В качестве отвердителей и катализаторов твердения применяют жидкие кремнийорганические полимеры и органические мономеры. Органические мономеры вводят в ЖС перед приготовлением смеси; эта композиция может храниться в закрытой тape в течение длительного времени.
Содержание мономера и кремнийорганического полимера определяют живучесть и прочность смеси. В отличие от жидкостекольных смесей, отверждаемых сложными эфирами, для приготовления смеси с жидкими кремнийорганическими отвердителями может применяться ЖС с М=2,2...3,2, однако лучшие результаты достигаются при использовании высокомодульного стекла. Свойства смесей: живучесть Ж=5...120 мин; через 1 ч (при Ж—60 мин) —0,1...0,2 МПа; (через 24 ч — 4,5...6 МПа; осыпаемость через 24 ч—0,05%; остаточная прочность (после нагрева до 800°С и охлаждения — 1 МПа. Смеси могут отверждаться с помощью СО без последующего ухудшения прочностных свойств при хранении стержней и форм.
Жидкостекольные смеси с жидкими кремнийоргаиическими отвердителями позволяют получить смеси с 1...3 масс. ч. ЖС, улучшить качество поверхности и точности отливок (Rz 40 мкм. 3—4-й классы чистоты).
Рассмотрим особенности выбиваемости смесей с жидкими кремнийорганическими отвердителями[14]. На рис. 29 видна температурная зависимость для смеси с кремнийорганическим
Рис. 29. Зависимость жидкостекольной смеси
(3 масс. ч. ЖС, М ==2,2) на
кварцевом песке от
температуры .
твердителем (кривая 1) и для смеси с пропиленкарбонатом (кривая 2). Если в низко температурной области (Т=400... 600°С) выбиваемость обеих смесей мала, то в высокотемпературной (800...1000°С) смесей с кремнийорганическим отвердителем в 1,5 раза меньше, а соответственно выбиваемость лучше. Таким образом, применение кремнийорганического отвердителя позволяет улучшать выбиваемость смесей главным образом в высокотемпературной области Существенное влияние на выбиваемость смесей с кремнийорганическими отвердителями оказывает количество ЖС в смеси и М. На рис. 30 видно изменение после нагрева до 8OO°C и охлаждения в зависимости от содержания ЖС в смеси. Для смеси с пропиленкарбонатом (.кривая 3) и кремнийорганическим отвердителем (кривая 2) существенное различие в выбиваемости наблюдается у смесей, содержащих>3 масс. ч. ЖС (М=2,2); у смеси с 2 масс. ч. ЖС (М=2,2) влияние отвердителя на выбиваемость смесей на кварцевом песке практически нивелируется.
Зависимость от содержания связующего существенно меняется при применении высокомодульного ЖС (М=3,1), что возможно в случае использования кремнийорганического отвердителя. С уменьшением содержания ЖС (М=2,2) с 3 до 2 масс. ч. снижается почти в 3 раза (кривая 1).
Сопоставить результаты испытаний смеси с высокомодульным ЖС, отверждаемой пропиленкарбонатом, не представляется возможным из-за ее малой Ж.
Рис. 30. Изменение смеси в зависимости от содержания ЖС .
Для смесей с пониженным содержанием ЖС выбиваемость улучшается только в том случае, если при их приготовлении не используется ЖС с низким модулем. Применение таких смесей показало, что улучшение Ж, прочности, осыпаемости за счет снижения М жидкого стекла нивелирует эффект улучшения выбиваемости от снижения его содержания и даже может привести к ухудшению выбиваемости.
Необходимо отметить еще одну особенность выбиваемости смесей с кремнийорганическим отвердителем: для стержней из смеси на кварцевом песке с 1,5...2,0 масс. ч. ЖС продолжительность гидровыбивки оказалась такой же, как для стержней из смоляных смесей, однако при выбивке с помощью механического инструмента продолжительность удаления жидкостекольных смесей в несколько раз больше продолжительности удаления смоляных.
Смеси с ЖС и кремнийорганическим отвердителем, использующие в качестве наполнителя .хромит или хромомагнезит, отличаются рядом особенностей. Содержание ЖС в этих смесях составляет 3,5...4,5 масс. ч., что в 2—2,5 раза меньше, чем в применяемых хромитовых смесях, отверждаемых СО. Хромитовые и хромомагнезитовые смеси с ЖС и кремнийорганическим отвердителем могут отверждаться с помощью СО без последующего ухудшения свойств при хранении стержней и форм.
