Предыдущая страница реферата | 3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13 | Следующая страница реферата

Таблица 14

Влияние добавки мазута на выбиваемость НСС
|Добавка |Работа выбивки, Дж, при нагреве НСС до температуры, °C |
|мазута, % | |
| |20 |200 |400 |600 |800 |1000 |1200 |
|- |2.2 |1,8 |1,4 |1,6 |2,2 |3,2 |5,2 |
|0,5 |2,2 |3.0 |2,4 |2,0 |1,5 |2,0 |2,5 |
|1,0 |2,2 |4.0 |2,0 |1,5 |1,0 |1.5 |1,7 |
|2,0 |2,2 |6,0 |1,8 |1,3 |0,8 |0,7 |0,7 |

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».

[pic]

Рис.26. ?[pic](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[pic]) с 0,35 масс. ч. отечественного отвердителя АЦЭГ (смеси 1, 3) и 0,4 масс. ч. отвердителя «Флодур» (смеси 2,
4) приведены ниже.

| | | | | |
| |1 |2 |3 |4 |
| | | | | |
|Ж, мин | | | | |
| | | | | |
| | | | | |
| |13 |12 |22 |26 |
|[pic][pic] ,Мпа,через,ч: | | | | |
|1 |1,57 |0,53 |0,83 |0,47 |
|8 |2,13 |1,1 |2,6 |1,66 |
|14 |4,4 |3,5 |5,0 |4,1 |

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[pic]--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-

[pic]

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 [pic] без ощутимой потери прочностных свойств в пределах допустимой осыпаемости.
Так, [pic] ЖС можно снизить с 1480...1500 до 1400 и 1450 кг/м[pic] 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.
Отличительной особенностью смесей со сложными эфирами является их хорошая сыпучесть из-за низкого содержания в смеси жидкой фазы. Вследствие этого смеси обладают легкой уплотняемостью, что позволяет использовать виброуплотнение взамен встряхивания, прессования, пескометной формовки и пр.
Для смесей с жидкими отвердителями характерен высокий темп нарастания прочности после окончания живучести, что имеет весьма важное значение для сокращения цикла изготовления форм и высвобождения оснастки. Извлечение моделей из затвердевшей формы можно осуществлять при достижении смесью манипуляторной прочности, величина которой для такого типа смесей 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 [pic] 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. [pic] 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 [pic] 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[pic].
Хромитовые и хромомагнезитовые смеси с ЖС и кремнийорганическим отвердителем могут отверждаться с помощью СО[pic] 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.

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: рефераты по информатике бесплатно, сочинение ревизор, море реферат.





Предыдущая страница реферата | 3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13 | Следующая страница реферата