
- •2.1. Современные технологические процессы «Cold-Box» с отверждением стержней продувкой газо-воздушной смесью
- •2.2. Процессы для мелкосерийного производства
- •2.3. Выбор процесса для производства стержней
- •3. Рекомендации по конструированию технологической оснастки для стержней
- •3.1. Выбор материала для оснастки
- •3.2. Конфигурация стержня
- •3.3. Расположение стержня в ящике
- •3.5. Направление пескострельного заполнения ящика и вдувные сопла
- •3.6. Определение количества вдувных отверстий при пескодувной формовке
- •3.7. Размер и форма пескострельного сопла
- •3.8. Конструкция вдувных сопел
- •3.9. Типы пескострельных насадок
- •3.10. Стержневые ящики с вертикальным разъемом
- •3.11. Вентиляция стержневого ящика для пескодувной машины
- •3.12. Особенности вентиляции стержневого ящика для пескострельной машины
- •3.13. Отверждение стержня продувкой газом-катализатором (отвердителем)
- •3.15. Построение стержневого ящика для цилиндрического стержня
- •4.1. Припуски на механическую обработку
- •5. Алгоритм поиска точностных характеристик и соответствующих им допусков
- •7.3.2. Верхняя литниковая система для алюминиевых сплавов
- •7.3.3. Вертикально-щелевая литниковая система для алюминиевых и магниевых сплавов
- •– Стояк; 2 – зумпф; 3 – литниковый ход; 4 – питатели; 5 – металлоприемник
В. А. Изотов, А. А. Акутин, А. С. Равочкин
ТЕХНОЛОГИЯ ЛИТЕЙНОЙ ФОРМЫ
(Литье в песчано-глинистые формы)
Методическое пособие
Рыбинск – 2010
ВВЕДЕНИЕ
Основной способ изготовления отливок – литье в песчаные формы, в которые получает до 80 % общего количества отливок. Поэтому в дисциплине «Технология литейной формы», являющейся одной из основных при подготовке инженеров-литейщиков, рассматриваются только вопросы изготовления отливок в разовые песчаные литейные формы.
В результате изучения указанной дисциплины студент на основании полученных профессионально-технических знаний и специальной конструкторской подготовки должен: правильно ориентироваться в принципах выбора технологических процессов и оборудования для изготовления отливок в песчаные формы; уметь разработать технологический процесс и необходимую конструкторско-технологическую документацию для изготовления отливок; уметь пользоваться специальной литературой и соответствующими регламентирующими документами (стандартами, техническими условиями, руководящими техническими материалами, сертификатами).
1. ОБЩИЙ ПОРЯДОК РАЗРАБОТКИ ТЕХПРОЦЕССА
1.1. Выбор способа формовки
Формовка – это процесс изготовления разовых литейных форм. Это трудоемкий и ответственный этап всего технологического цикла изготовления отливок, который в значительной мере определяет их качество. Процесс формовки заключается в следующем:
- уплотнение смеси, позволяющее получить точный отпечаток модели в форме и придать ей необходимую прочность в сочетании с податливостью, газопроницаемостью и другими свойствами;
- устройство в форме вентиляционных каналов, облегчающих выход из полости формы образующихся при заливке газов;
- извлечение модели из формы;
- отделку и сборку формы, включая установку стержней.
В зависимости от размеров, массы и толщины стенки отливки и чистоты поверхности, а также марки литейного сплава его заливают в сырые, сухие и химические твердеющие формы. Литейные формы изготавливают вручную, на формовочных машинах, полуавтоматических и автоматических линиях.
В условиях единичного, мелкосерийного производства можно использовать как ручную, так и машинную формовку, в условиях серийного производства используют как машинную формовку, так и формовку на автоматических линиях. В условиях крупносерийного и массового производства используют автоматические линии. При механизации процесса формовки улучшается качество уплотнения, возрастает точность размеров отливки, резко повышается производительность труда, облегчается труд рабочего, и улучшаются санитарно-гигиенические условия в цехе, уменьшается брак. В зависимости от метода уплотнения будем иметь различные плотности форм и чистоту поверхности, это необходимо при выборе припусков для механической обработки. Прочности формы в зависимости от метода уплотнения представлены в табл. 1.1.
1.2. Выбор положения отливки в форме и плоскости разъема
Выбор положения отливки в форме и определение плоскости разъема являются важными и взаимоувязанными операциями. Как правило, после выбора положения отливки в форме рассматривают несколько альтернативных вариантов плоскости разъема и останавливаются на наиболее рациональном из всех.