Работа выбивки жидкостекольных хромитовых смесей с кремнийорганическим отвердителем в 10—15 раз меньше работы выбивки хромитовых смесей с 7...10 масс. ч. ЖС. В интервале нагрева 400...1000° С работа выбивки этих смесей практически постоянная (температурные экстремумы выбивки не наблюдаются). Другой аномалией жидкостекольной хромитовой смеси с кремнийорганическим отвердителем является слабая зависимость работы выбивки от модуля ЖС в интервале 400...1000 ° С при одинаковом его содержании.
Применение кремнийорганических отвердителей в жидкостекольных хромитовых смесях позволило существенно улучшить выбиваемость за счет сокращения содержания ЖС и изменения структуры связующей композиции после охлаждения. В то же время использование в хромитовых смесях с 7...10 масс. ч. ЖС добавок (глин, бокситов и др.), обеспечивающих улучшение выбиваемости путем повышения температуры плавления связующей композиции, приводило к ухудшению противопригарных свойств.
Выводы
Анализ литературных источников показал ,что для улучшения выбиваемости жидкостекольных смесей из отливок применяют следующие методы:
1)Введение в смесь неорганических добавок(глины,боксита,мела и др.).
Действие неорганических добавок на условия выбивки смесей с жидким стеклом принципиально одинаково. Оно основано на том, что в процессе нагрева вводимое вещество реагирует с составляющими жидкого стекла NaO и SiO, образуя соответствующее тройное соединение. Температура плавления тройного соединения соответствует температуре второго максимума работы, затрачиваемой на выбивку стержней.
2)Введение органических добавок(древесного пека,битума ,графита и др.).
При низких температурах прогрева стержней до 400º C введение органических добавок может содействовать прорыву пленок и снижению работы, затрачиваемой на выбивку стержней. При высоких температурах, превышающих 800°C, в условиях недостатка кислорода может происходить неполное сгорание органических добавок, в результате чего между силикатной пленкой связующего вещества и зерном наполнителя образуется инертная прослойка сажистого углерода.
Известно, что инертные прослойки снижают адгезию пленок и уменьшают прочность смесей. Поэтому введение таких добавок может уменьшить абсолютное значение величины A, при температуре образования второго максимума или близких к ней.
3)Уменьшение содержания жидкого стекла.
Т.к жидкое стекло обладает исключительно высокой адгезией к кварцу, то протекает когезионный тип разрушения смеси. В результате прочность смеси будет непосредственно зависеть от количества введенного в нее связующего материала. Чем меньше жидкого стекла будет введено в смесь, тем легче окажется выбивка стержней из отливок.
Список использованной литературы
Список использованной литературы :
1. Берг П. П. Формовочные материалы. - М.: Машгиз ,1963.- 408с.
2.Борсук П.А.,Лясс А.М.Жидкие самотвердеющие смеси.-М.:Машиностроение,1979.- 255с.
3.Борсук П.А.Смеси с жидкими отвердителями.//Литейное производство.-1990.-№2.-c.15-17.
4.Винокуров В.В.,Иоговский В.А.,Мармонтов Е.А и др.Улучшение выбиваемости жидкостекольных смесей из отливок.//Литейное производство.-1966.-№2.-c.25-27.
5.Вишняков Х.И. Улучшение выбиваемости жидкостекольных смесей добавками доменного шлака.//Литейное производство.-1976.-№11.-c.42.
6.Грузман В.М.Улучшение выбиваемости жидкостекольных смесей.//Литейное производство.-1999.-№6.-c.30-31.
7.Дорошенко С.П.,Ващенко К.И.Наливная формовка:Монография.-Киев:Вища школа. Головное изд-во,1980.-176c.
8.Дорошенко С.П.,Макаревич А.П.Состояние и перспективы применения жидкостекольных смесей.//Литейное производство.-1990.-№2.-c.14-15.
9.Климкин А.В.Смеси улучшенной выбиваемости.//Литейное производство.-1990.-№2.-c.25.
10.Лясс А.М.Быстротвердеющие формовочные смеси .-.:Машиностроение,1965.-322c.
11.Лясс А.М.,Валисовский И.В.Пути улучшения выбиваемости смеси с жидким стеклом.//Труды ЦНИИТМАШ.-1960.-№6.-c.81-95.
12.Лясс А.М.,Валисовский И.В.Об улучшении выбиваемости смесей с жидким стеклом .//Литейное производство.-1961.-№9.-с.15-17.
13.Медведев Я.И.,Валисовский И.В.Технологические испытания формовочных материалов.-2-е издание ,перераб.и доп. -М.:Машиностроение,1973.-298c.
14.Ромашкин В.Н.,Валисовский И.В.Смеси с улучшенными технологическими свойствами.//Литейное производство.-1990.-№2.-c.17-18.
15.Рыжков И.В.,Толстой В.С.Физико-химические основы формирования свойств смесей с жидким стеклом.-Харьков:Вища школа,1975.-128c.
9-09-2015, 15:28