Анализ методов улучшения жидкостекольных смесей (стр. 1 из 14)

Содержание

cтр.

Введение	4
1. Улучшение выбиваемости жидкостекольных смесей	8
1.1. Состояние вопроса	9
1.2. Определение выбиваемости	12
1.3. Изменение работы выбивки смеси в зависимости от температу- ры нагрева	14
1.4. Влияние неорганических добавок:	23
1.4.1. Глины	24
1.4.2. Шамота	25
1.4.3. Боксита	26
1.4.4. Мела	28
1.4.5. Окиси магния	28
1.4.6. Доменного шлака	30
1.4.7. Фосфорита	31
1.5.Влияние органических добавок	31
1.6.Влияние «хрупкой» усадки	33
1.7.Влияние ускоренного охлаждения	34
1.8.Влияние количества жидкого стекла	35
1.9.Влияние модуля жидкого стекла	36
2. Улучшение выбиваемости жидкостекольных НСС	37
2.1.Изменение прочности жидкостекольных наливных самотвердею- щих смесей (НСС) в зависимости от температуры нагрева	38
2.2.Влияние усадки отливки на выбиваемость жидкостекольных НСС	41
2.3.Влияние неорганических добавок на выбиваемость жидкостекольных НСС	41
2.4.Влияние органических добавок на выбиваемость жидкостекольных НСС	43
3. Выбиваемость ЖСС с жидкими отвердителями	50
3. 1.Выбиваемость ЖСС с ацетатом этиленгликоля	51
3. 2.Выбиваемость ЖСС с жидким кремнийорганическим отвердителем	55
Выводы	59
Список использованной литературы	61

1.Введение

Жидкостекольные смеси начали применять в литейных цехах с 50-х годов и за короткий период времени они получили широкое распространение в нашей стране и за рубежом, чему способствовала универсальность смесей, т. е. применимость одних и тех же составов для изготовления форм и стержней, использование их при производстве отливок из стали, чугуна и цветных сплавов. Универсальность смесей выразилась также в их применимости при единичном, мелкосерийном, серийном и массовом производствах отливок.

Вначале жидкостекольные смеси упрочнялись кратковременной тепловой сушкой или за счет продувки СО

. Эти смеси имели повышенное содержание жидкого стекла (ЖС), вследствие чего выбиваемость форм и стержней по сравнению с выбиваемостью песчано-глинистых и других смесей резко ухудшилась, что послужило одной из причин вытеснения с 70-х годов жидкостекольных смесей смесями с синтетическими смолами. Такая замена при отсутствии автоматизированных технологических циклов привела к ухудшению санитарно-гигиенических условий труда в литейных цехах и нерациональному использованию материальных ресурсов — смол, необходимых в других отраслях народного хозяйства.

Работами, выполненными в нашей стране и за рубежом, показана возможность повышения связующей способности ЖС и на этой основе разработаны новые виды смесей с пониженным содержанием его. Отличительной особенностью жидкостекольных смесей нового поколения является низкое содержание связующего, что в значительной мере устраняет недостаток традиционных смесей—затрудненную выбиваемость из отливок и облегчает их регенерацию. Продолжающиеся исследования в этом направлении подчеркивают актуальность проблемы и неисчерпаемые возможности дальнейшего повышения технологических свойств жидкостекольных смесей.

Из жидкостекольных смесей, упрочняющихся в оснастке, наибольший интерес представляют смеси, отверждаемые с помощью СО

, что обусловлено их высокой живучестью и скоростью упрочнения, нетоксичностью, простотой приготовления и применения смеси, универсальностью. Однако существенное улучшение выбиваемости жидкоподвижных и пластичных жидкостекольных холоднотвердеющих смесей, разработанных в нашей стране в середине 60-х годов, способствовало сокращению области применения смесей, отверждаемых с помощью СО .

Исследования, проведенные в последние годы, свидетельствуют о возможности снижения расхода ЖС в смесях, отверждаемых СО

, за счет ввода добавок в ЖС или в автоклавы при варке силкат-глыбы, т. е. путем модифицирования связующего. Эффективными модификаторами ЖС являются основные фосфатные соли натрия, например, триполифосфат натрия, полифосфаты натрия, триэтилфосфат и др.

