Файл: Титов, Н. Д. Технология литейного производства учебник для машиностроительных техникумов.pdf

В соответствии с этим связующие разделяют на три группы по удельной прочности на разрыв в сухом состоянии.

По табл. 13 органические связующие выделены в два класса: А — неводные, Б — водные; неорганические связующие занимают класс В и являются водными.

Органические химически твердеющие связующие. В эту группу входят органические неводные (А-1 п А-2) и водные (Б-1) связующие. Химически твердеющие связующие сообщают смеси низкую проч­ ность, хорошую пластичность во влажном состоянии и высокую прочность в сухом. Из смесей на основе этих связующих получают тонкостенные сложные стержни, которые сушат на плитах. Для повышения прочности во влажном состоянии в смесь добавляют глину, декстрин и другие связующие.

Химически твердеющие связующие разделяют на две группы: масла и синтетические смолы.

Масла для затвердевания требуют окисления, а синтетические смолы — только нагрева. Масла могут быть растительные, из нефтепродуктов н из сланцев.

К растительным маслам относятся льняное масло и олифа. Олифа представляет собой растительное масло с добавкой катали­ затора, ускоряющего процесс сушки.

Кмаслам на основе нефтепродуктов относится петролатум, растворенный в уайт-спирите в отношении 1/1, выпускаемый под названием связующее П. Недостатками этого связующего являются сравнительно высокая прнлипаемость, низкая поверхностная проч­ ность и большая продолжительность сушки. С целью устранения этих недостатков на основе петролатума были разработаны другие связующие (ПТ, ПС) с улучшенными свойствами.

Йз тяжелой фракции генераторной сланцевой смолы изготовляют связующее ГТФ, из-за недостаточной прочности его применяют вместе с другими связующими.

Кгруппе органических химически твердеющих связующих отно­

сятся к о м б и н и р о в а н н ы е с в я з у ю щ и е , изготовляемые смешиванием нескольких связующих, что уменьшает расход дефи­ цитных масляных связующих. К таким связующим относят 4ГУ — раствор растительного масла и канифоли в уайт-спирите; 4ГВ — раствор растительного масла и битума в уайт-спирите и др.

Связующие группы А-1, А-2 такие, как олифа, П, ПТ, 4ГУ, вводят в стержневые смеси в количестве 1,5—2%. Температура сушки этих смесей 200—220° С.

Синтетические смолы вводят в состав смесей для тонкостенных оболочковых форм, а также быстросохнущих смесей. Эти смолы могут быть т е р м о р е а к т и в н ы м и и т е р м о п л а с т и ч ­ н ы м и . Особенность термореактивных смол в том, что при нагреве они сначала размягчаются, а затем вследствие химических процессов затвердевают. Преимущество этих смол — процесс твердения проис­ ходит с большой скоростью и с образованием прочной и эластичной пленки, что резко ускоряет процесс изготовления стержней и форм.

54

Наиболее широко в литейном производстве применяют п у л ь ­ в е р б а к е л и т — феноло-формальдегидную смолу — высокомо­ лекулярное (полимерное) соединение. Прочность смесей в сухом состоянии достигает 60—80 кгс/см2 при содержании 4—6% пульвербакелита.

К а р б а м и д н ы е с м о л ы — продукты конденсации моче­ вины с формальдегидом — хорошо растворяются в воде и применя­ ются для приготовления быстросохнущих и самовысыхающих связующих МФ-17, М, МСБ. Смеси с этими связующими имеют низкую прочность во влажном состоянии, добавка в смесь глины и сульфитно-спиртовой барды повышает прочность смеси. После сушки стержни на основе карбамидных смол негигроскопичны и легко выбиваются.

Карбамидные смолы в количестве 2,5—3% вводят в стержне­ вые смеси, предназначенные для алюминиевого и магниевого литья. Температура сушки стержней 120—180° С.

Органические высыхающие связующие относятся к классам Б-2 и Б-З.Эти связующие являются водорастворимыми, они хорошо смешиваются с глиной и поэтому, как правило, используются вместе. Формовочная глина придает стержневой смеси необходимую

выпаренную сульфитную барду плотностью 1,25—1,3 г/см3. Она содержит около 50% сухого остатка и называется литейным кон­ центратом барды жидкой (ЛКБЖ). Сульфитная барда, выпаренная до плотности 1,4 г/см3 и содержащая 76% сухого вещества, назы­ вается литейным концентратом барды твердой (ЛКБТ). Концентрат барды твердой с содержанием не менее 87% сухого остатка выпуска­ ют в виде порошка марки КБП. Жидкую барду используют без подготовки, твердую барду перед использованием растворяют.

На основе сульфитной барды разработаны комбинированные связующие: СП, состоящее из 95% (по массе) сульфитной барды

и5% окисленного петролатума; СБ, состоящее из 80—90% суль­ фитной барды и 10—20% связующего ГТФ.

Сульфитную барду, связующие СП и СБ вводят в формовочные

истержневые смеси в количестве 1,5—3%. Температура сушки

160—180° С.