Таблица 1.1
Прочность формы в зависимости от метода уплотнения
Метод уплотнения |
Прочность формы, кПа |
Ручное |
50 – 60 |
Встряхивание |
50 – 80 |
Встряхиванием или вибрацией с последующим прессованием |
100 – 140 |
Прессование |
150 – 220 |
Импульсное |
190 – 250 |
Приведем основные рекомендации, которыми следует руководствоваться при выборе положения отливки в форме[1]:
• отливку (на рис. 1.1, а для примера приведена отливка-гильза) в литейной форме следует располагать таким образом, чтобы её наибольший габаритный размер (L > D) находился в плоскости разъема модельной формы. При этом важно соблюдать правило, согласно которому суммарная высота опок должна быть минимальной. Для выполнения этого правила и уменьшения суммарной высоты опок в некоторых случаях разъем делается ступенчатым (рис. 1.1, б);
• отливки, требующие установки прибыли 1 (рис. 1.1, в), в форме располагают так, чтобы массивные части или тепловые узлы находились в плоскости разъема или в верхней ее части;
• у отливок, не требующих установки прибыли, массивные части отливки следует располагать в нижней части формы для возможной установки холодильника 2 (рис. 1.1, г);
• отливку следует размещать в форме так, чтобы для выполнения полостей использовался один стержень 3 на две отливки (рис. 1.1, д)
• для устранения образования газовых раковин положение отливки в форме должно обеспечивать верхний отвод газов из стержней (через верхние знаковые части). Вариант положения отливки в форме на рис. 1.1, е является неправильным, так как выход газа из стержня затруднен и может происходить только вниз через знак (для исключения всплытия стержня необходимо использовать жеребейки 4). Поэтому правильнее выбрать положение отливки в форме, как показано на рис. 1.1, ж. При этом стержень 3 с обратным уклоном у знака можно заформовать смесью в верхней полуформе, предварительно установив его в углубление в модели. В этом случае отпадает необходимость в использовании жеребеек.
Рис. 1.1. Положение отливки в форме:
а, б – горизонтальное и вертикальное расположение отливки-гильзы в форме;
в, г – варианты расположения отливки в форме;
1 – прибыль; 2 – холодильник; 3 – стержень; 4 – жеребейка;
МФ – разъем модели и формы в направлении верха (В) и низа (Н);
L, D – длина и диаметр отливки
Основная задача при выборе положения отливки во время заливки заключается в получении наиболее ответственных ее поверхностей без литейных дефектов.
Поверхность соприкосновения верхней и нижней полуформ называется поверхностью разъема формы. Она необходима для извлечения модели из уплотненной формовочной смеси и установки стержней в форму. Поверхность разъема может быть плоской и фасонной.
Выбор разъема формы определяет конструкцию и разъемы модели, необходимость применения стержней, величину формовочных уклонов, размер опок и т. д. При неправильном выборе поверхности разъема возможно искажение конфигурации отливки, неоправданное усложнение формовки, сборки.
Выбранная поверхность разъема формы удовлетворяет следующим требованиям:
- поверхность разъема должна занимать горизонтальное положение при заливке;
- число поверхностей разъема должно быть минимальным, обеспечивающим эффективную формовку и беспрепятственное удаление модели;
- основная и наиболее ответственная часть отливки должна находиться в нижней полуформе;
- поверхность разъема, по возможности, должна обеспечить изготовление отливки с минимальным количеством стержней.
1.3. Типы и составы формовочных смесей
Формовочные смеси различают:
- по назначению – для отливок из чугуна, стали, цветных сплавов;
- по составу – песчано-глинистые, содержащие быстротвердеющие крепители, специальные;
- по применению при формовке – единые, облицовочные, наполнительные;
- в зависимости от состояния форм перед заливкой в них сплава – для сырых, сухих, подсушиваемых и химически твердеющих форм;
- в зависимости от приготовления – синтетические и естественные (природные);
- по виду связующего – песчано-глинистые, песчано-смоляные, жидкостекольные, песчано-масляные, песчано-гипсовые, песчано-цементные и др.;
- по состоянию перед формовкой – пластичные, сыпучие и жидкие (наливные);
- по способу упрочнения – твердеющие в холодной оснастке в результате химических реакций, затвердевающие в нагреваемой оснастке, упрочняемые вследствие набухания глины, а также с помощью физических методов (вакуума, магнитного поля и т. д.).
Составы формовочных смесей представлены в табл. 1.2 – 1.7.