Модифицирование ЖС с помощью фосфатов позволяет уменьшить содержание его в смеси при одновременном увеличении прочности, уменьшении осыпаемости и снижении работы выбивки смеси. Последнее объясняется возгонкой оксидов фосфора в диапазоне температур 400...780 °С, нарушающей сплошность силикатных пленок и образованием тугоплавких силикофосфатов, предотвращающих спекание смеси. Полифосфаты натрия являются универсальными модификаторами ЖС и их влияние на исходную и остаточную прочность жидкостекольных смесей, отверждаемых СО

и феррохромовым шлаком, аналогично.

Эффективными модификаторами ЖС являются поверхностно-активные вещества (ПАВ), способствующие повышению когезионной прочности связующего, равномерному распределению на зернах наполнителя и более полному его отверждению. Применение ЖС, модифицированного ПАВ, позволяет уменьшить расход связующего в смеси и в 1,5— 2 раза улучшить выбиваемость смеси из отливок. В качестве ПАВ используют полиакриламид, ДС-РАС, стеарат кальция, технический диспергатор НФ и др. Ввод в связующее диспергирующей добавки существенно изменяет пористую структуру геля за счет образования на глобулах защитного адсорбционного слоя, способствующего уменьшению внутренних напряжений, в пленках связующего, и, следовательно, повышению прочности смеси. Благодаря этому содержание ЖС может быть снижено до 2...3 масс. ч, при прочности смеси. >1. MПa.

Эффективными способами повышения связущей способности ЖС являются, также обработка его в процессе модифицирования с помощью переменного электрического поля, приготовление ЖС «мокрым» способом с использованием. алюминиевой стружки, предварительная обработка ЖС СО

, добавка к ЖС гексамстилентетрамина и др.

В качестве добавок, улучшающих выбиваемость жидкостекольных смесей, предложена большая группа веществ, содержащих алюмосиликаты (отработанный катализатор ИМ-2201).

Приведенные сведения о путях повышения технологических свойств жидкостекольных смесей, отверждаемых СО

, показывают перспективность расширения объемов их применения.

Улучшение выбиваемости жидкостекольных смесей достигнуто с помощью отверждаемых порошкообразных веществ (феррохромового шлака, нефелинового шлама и др.). Так, Челябинский политехнический институт рекомендует вводить в ЖС вещества с ненасыщенными связями, например сульфит натрия, Киевский политехнический институт — диспергированные фенолоформальдегидные смолы новолачного типа. Такие смеси относятся к легковыбиваемым и хорошо зарекомендовали себя при производстве отливок из алюминиевых, медных и черных сплавов.

Большой опыт работы за рубежом и меньший в нашей стране накоплен по пластичным жидкостекольным смесям, отверждаемым сложными эфирами. В качестве эфиров предпочтение отдается ацетатам этиленгликоля, поскольку их производство базируется на доступном сырье, невысокой стоимости, и смеси легко регенерируются. Ряд предприятий опробовали эфиры производства Польши и Болгарии и подтвердили целесообразность применения сложноэфирных отвердителей из класса ацетатов этиленгликоля.

ВНИИлитмашем осуществлен перевод жидкостекольных смесей с эфиром в жидкоподвижное состояние за счет совместного ввода ДС-РАС и синтамида-5. Применение комплексного пенообразователя для смесей с жидким отвердителем, а также для смесей с феррохромовым шлаком повышает текучесть, живучесть и прочность смеси, поэтому содержание ЖС уменьшается до 5 масс. ч.

Заслуживают внимания работы НПО «ЦНИИТмаш» по применению жидких кремнийорганических полимеров и органических мономеров, позволяющих сократить расход ЖС до 1...3 масс. ч.

Целью данной работы является анализ литературных источников и выявление методов улучшения выбиваемости жидкостекольных смесей из отливок.

1.Улучшение выбиваемости жидкостекольных смесей

1.1.Состояние вопроса

Выбивка из отливок стержней, изготовленных из смесей с жидким стеклом, вызывает большие затруднения.

В специальной литературе и в практике литейного производства часто встречаются противоречивые мнения.

На одних заводах стержни легко выбиваются из отливок, на других трудоемкость выбивки стержней после перехода из смеси с жидким стеклом возрастает; на третьих выбивка оказалась столь затрудненной, что создались серьезные осложнения в использовании современных механизированных средств удаления стержней — в первую очередь гидравлической выбивки. В целях преодоления возникших затруднений в нашей стране и за рубежом было проведено множество работ по улучшению выбивки стержней.