ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Производство литейных форм н стержней из "Фенольные смолы и материалы на их основе" Фигурные детали из расплавов металлов изготовляют в литейных формах многократного либо одноразового использования [1, 2]. Литейные формы многократного использования (постоянные), изготовленные из металла, графита или керамики, применяют при разливке цветных металлов с низкой температурой плавления. Литейные формы одноразового пользования, изготовленные из формовочного песка, неорганических или органических связующих и различных добавок, применяют при разливке чугуна и других металлов. Расплавленный металл выливают в полость литейной формы, где он затвердевает в отливку нужной конфигурации. Под действием высокой температуры расплавленного металла форма становится хрупкой и легко удаляется с отливки для каждой разливки металла необходимо иметь одну форму и один стержень (рис. 14.1). [c.209] Промышленность. В машиностроительных и сталелитейных отраслях промышленности наблюдается некоторый застой. В табл. 4.1 приведены данные о производстве чугуна и стали в ФРГ и об объеме потребления формованных изделий в различных отраслях промышленности ФРГ [3]. [c.210] Формы для литья и стержни специальных конфигураций, которые помещают в форму для оформления контуров и полостей отливок, изготовляют обычно из песка и связующего. Такие смеси называют формовочными землями. Связующие могут быть природными и синтетическими, органическими и неорганическими. К природным неорганическим связующим относятся глины (монтморилоннт, глауконит, каолинит), к синтетическим — силикат натрия, цемент или гипс. В качестве органических связующих в большинстве случаев применяют фенольные, фурановые и карбамидные смолы. Напомним, что помимо химических методов изготовления форм используются и физические методы получения песчаных форм (процесс электромагнитного формования и вакуум-процесс). [c.210] Неорганические связующие. Сырые песчаные формы изготовляют из песка, глины, воды и иногда органических добавок без последующего кондиционирования или сушки. Такие формы находят широкое применение благодаря их низкой стоимости, но их размерная точность невысока. Литье черных и цветных металлов производят обычно с помощью высокоскоростных процессов [4], в которых более высокую прочность и стабильность размеров форм достигают сушкой форм в сухой атмосфере (поверхпостио-подсу-шенная форма) или в печи (сухая форма). [c.210] Неорганическим связующим, привлекающим к себе внимание благодаря низкой стоимости, малой токсичности и отсутствию посторонних примесей, является силикат натрия. К недостаткам форм на основе силиката натрия относятся относительно низкая прочность (легко разрушаются) и ограниченный срок хранения. Для ускорения отверждения, повышения разрушающих наиряжеинй и снижения влагопоглощения таких форм рекомендуют применять различные органические добавки. [c.210] Песчаные формы на цементном связующем можно использовать для производства очень крупных отливок, но нх применение ограничивает низкая скорость отверждения для этих же целен рекомендуют быстросхватывающиеся цементы и ускорители [5]. [c.210] Стержни и формы на фенольном связующем имеют следующие преимущества, необходимые для экономически рентабельного массового производства высококачественных отливок короткое время отверждения высокая размерная стабильность и твердость длительный срок хранения высокое качество поверхности отливок хорошие прочностные свойства низкие затраты на чистку. [c.211] К наиболее распространенным термореактивным смолам, применяемым в настоящее время, относят фурановые, содержащие в своем составе фуриловый спирт (включая смеси фуриловый спирт — карбамидоформальдегидная смола и фуриловый спирт — фенольная смола — карбамидоформальдегидная смола), фенольные смолы (включая смеси фенольная смола — карбамидоформальдегидная смола и фенольная смола — фуриловый спирт — карбамидоформальдегидная смола) и полиуретаны, применяемые в больших количествах. Синтетические полимерные материалы применяют в наиболее ответственных процессах изготовления литейной оснастки без нагревания, для получения формовочных скорлуп, для формования в горячих и холодных ящиках. [c.211] Наиболее важным фактором, определяющим выбор того или иного способа, является его энергоемкость [6]. Поэтому в настоящее время наблюдается отчетливая тенденция к использованию методов холодного отверждения форм. [c.211] Таким образом, фенольные и фурановые смолы имеют ряд существенных преимуществ по сравнению с неорганическими связующими [6—8]. Вместе с тем органические связующие должны удовлетворять и требованиям безопасности работы с ними с учетом защиты окружающей среды. Среди других факторов, обусловливающих выбор типа связующего для материала форм, отметим следующие [6,7] тип и марка отливаемого металла число форм и норма выработки объем отливки требуемая размерная точность отливки наличие квалифицированного иерсоиала объем капитальных затрат сорт используемого песка. [c.211] Требования к формовочным землям. В большинстве случаев при изготовлении песчаных форм применяют кварцевые пески высокой чистоты. В то время как ряд стран, включая ФРГ, Бельгию, Нидерланды и Францию, имеют песок хорошего качества (99,8% 8102), другие страны (Италия, Япония) вынуждены импортировать песок для изготовления высококачественных отливок из чугуна и стали [7]. [c.211] Дефектов отливок за счет термического расширения иеска можно избежать, применяя пески других типов, например хромит, циркон или оливин. Однако этн нески значительно дороже, а некоторые из них весьма дефицитны вот почему такой замене должен предшествовать тщательный экономический анализ. Хромит, циркон и оливин имеют равномерное (а не скачкообразное, как кварц) расширение ири нагревании (табл. 14.2), которое и ио абсолютному значению явно ниже термического расширения кварца. [c.212] очень важным фактором является конфигурация зерен песка и распределение зерен по размерам. Когда жидкий металл соприкасается с литейной формой, из нее начинают выделяться пар и различные газы, образующиеся при разложении органических связующих. Для того чтобы обеспечить удаление газов и предотвратить создание избыточного давления в полости литейной формы (что, возможно, является причиной образования дефектов в отливке и повреждения формы), последняя должна быть пористой. Однако образование газов нграет и положительную роль, предотвращая проникновение металла через норы и способствуя созданию хорошей поверхности отливки. Таким образом, необходимо поддерживать баланс между газовыделеиием и газопроницаемостью формы [1]. [c.213] Известно, что если зерна песка имеют идеально сферическую форму и одинаковый диаметр, то общий объем пор (в единице объема материала) не зависит от диаметра зерен. Из-за наличия иространства между зернами становится возможным трение частиц между собой с выделением тепла и повышением давления. Наличие в зернах крупных пор желательно, так как они способствуют удалению газов при литье одпако такие поры благоприятствуют проникновению в стенки формы жидкого металла, что нежелательно. Мелкозернистые пески более стойки к действию эрозии и позволяют изготавливать отливки с лучшей поверхностью, однако при изготовлении формовочной массы на основе таких песков расход связующих резко повышается (рис. 14.2). Все эти факторы необходимо учитывать при выборе того или иного тина иеска для форм. [c.213] В ФРГ действуют около 200 установок ио регеиерации песчаных материалов. После регенерации в ряде случаев требуется меньшее количество связующих, поскольку поры в зернах регенерированного иеска уже закупорены смолой. [c.213] Интересно, что концентрация фенола в смывиых водах после мокрой регенерации песка заметно ниже, чем в бытовых сточных водах [12]. [c.213] Вернуться к основной статье