vibivaemost (718422), страница 10

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 10)

При введении органических добавок выбиваемость НСС в большой мере зависит от количества сажистого углерода, образующегося из

Таблица 14

Влияние добавки мазута на выбиваемость НСС

этой добавки при нагреве смеси. Добавки, выделяющие большое коли­чество сажистого углерода (инден-кумароновые смолы, мазут и др.), улучшают выбиваемость намного больше, чем углерод - содержащие до­бавки, образующие меньше сажистого углерода.

Такое влияние сажистого углерода подтверждают также опыты, при которых в НСС вместе со смолами вводили окислитель – нитрат аммония. Окислитель уменьшал количество сажистого углерода, вследствие чего выбиваемость ухудшалась. Размер частиц и рас­пределение образовавшегося сажистого углерода оказывают большое влияние на выбиваемость НСС. Например, при вводе 0,25% сажи вы­биваемость НСС составляла около 17 Дж, тогда как при вводе 0,5% инден-кумароновой смолы, из которой образуется тоже примерно 0,25% сажистого углерода, выбиваемость составляет лишь 1 Дж.

Количество выделяющегося при нагреве сажистого углерода за­висит от строения вводимых в НСС органических веществ и возрастает с увеличением молекулярной массы и при переходе от линейного к цик­лическому строению молекулы вещества. Так, инден-кумароновые смолы, молекулы которых имеют два бензольных кольца, образуют 40–45% сажистого углерода, а синтетические смолы, молекулы ко­торых имеют одно бензольное кольцо – 25­­–30 процентов.

При нагреве фенолоформальдегидных смол количество выделяюще­гося сажистого углерода и влияние смол на выбиваемость НСС зависят от количества находящегося в них фенола. Чем больше в них фенола, тем больше образуется сажистого углерода и тем лучше выбиваемость НСС. Рассмотренные выше резольные смолы (№ 228, 214 и др.) содер­жат больше связанного фенола, поэтому выделяют при нагреве больше сажистого углерода и больше улучшают выбиваемость НСС по срав­нению с новолачными смолами (№ 15, 104 и др.).

По механизму действия на улучшение выбиваемости НСС органи­ческие вещества можно разделить на три группы.

К первой группе можно отнести вещества, воздействие которых на выбиваемость смеси связано с выделением при нагреве большого коли­чества газов, например, древесные опилки с окислителем. Такие до­бавки эффективны при нагреве НСС не выше 700–720° С. При более высокой температуре поры в расплавленной композиции завариваются и выбиваемость НСС не улучшается. Вещества первой группы улуч­шают выбиваемость НСС только из чугунных отливок.

Во вторую группу входят вещества, которые при нагреве не претер­певают агрегатных изменений и в которых после нагрева до 1200°C коксовый остаток составляет 90–95%. К веществам данной группы от­носятся черный и серебристый графит, нефтяной и каменноугольный кокс и др. Вещества этой группы улучшают выбиваемость НСС в ос­новном из чугунных отливок и лишь незначительно из стальных.

К третьей группе относятся вещества, образующие при нагреве значительное количество сажистого углерода, который, распределя­ясь в НСС, препятствует спеканию пленки композиции. В зависимости от количества выделяющегося при 1200°C сажистого углерода веще­ства третьей группы, в свою очередь, можно разделить на три под­группы.

В первую подгруппу входят вещества, выделяющие до 20% сажистого углерода (торф, патока, гидрол и др.). Они эффек­тивно улучшают выбиваемость НСС из чугунных отливок при прогре­ве смеси до 700–720° С.

Ко второй подгруппе относятся вещества, которые вы­деляют 20—30% сажистого углерода (смолы № 74 и 104, древесные опилки и др.). Они значительно улучшают выбиваемость НСС из чу­гунных отливок и в некоторой степени и из стальных (при нагреве НСС не более 1000–1200° С).

Вещества третьей подгруппы выделяют более 30% са­жистого углерода и эффективно улучшают выбиваемость НСС как из чугунных, так и из стальных отливок. К этой группе относятся смолы инден-кумароновая, стирольно-инденовая, каменноугольная, № 236, мазут и др.

3. Выбиваемость ЖСС с жидкими отвердителями

3.1.Выбиваемость ЖСС с ацетатом этиленгликоля

Повышенное внимание литейщиков к жидкостекольным смесям с жидкими отвердителями объясняется рядом важ­ных преимуществ этих смесей по сравнению с другими ЖСС: пониженным содержанием связующе­го при больших прочностных показателях, лучшей выбиваемостью из отливок и гарантией высокого качества поверхно­сти.

Применяющиеся за рубежом жидкие отвердители, выпус­каемые специализированными фирмами, представляют собой ацетаты глицерина или этиленгликоля. В нашей стране промыш­ленное производство таких отвердителей отсутствует. В 1975 г. НПО «ЦНИИТмаш» были разработаны ЖСС с жидким отвердителем пропиленкарбонатом— сложным эфиром пропиленгликоля и угольной кислоты. Вы­пускается он опытными партиями ПО «Ангарскнефтеоргсинтез». Смеси с пропиленкарбонатом применяют в настоя­щее время на 13 заводах страны при получении стержней и форм для стальных, чугунных и алюминиевых отливок.

