Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
Типовые составы формовочных смесей для автоматических линий
|
|
| Материал | Способ уплотнения | Состав смеси, % | Свойства смесей | ||||||||||
| Оборотная смесь | Кварцевый песок | Бентонит | Уголь | Крахмалит | ПАВ | Влажность, % | Прочность на сжатие, кПа | Газопроница- емость | Формуемость, % | Уплотняемость, % | Текучесть, % | ||
| 95,5–97,5 | 2–4 | 0,2–0,3 | 0,1– 0,2 | 0–0,05 | 0,01–0,03 | 3,4–3,8 | 60–90 | 75–80 | 40–45 | 70–75 | |||
| Чугун | 94,5–97 | 3–4 | 0,3–0,5 | 0,2–0,3 | 0,02–0,05 | 0,02–0,04 | 3,2–3,4 | 100–140 | 60–85 | 40–45 | |||
| 94–96,5 | 3–5 | 0,4–0,7 | 0,4–0,5 | 0,05–0,1 | 0,04–0,05 | 3,0–3,2 | 150–200 | 80–85 | 75–80 | ||||
| 94,5–95,5 | 3–5 | 0,3–0,4 | – | 0–0,02 | 0,03–0,05 | 3,3–3,7 | 70–90 | 75–80 | 40–45 | 70–75 | |||
| Сталь | 94–96,5 | 4–5 | 0,4–0,6 | – | 0,02–0,05 | 0,03–0,07 | 3,2–3,5 | 100–140 | 80–85 | 40–45 | |||
| 93,2–95,5 | 4–6 | 0,5–0,7 | – | 0,04–0,1 | 0,05–0,07 | 3,0–3,2 | 150–200 | 80–85 | 75–80 |
Примечание.1 – при встряхивании с подпрессовкой; 2 и 3 – при прессовании под высоким давлением без уплотнения с предварительным уплотнением.
8.2. Песчано-жидкостекольные смеси
Песчано-жидкостекольные смеси широко применяются при единичном и серийном изготовлении форм и стержней. Одной из причин широкого использования этих смесей является возможность упрочнения форм и стержней без теплового воздействия. Упрочнение может быть осуществлено выдержкой на воздухе (подвяливание), продувкой углекислым газом, или введением в смесь химического реагента, вызывающего аналогично углекислому газу коагуляцию жидкого стекла. Второй причиной является то, что благодаря использованию тепловой сушки продолжительность процесса упрочнения этих смесей значительно меньше, чем песчано-глинистых. Третьей причиной широкого применения данных смесей можно считать относительно низкую стоимость жидкого стекла, простоту его изготовления и нетоксичность этих смесей.
Существенным недостатком песчано-жидкостекольных смесей является плохая выбиваемость и регенерируемость вследствие повышенной спекаемости жидкого стекла с формовочным песком, а также ограниченное использование отработанных смесей в связи с тем, что в приготовляемых смесях накапливается содержание оксида натрия Na2О, который снижает огнеупорность смесей.
При изготовлении форм и стержней применяют два вида песчано-жидкостекольных смесей: пластичные и жидкие. Пластичные смеси применяют в качестве облицовочного слоя. Упрочнение готовых форм и стержней осуществляют воздушной сушкой – подвяливанием на воздухе в течение 2–8 ч; тепловой сушкой при температуре 220–250°С в течение 0,5–1 ч и химическим путем. При химическом упрочнении применяют продувку форм и стержней углекислым газом, вводя в смесь порошкообразные добавки феррохромового шлака или нефелинового шлама, а также жидкие добавки – ацетаты этиленгликоля (АЦЭГ) либо пропиленкарбонат. Время отверждения пластичных самотвердеющих смесей (ПСС) составляет около 40–60 мин, при этом смесь приобретает значение прочности на разрыв в пределах 0,07÷0,13 МПа (0,7÷1,3 кг/см2), а по прошествии более длительного времени прочность повышается до 0,7 МПа (7,0 кг/см2) и более.
Важное преимущество смесей с продувкой СО2 и ПСС по сравнению с обычными способами изготовления форм и стержней состоит в том, что упрочнение смесей происходит в контакте с оснасткой, что повышает точность размеров отливок.
