2.4. Современные «no bake» процессы. Технологические особенности.

Первой основной технологической особенностью ХТС для технологий «NO BAKE» является наличие краткого периода живучести смесей. В этот период должны быть выполнены технологические операции - засыпка смеси в опоку или стержневой ящик и уплотнение. Этот период для смесей разного типа регулируется в интервале от 3-5 до 40-50 мин., путем изменения содержания катализатора.

Второй особенностью является время набора манипуляторной прочности, т.е. прочности, достаточной для бездефектного извлечений моделей из формы или стержневого ящика и последующих операций(окраска, транспортировка и т.д.). Как правило , это время составляет для мелких и средних форм и стержней 10-20мин., для крупных-20-60 мин.

Наибольшее распространение из «NO BAKE» процессов получили фуран-процесс и α-Set –процесс. Лидирующее положение за рубежом занимает фуран-процесс [5].

Современные фурановые смолы содержат около 0,1% свободного формальдегида. Чем выше цена смолы, тем ниже содержание формальдегида. Содержание фурилового спирта в связующем может составлять от 55 до 100%, при этом содержание азота в связующем находится в пределах от 8,6 до 0%, а расход связующего -0,7-1,6%.

Фенольные смолы, характерные для α-Set –процесса с кислотными катализатрами имеют более низкие показатели прочности, что требует большего содержания связующего. Низкое содержание свободного формальдегида и свободного фенола в фенольных смолах обеспечивает малые выделения (ниже требуемых норм на 25%).

2.4.1. Синтетические смолы.

Синтетические смолы представляют собой группу искусственно полученных органических соединений, физические и химические характеристики которых схожи с характеристиками природных смол. Они образуются путем уплотнения двух или нескольких более простых соединений для образования одной молекулы, обычно с удалением воды. Типичными реакциями являются такие реакции, при которых либо фенол, либо мочевина уплотняются с формальдегидом для получения фенольных смол. Процесс полимеризации этих смол и их последующее отверждение для связывания кварцевого песка в жесткую форму, способную противостоять давлению заливаемого расплава.

В настоящее время используются следующие виды синтетических смол:

-смолы кислотного кислотного отверждения

Фенольные смолы типа резола;

Образуются в результате полимеризации фенола и формальдегида. Смола обладает Образованный резол полимеризуется при добавлении кислотного катализатора в процессе литья. Смола (полимер) не содержит азота, обладает превосходными механическими свойствами и термостойкостью.

Фурановые смолы ;

Фурановая смола образуется в результате полимеризации (отверждения) фурфурилового спирта, она растворяется в воде и имеет малую вязкость. Чтобы фурфуриловый спирт можно было использовать в качестве связующего , он подвергается реакции с фенолом, мочнвиной или формальдегидом.

Имеется три группы:

-без азота ,используются главным образом для отливок из стали и медных сплавов;

-с низким содержанием азота (от 0,1 до 2%), используется для отливок чугуна с шаровидным графитом;

- со средним содержанием азота(более 2%), для обычного чугуна и алюминиевых сплавов.

Фенол-фурановые смолы с содержанием азота и без него.

Образуется в результате полимеризации (отверждения) фенола и фуранового спирта. Эти смолы не содержат азота и обладают высокой термостойкостью.

Фенольная смола типа резола с высоким содержанием гидрата щелочи.

Смолы с уретановой связью

Образуется путем реакции полиизоционатов с полибензилфениловым эфиром(резолом) и добавлением пиридина или амина в качестве катализатора. Резол вступает в реакцию с изоционатом и образует полиуретан. Поэтому смола называется полиуретановой.

Трехкомпонентный состав.

Смола , изоционат и катализатор поставляют отдельно и добавляют в смеситель через три отдельных насоса –дозатора, рис.2.15.

Данный состав является одним из наиболее широки используемых составов, поскольку обеспечивает очень гибкиециклы формовки. Поэтому, он дает возможностьудовлетворения широкого спектора требований:

-различные модели

Рис. 2.15. Установка для полиуретановой системы с применением ХТС, показывающая отдельное хранение и подачу трех компонентов

-различные виды сплавов

-различные производственные циклы от формовки до заливки

-климатические изменения