Де к с т р и н — продукт обработки крахмала слабой кислотой

при небольшом нагреве, используют в комбинации с другими свя­ зующими, а также при приготовлении клея для стержней.

П а т о к а —.жидкие отходы свеклосахарного производства. Стержни, полученные из смесей на основе патоки, обладают хорошей податливостью. Патоку используют также для опрыскивания по­ верхности стержней с целью придания им поверхностной прочности.

Органические затвердевающие связующие относятся к группе А-3. В твердом состоянии хрупки, поэтому самостоятельно их не

5 5

используют. Эти связующие применяют в комбинации с глиной

исульфитной бардой.

Ка н и ф о л ь — продукт переработки смол хвойных деревьев,

зуют для приготовления связующего КТ.

Неорганические связующие относятся к классу В, наиболее распространены из них формовочная глина, цемент, жидкое стекло, гипс.

Ж и д к о е с т е к л о — водный раствор силикатов натрия или калия переменного состава Na20 -nSi02 -тН./}. Жидкое стекло приготовляют трех марок: А — с модулем 2,61—3,0; Б — с моду­ лем 2,31—2,6; В — с модулем 2,61—3,0. Модуль жидкого стекла определяют по формуле

%SiO„ 1,032,

%Na20

где 1,032 — отношение молекулярных масс окиси натрия и двуокиси кремния.

Формовочные и стержневые смеси на жидком стекле приобре­ тают высокую (до 25—30 кгс/см2) прочность при нагреве (220—260° С) или химической сушке (с продувкой углекислым газом С02). Послед­ ний способ сушки позволяет отказаться от сушил и резко ускорить производственный процесс.§

§5. ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ ФОРМОВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Квспомогательным формовочным материалам относятся добавки, вводимые в формовочные и стержневые смеси для улучшения их свойств (газопроницаемости, огнеупорности, податливости, выби-

стержней.

Противопригарные добавки вводят в смеси для уменьшения пригара формовочной смеси к отливкам, увеличения газопрони­ цаемости, податливости и улучшения выбиваемости стержней из отливок.

П р и г а р о м называют прочное соединение формовочной или стержневой смеси с металлом поверхности отливки. Пригар затруд­ няет очистку отливок и является причиной быстрого износа режу­ щего инструмента при обработке отливок на металлорежущих станках. Пригар бывает термический, механический и химический. Он образуется вследствие применения формовочных материалов, обладающих недостаточной огнеупорностью, и малой плотности фор­ мы. Термический и химический пригары образуются обычно на отливках из чугуна, стали и бронзы, а механический пригар может образоваться и на отливах из других цветных сплавов.

56

В формовочную смесь (в зависимости от рода металла и толщины стенки отливки) в качестве противопригарных добавок вводят каменноугольную пыль, мазут, пылевидный кварц, древесно­ угольную пыль, графит и цемент.

К а м е н н о у г о л ь н у ю п ы л ь добавляют в облицовочные или единые формовочные смеси при литье чугуна. Практика пока­ зала, что лучше всего применять каменный уголь марок Г (газовый) или Д (длиннопламенный) с малым содержанием золы и серы. Перед помолом каменный уголь сушат при температуре не более

120° С.

Каменноугольная пыль должна иметь остаток на сите 016 не бо­ лее 5%, на сите 005 не более 70%, остальное на тазике. При нагре­ вании форм жидким металлом угольная пыль сгорает .и выделяет летучие вещества, содержащие газы СО и СО.,, образующие газовую прослойку между стенками формы и жидким металлом, препят­ ствующую появлению пригара.

Количество каменноугольной пыли, вводимой в формовочную смесь, зависит от толщины стенки отливки. Чем толще стенка отливки, тем больше каменноугольной пыли добавляют в формо­

М а з у т добавляют в облицовочную смесь для получения чис­ той поверхности отливок из чугуна и бронзы при литье по--сырому. Вследствие малого содержания золы в мазуте увеличиваются долговечность и газопроницаемость формовочных смесей. Количе­ ство вводимого мазута зависит от толщины стенки отливки. Жела­ тельно применять мазут, содержащий не более 2% золы, 2% влаги

дает меньший пригар на отливках. Кроме того, пек увеличивает прочность смеси в сыром и сухом состояниях. Ч’гобы лучше раз­ молоть пек, его часто смешивают с углем (1 часть пека и 2—3 части каменного угля).

Д р е в е с н о у г о л ь н у ю п ы л ь используют как противо- . пригарное средство для покрытия поверхностей сырых форм.

Лучшими углями считают березовый и ольховый. Уголь раз­ малывают и просеивают через сито 01.' Древесноугольную пыдь наносят на стенки формы припыливанием из полотняного мешка.

Г р а ф и т серебристый применяют для припыливания поверх­ ности сырых форм, чтобы уменьшить пригар формовочной смеси к отливке. Графит обладает высокой огнеупорностью. Вместо графита можно применять эстонский сланец в виде порошка.

М а р ш а л н т (пылевидный кварц) прйменяют в качестве огне­ упорного материала при приготовлении противопригарных красок для форм и стержней стальных отливок; иногда вводят в состав облицовочных смесей.

57