Состав и свойства песчано-жидкостекольных смесей приведены в табл. 8.6 и 8.7.
Таблица 8.6
Состав и свойства пластичных песчано-жидкостекольных смесей
для изготовления форм и стержней (СО2-процесс)
| Назначение смеси | Массовая доля составляющих, % | Свойства смеси | ||||||||||
| Кварцевый песок* | Формовочная глина | Асбестовая крошка | Каменноугольная пыль | Древесные опилки | Жидкое стекло | NaОН** | Битум*** | Влажность, % | Газопроницае- мость (не менее) | Прочность,105 Па (кгс/см2) | ||
| на сжатие по-сырому | на разрыв после продувки СО2 | |||||||||||
| Облицовочная для форм при стальном литье | 92–96 | 4–5 | – | 0–3 | – | 5–7 | 0,5–1,5 | – | 3–3,5 | 0,1–0,3 | 2,0 | |
| Стержневая при стальном литье | 95–97 | – | 3–5 | – | – | 4–6 | 0,5–1,0 | 0–2 | 3,5–4,0 | 0,1–0,2 | 3,5 | |
| Облицовочная для форм при чугунном литье | 91–93 | 4–5 | – | 3–4 | – | 5–6 | 1,0–1,5 | – | 3,0–4,0 | 0,1–0,3 | 2,0 | |
| Стержневая при чугунном литье | 95–97 | – | 3–5 | – | – | 4–5 | 0,5–1,0 | 3,5–4,0 | 0,1–0,2 | 3,0 | ||
| Облицовочная при цветном литье | 92–96 | 4–5 | – | 0–3 | 4–5 | 0,5–1,5 | – | 3,0–4,0 | 0,1–0,2 | 2,0 | ||
| Стержневая при цветном литье | 90–99 | 0–5 | – | – | 1–5 | 3–5 | 0,5–1,0 | 0–2 | 3,5–4,0 | 0,1–0,2 | 2,5 |
Примечания:
*При изготовлении смесей для форм допускается замена части песка регенератом.
**В виде водного раствора плотностью 1,3 г/см3.
***В виде раствора в уайт-спирите плотностью 0,86–0,92 г/см3.
Таблица 8.7
Состав и свойства пластичных песчано-жидкостекольных самотвердеющих смесей
для изготовления форм и стержней (ПСС-процесс)
| Назначение смеси | Массовая доля составляющих, % | Свойства смеси | ||||||||||||
| Кварцевый песок* | Формовочная глина | Каменноугольная пыль | Асбестовая крошка | Жидкое с текло | NаОН** | Феррохромовый шлак | Влажность, % | Газопроницаемость (не менее) | Прочность, 105 Па (кгс/см2) | |||||
| на сжатие | на разрыв, после выдержки, ч | |||||||||||||
| до введения шлака | после введения шлака | |||||||||||||
| Облицовочная для форм при стальном литье | 96–58 | 2–4 | – | – | 6–8 | 0,5–1,5 | 4–6 | 3,5–4,0 | 0,12–0,15 | 0,2–0,4 | 0,8–1,2 | 1,5–1,8 | 2,3–2,8 | |
| Облицовочная для форм при чугунном литье | 91–93 | 4–5 | 3–4 | – | 5–7 | 0,5–1,0 | 2–3 | 3,5–4,0 | 0,12– 0,15 | 0,2–0,3 | 0,7–1,0 | 1,3–1,6 | 2,0–2,5 | |
| Стержневая при стальном и чугунном литье | 93–98 | – | 0–4 | 2–3 | 4–6 | 0,5–1,0 | 4–6 | 3,4–3,8 | 0,07–0,09 | 0,13– 0,16 | 1,0–1,3 | 1,5–2,0 | 2,5–3,0 |
Примечания:
* При изготовлении смесей для форм допускается замена части песка регенератом.
