Сложные эфиры в щелочной системе формовки с применением ХТС
Для отверждения щелочных фенольных смол могут применяться сложные эфиры.
Комбинация щелочных фенольных смол и сложных эфиров впервые появилась на рынке в середине 80-х г.г. С тех пор они занимают только незначительную часть рынка технологии формовки с применением ХТС, так как выполненные таким способом литейные формы имеют неудовлетворительные механические свойства.
Сложный эфир имеет следующую типовую формулу:
| RC –O- R1 |
| ║ O |
где R и R1 являются алифатическими радикалами различного рода, например, ацетатами, диацетатами и триацетатами и пропилкарбонатами.
Сложные эфиры синтезируются путём реакции спирта, гликоля или полиспирта с кислотой. В результате реакции в качестве побочного продукта образуется вода.
Количество сложного эфира, добавляемого к смоле, находится в пределах от 15 до 20 %.
Количество смолы, добавляемой к песку, колеблется по массе в пределах от 1,4 до 1,8 %.
В соответствии с типом применяемого отвердителя снятие формы с модели может начинаться через 12-15 минут при 20°С.
2.8.Требования к пескам
Пески, используемые для изготовления форм, должны иметь следующие характеристики:
• Круглозернистые частицы, чтобы свести использование
крепителя до минимума
• Хороший гранулометрический состав:
а) для получения оптимальной степени уплотнения
б) для придания формам гладкой поверхности
• Низкая степень загрязнения песка (как природными загрязняющими веществами, так загрязняющими веществами, появившимся в результате транспортировки, хранения и переработки), чтобы избежать отрицательного влияния на процесс отверждения. Количество глинистых составляющих в свежих песках и в регенерате должно составлять до 1%. Количество регенерата доходит до 80-90%.
• Огнеупорные качества, удовлетворяющие температурам
разливки металла
Далее приводятся проверки, которые следует проводить для определения пригодности песка, как свежего, так и регенерированного (см. технический график М):
• Температура спекания
• Коэффициент зернистости
• Удельная поверхность
• Потеря веса на прокаливание
• Потребность в кислоте или щёлочи
Кварцевый песок является наиболее часто используемым огнеупорным материалом. В то же время используются и не кварцевые пески, хромитовый и цирконовый . При этом важным фактором является совместимость каждого вида песка с наиболее часто используемыми крепителями.
При заливке в первую очередь сгорают или сжигаются компоненты с низкой температурой кипения, за ними -компоненты с высокой температурой кипения, которые горят до тех пор, пока полностью не удалятся или не разрушатся.
Органические вещества, такие как смола, быстро претерпевают ряд изменений вследствие изменения температуры. При температуре 250° начинают происходить первые изменения, которые завершаются при этой же температуре по прошествии примерно получаса. При температуре 750° (максимальное значение для регенерационной печи) смола частично сгорает в течение нескольких минут, а при 900° она сгорает за 20 - 30 секунд. При температуре свыше 1100° требуется всего лишь несколько секунд.
Горение - это химический процесс, в ходе которого органические вещества, состоящие из атомов С, Н, О, N и S и имеющие различное молекулярное строение, теоретически превращаются в Н2О, СО2, N2O3 и SO3 в присутствии кислорода, через промежуточное состояние, при котором газ находится в состоянии зарождения или атомарном состоянии.
В этом промежуточном состоянии он легко поглощается залитым металлом.
Следующее направление ухудшения свойств – образование трещин. Это слово означает разрушение. Образование трещин -это процесс термического распада, при котором крупные молекулы распадаются на молекулы с более низкой молекулярной массой (этот процесс применяется к сырой нефти для получения ряда нефтепродуктов). По существу, «образование трещин»происходит в температурном диапазоне от 400°С до 700°С при давлении, изменяющемся от 1 до 90 бар, при отсутствии воздуха и, возможном присутствии катализаторов. Поэтому углеродистый остаток образует глянцевитый углерод, который может науглероживать поверхностные слои отливок из низкоуглеродистой стали.
Разрушающее воздействие растрескивания, происходящего внутри форм во время нагрева или заливки, до конца не изучено. Тем не менее, ясно, что и образование трещин и сгорание имеют место, так как высокая температура и отсутствие воздуха являются подходящими условиями для возникновения этих явлений. Это подтверждают и аналитические данные. Однако, степень и характер этих явлений изменяются по мере того, как изменяются условия литья.