Из смесей с пропиленкарбонатом изготовляют: стержни для стальных отливок — на Харьковском турбинном заводе им. Кирова, Старо-Краматорском заводе им. Орджоникидзе, ПО «Электротяжмаш» (г. Харьков), «Сибтяжмаш», «Сибэнергомаш», стержни для чугунных отливок — на Гомель­ском и Сумском заводах «Центролит», формы для чугун­ных отливок — на Московском чугунолитейном заводе «Станколит» и ПО «Ташкентский тракторный завод», стержни по­вышенной сложности для алюминиевых отливок — на Харь­ковском заводе им. Малышева и др.

Однако поставка пропиленкарбоната литейному производ­ству ограничена, и промышленный выпуск его в ближайшие годы не планируется. Кроме того, смеси с пропиленкарбо­натом имеют ограниченную живучесть (Ж) 10...12 мин, затрудняющую изготовление крупных форм и стержней, осо­бенно в летний период. Ж смесей с пропиленкарбонатом можно увеличить до 25 мин с помощью сложных эфиров фталевой кислоты, хорошо сочетающихся с пропиленкарбо­натом. Однако использование на практике этого метода ре­гулирования Ж связано с определенными неудобствами. Поэтому НПО «ЦНИИТмаш» в последние годы совместно с химиками ведет работы по получению других более техно­логичных сложноэфирных отвердителей с использованием от­носительно недефицитного и сравнительно дешевого сырья. К таким отвердителям относятся ацетаты этиленгликоля[3].

В результате исследований, проведенных НПО «ЦНИИТ­маш» совместно с Дзержинским ПО «Синтез», разработана и уточнена технология синтеза отвердителей на основе ацетатов этиленгликоля, определен состав отвердителей в соот­ветствии с требованиями литейного производства.

С помощью разработанной технологии можно получать отвердители различной активности с заранее заданными свой­ствами. Ж и скорость твердения смесей может регулировать­ся от 8...10 мин до 60.,..90 мин.

На рис. 26,а, б видна кинетика твердения смесей и Ж при применении отвердителей четырех марок. Различным маркам АЦЭГ даны условные обозначения: 1Б (быстрый) с Ж =8.. 10 мин, 2СБ (средне быстрый) с Ж=18...20 мин, ЗСМ (средне медленный) с Ж==27...30 мин, 4М (медленный) с Ж=50... 55 мин. В случае необходимости может быть получена пя­тая марка АЦЭГ 5ММ с Ж=90 мин. Смеси содержат 3,5 масс. ч. ЖС и 0,35 масс. ч. ацетатов этиленгликоля.

В Польше разработан и находит применение отвердитель «Флодур», представляющий собой также ацетат этиленгли­коля. Разработанные автором АЦЭГ не только не уступают, но и превосходят по прочностным характеристикам смеси с отвердителем «Флодур».

Рис.26. σ (а) и жидкотекучесть (б) смесей различных марок АЦЭГ

Сравнительные свойства смесей (основа, масс. ч.: 100 лю­берецкого песка; 3,5 ЖС M=2,5; p=1480 кг/м ) с 0,35 масс. ч. отечественного отвердителя АЦЭГ (смеси 1, 3) и 0,4 масс. ч. отвердителя «Флодур» (смеси 2, 4) приведены ниже.

Выбиваемость смесей оценивалась по трудоемкости уда­ления опытных стержней сечением 100Х100 мм и высотой 180 мм из стальной отливки (470Х170Х180 мм, стенка тол­щиной 35 мм, масса 150 кг). Трудоемкость выбивки смеси для СО --процесса, содержащей 6 масс. ч. ЖС принята за 100%, ЖСС и ПСС (с 6 масс. ч. ЖС) составила 68%, ЖСС с АЦЭГ (3,5 масс. ч. ЖС) — 38%, ЖСС с АЦЭГ (2,5 масс. ч. ЖС) — 12,5%, ЖСС с синтетической смолой— 7,5%.

При введении в смеси с АЦЭГ сахаросодержащих веществ или специальных диспергирующих поверхностно-активных ве-

Рис. 27.Влияние относительной влажности воздуха (%) на кинетику твердения:

1—30; 2— 50; 3 — 70; 4 — 90.

ществ содержание ЖС может быть снижено с 3,5 до 2,5 масс. ч. при сохранении высоких прочностных свойств и низ­кой осыпаемости, что позволяет почти в 3 раза улучшить выбиваемость, приблизив ее к выбиваемости ЖСС с синте­тическими смолами. По данным автора, снижение содержа­ния ЖС на каждые 0,5 масс. ч. (без введения каких-либо добавок) улучшает выбиваемость смесей со сложноэфирными отвердителями примерно в 2 раза.

Жидкие отвердители на основе АЦЭГ выгодно отличаются от других сложноэфирных отвердителей, в частности пропиленкарбоната, тем, что позволяют снизить содержание ЖС в смеси путем понижения без ощутимой потери прочност­ных свойств в пределах допустимой осыпаемости.

Так, ЖС можно снизить с 1480...1500 до 1400 и 1450 кг/м при том же содержании в смеси разбавленного ЖС и тем самым дополнительно улучшить ее выбиваемость. В смесях с пропиленкарбонатом снижение плотности ЖС при­водит к заметному сокращению Ж, падению прочности и повышению осыпаемости.

На кинетику твердения и прочность смесей большое вли­яние оказывает относительная влажность (W) воздуха (рис. 27). Чем выше относительная W, тем медленнее темп нарастания прочности и ниже ее абсолютные значения. С повышением W с 30 до 90%, что соответствует дождливой сырой погоде, прочность снижается почти в 3 раза, однако это не оказывает существенного влияния на качество гото­вых стержней и возможность их дальнейшего использования.

Характеристики

Список файлов реферата