** В виде водного раствора плотностью 1,3 г/см3.
Пластичные самотвердеющие смеси (псс) приготовляют по двухстадийной технологии. Сначала делают базовую смесь состоящую из формовочного песка, глины, молотого угля, жидкого стекла и воды. Смесь высокопластичная, прочность на сжатие во влажном состоянии 0,015 МПа (0,15 кг/см2). На участке формовки в лопастном смесителе в базовую смесь вводят отвердитель – феррохромовый шлак или др. После перемешивания в течение 45–60 с готовая смесь подается в опоку и распределяется по поверхности как облицовочная. Жидкое стекло и отвердитель взаимодействуют во всем объеме смеси, в результате чего она затвердевает. После изготовления формы из нее сразу можно удалять модель, через 30 мин на поверхность формы можно наносить противопригарное покрытие, а через 4–6 ч заливать металлом.
Жидкие самотвердеющие смеси (ЖСС). Эти смеси имеют высокую текучесть, так как они подобно жидкости могут быть залиты в опоку или стержневой ящик. Другое важное свойство этих смесей – самозатвердевание. Их применяют при изготовлении средних и крупных по величине форм и стержней, так как в этом случае, ввиду отсутствия операции уплотнения смеси, их использование наиболее эффективно. Перевод в жидкое состояние достигается за счет введения в смесь добавок пенообразователей – поверхностно-активных веществ (ПАВ). Пузырьки пены разделяют зерна песка, уменьшают силы трения, что и придает смеси свойство текучести. Текучесть смеси можно изменять в зависимости от ее состава и времени
перемешивания. Время сохранения текучести также можно регулировать, оно составляет 9–10 мин. Смесь приобретает достаточную прочность через 20–30 мин. Газопроницаемость этих смесей может превышать 1000 ед., прочность на сжатие через 4 ч после заливки составляет 0,2–0,4 МПа (2–4 кг/см2). Применение ЖСС позволяет резко повысить производительность труда, исключить ручной труд при изготовлении форм и стержней, устранить энергоемкую операцию сушки, механизировать производство крупных отливок. Состав и свойства ЖСС, предназначенных для изготовления форм и стержней при стальном и чугуном литье, приведены в табл. 8.8.
Таблица 8.8
Состав и свойства жидких песчано-жидкостекольных самотвердеющих смесей
для форм и стержней (ЖСС- процесс)
| Назначение смеси | Массовая доля составляющих, % | Свойства смеси | |||||||||||||||||||
| Сухие составляющие | Жидкая композиция | Влажность, % | Газопроницаемость после выдержки образцов, ч | Прочность на разрыв, 105 Па (кгс/см2), после выдержки образцов, ч | |||||||||||||||||
| Кварцевый песок | Феррохромовый шлак | Каменноугольная пыль | Древесный пек | Жидкое стекло | NаОН* | РАС | |||||||||||||||
| Облицовочная для форм при стальном литье | 96,0 | 4,0 | – | – | 7,0 | 0,3 | 0,12 | 5,0–6,0 | – | 80–100 | 100–200 | 200–300 | 300–500 | 1,5–2,0 | 2,0–3,0 | 3,0–6,0 | 6,0–8,0 | 8,0 | |||
| Облицовочная для форм при чугунном литье | 94,6 | 4,0 | 1,4 | – | 7,0 | 0,3 | 0,12 | 5,0–5,8 | – | 60–100 | 100–150 | 150–250 | 300–350 | 1,5–2,0 | 2,0–3,0 | 3,0–5,0 | 5,0–7,0 | 7,0 | |||
| Наполнительная для форм | 94,6 | 4,0 | 1,4 | – | 4,0 | 0,3 | 0,12 | 5,0–5,8 | – | – | 250–300 | 350–500 | 0,5–0,6 | 0,8–1,2 | 1,3–1,5 | 2,5–3,0 | 3,0–3,5 | ||||
| Стержневая | 95,25 | 4,0 | – | 6,5 | 6,5 | – | 0,15–0,20 | 5,2–6,0 | 20–30 | 40–60 | 60–120 | 150–200 | 300–400 | 2,5 | 3,0 | 5,0 | 7,0 | ||||
Примечание. * В виде водного раствора плотностью 1,3 г/см3.
