пригар на поверхности отливок.

Одним из основных компонентов магнезиального связующего для получения холоднотвердеющих смесей является каустический магнезит, представляющий собой оксид магния. Получают его обжигом природном магнезита выше температуры диссоциации, но ниже температуры спекание При обжиге образуется отход, так называемый "кальцинированный каустичсский магнезит", который можно использовать как связующий материал. Отверждение смеси достигается при использовании в составе связующей композиции с КМ водных растворов солей магния, а также с водным раствором бишофита, содержащего 24 - 26 % MgCl2. Скорость твердения и прочность смесей в большой степени зависит от содержания в KM MgO и дисперсности материала. Чем выше содержание в KM MgO и больше дисперсность, тем выше прочность и скорость твердения.

Такие смеси являются недорогими, исходные компоненты недефицитны, технологические свойства высоки, отработанные смеси легко регенерируются, не выделяют в атмосферу токсичных веществ.