Для придания ЖСС газопроницаемости применяют пеногасители (НЧК). НЧК – нейтрализованный черный контакт – 25%-й раствор аммонийных солей нефтяных сульфокислот нейтральной или слабощелочной реакции. Добавкой НЧК можно быстро восстановить газопроницаемость даже при низкой температуре (3–5°С) воздуха. Применение НЧК исключает необходимость сушки форм и стержней с целью восстановления газопроницаемости.
Песчано-жидкостекольные холоднотвердеющие смеси с жидкими отвердителями сложноэфирного типа (ацетаты этиленгликоля, пропиленкарбонат) обладают высокой сыпучестью и низкой прочностью в исходном (влажном) состоянии – не более 0,003 МПа при сжатии. Эти ХТС содержат 3,5–4,0% жидкого стекла, легко уплотняются вибрацией и вручную, позволяют получить широкий диапазон значений живучести, имеют высокую прочность и технологичны. Для приготовления смесей применяют жидкое стекло модуля 2,6÷3,0, плотностью 1,35 г/см3. Жидкие отвердители составляют 0,3–0,4%. Живучесть ХТС с жидкими отвердителями при 20°С составляет 6÷15 мин, прочность при сжатии, МПа через 1 ч – 0,5÷1,4; 2 ч – 1,0÷1,85; 4 ч – 1,6÷2,5; 24 ч – 2,5÷6,0. Осыпаемость смесей через 24 ч менее 0,1–0,2%. Газопроницаемость ХТС определяется в основном зерновым составом песка и составляет 150–200 ед.
Ввиду повышенной хрупкости в отвержденном состоянии, ХТС, отверждаемые жидкими отвердителями, применяются в основном для изготовления средних и крупных форм. Помимо хрупкости, к недостаткам этих смесей относятся:
- отставание в скорости отверждения внутренних слоев формы (стержня) по сравнению с внешними зонами;
- усадка при отверждении смеси в оснастке и зажим оснастки;
- затрудненная выбиваемость при нагреве смеси выше 700°С;
- более сложная регенерация и ограниченное повторное использование полученного регенерата (не более 50%).
8.3. Песчано-смоляные смеси
Связующими материалами в песчано-смоляных смесях являются синтетические смолы. Процесс твердения синтетических смол связан с переводом полимеров с низкой молекулярной массой в полимеры с высокой молекулярной массой. Процессы отверждения синтетических смол, в зависимости от структуры получаемых полимеров, называют полимеризацией или поликонденсацией. В зависимости от типа синтетических смол их твердение может происходить в присутствии катализаторов и без катализаторов, у которых отверждение достигается тепловым воздействием.
Песчано-смоляные смеси (ПСС) достаточно дорогие и поэтому применяются в основном для оболочковых форм и стержней. ПСС имеют ряд преимуществ перед песчано-жидкостекольными:
- легкое удаление стержней (они высыпаются при выбивке отливок из форм);
- высокая производительность процесса при времени контакта с горячей оснасткой от 15 до 60 с;
- возможность регенерации отработанных смесей.
К недостаткам ПСС относят их токсичность – при заливке форм выделяются вредные вещества, такие, как фурфулол, формальдегид и др., поэтому в литейном цехе необходимо обеспечивать усиленную вентиляцию.
В литейном производстве применяют сыпучие, пластичные и жидкие песчано-смоляные смеси. Сыпучие смеси в исходном состоянии характеризуются отсутствием связи между зернами. Они применяются при изготовлении форм и стержней. Упрочнение смесей осуществляется с помощью тепловой обработки 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 1–4 мин – в печи с температурой рабочего пространства 350–450°С. При изготовлении сыпучих смесей используют термоактивные фенолоформальдегидные смолы (см. табл. 5.4). Применяют плакированные и неплакированные песчано-смоляные смеси. В плакированных смесях смола покрывает тонкой пленкой зерна формовочного песка. В табл. 8.9 приведены состав и свойства плакированных песчано-смоляных смесей.
Таблица 8.9
Date: 2015-07-17; view: 2234; Нарушение авторских прав