Таблица 1.2
Типовые песчано-бентонитовые смеси,
применяемые для формовки по-сырому при изготовлении чугунных отливок
Смесь; способ формообразования |
Отливки |
Состав формовочной смеси, мас. %. |
Физико-механические и технологические свойства смесей |
|||||||||
Оборотная смесь |
Кварцевый песок |
Бентонит |
Молотый уголь или его заменители |
Добавки |
Прочность при сжатии, Н/мм2 |
Влагосодержание, % |
Газопроницаемость, % |
Общее содержание мелочи, % |
Содержание активного бентонита, % |
Потери при прокаливании (п.п.п.), % |
||
Единая; для автоматических пескодувно-прессовых линий безопочной формовки типа «DISA» |
Мелкие |
93-98 |
2,5-6,0 |
0,2-1,0 |
0,1-1,0 |
0,02-0,06 крахмалистые |
0,17-0,21 |
3,2-4,0 |
100 |
11-13 |
7-8 |
3,5-5,0 |
Единая; для машинной формовки встряхиванием с подпрессовкой |
Мелкие и средние |
93-94 |
5,0-6,0 |
0,5-1,0 |
Пек 0,5-1,0 |
– |
0,05-0,07 |
3,5-4,5 |
100 |
8-10 |
4,0-5,5 |
3,5-4,5 |
Таблица 1.3
Типовые песчано-бентонитовые смеси,
применяемые для формовки по-сырому при изготовлении стальных отливок
Смесь; способ формообразования
|
Отливки |
Состав формовочной смеси, мас. % |
Физико-механические и технологические свойства смесей |
|||||||
Оборотная смесь |
Кварцевый песок |
Бентонит |
Добавки |
Прочность при сжатии, Н/мм2 |
Влагосодержание, % |
Общее содержание мелочи, % |
Содержание активного бентонита, % |
Газопроницаемость, ед., не менее |
||
Единая; для автоматических пескодувно-прессовых линий безопочной формовки типа «DISA» |
Мелкие |
92-95 |
5-8 |
1,2-2,0 |
0,05-0,10 крахмалистые |
0,17-0,21 |
3,1-3,5 |
11,0- 13,0 |
7,0-8,0 |
100 |
Единая; для машинной формовки встряхиванием с подпрессовкой |
Мелкие и средние |
88-92 |
5-7 |
2,5-4,0 бентонитовая суспензия |
0,04-0,08 крахмалистые |
0,05- 0,07 |
3,5 -5,0 |
8,0- 10,0 |
4,5-5,5 |
120 |
Таблица 1.4
Типовые составы песчано-глинистых формовочных смесей для цветного литья
Назначение смеси |
Состояние литейной формы |
Содержание составляющих смеси, мас. % |
Характеристика смеси |
|||||||
Оборотная смесь |
Свежие материалы |
Прочие добавки |
Зерновая группа формовочного песка |
Общее глиносодержание, % |
Газопроницаемость, ед. |
Влажность, % |
Прочность, H/мм2 |
|||
на разрыв сухих образцов |
на сжатие влажных образцов |
|||||||||
Единая (для отливок из медных сплавов) |
Влажная |
92,0-88,5 |
7- 10 |
Мазут (1,0- 1,5) |
01; 016 |
8-12 |
30 |
4,5-5,5 |
– |
0,03-0,05 |
Облицовочная (для отливок из медных сплавов) |
Влажная |
80-40 |
18,5-59,0 |
Мазут (0,5- 1,0) |
01; 016 |
8-12 |
30 |
4,5-5,5 |
– |
0,03-0,05 |
Сухая |
80-60 |
20-40 |
– |
016 |
10- 15 |
30 |
5,5-7,0 |
0,08-0,12 |
0,04-0,06 |
|
Облицовочная (для отливок из алюминиевых сплавов)1 |
Влажная |
80-60 |
20-40 |
– |
01 |
8-12 |
20 |
4,0-5,0 |
– |
0,03-0,05 |
Сухая |
80-60 |
19,5-39,0 |
КБЖ2 (0,5- 1,0) |
01 |
8- 12 |
20 |
5,0-6,0 |
0,07-0,12 |
0,04-0,06 |
|
Формовочная (для отливок из магниевых сплавов) |
Влажная |
95-85 |
5-15 |
Фтористая присадка (5,0-9,0) |
01; 0063 |
– |
20-40 |
5,0-6,5 |
– |
0,06-0,115 |
90-85 |
10- 15 |
Тоже (4,0- 8,0) |
01; 0063 |
– |
30-70 |
4,5-6,0 |
– |
0,04-0,08 |
||
90- 85 |
10- 15 |
Тоже (4,0- 8,0), КБЖ (1,0-3,0) |
01; 016; 02 |
– |
30-70 |
4,5-6,0 |
– |
0,04-0,08 |
1Единая то же самое, только свежих материалов 7-10 %, остальное оборотная смесь; 2КБЖ — концентрат барды жидкой.
Таблица 1.5
Состав и свойства жидкостекольных смесей
1 – 6 с жидкими отвердителями для стальных отливок
Характеристика смеси |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
Содержание компонентов*1, мас. ч.: |
|
|
|
|
|
|
жидкое стекло |
3,0 |
3,5 |
4,0*2 |
2,75*3 |
3,5 |
3 5 |
жидкие отвердители*4 |
0,3 |
0,35 |
0,4 |
0,25 |
0,4 |
0,4 |
Живучесть смеси, мин |
6-7 |
6-7 |
6-7 |
15 |
35-40 |
7-9 |
Прочность при сжатии, Н/мм2, после выдержки: |
|
|
|
|
|
|
1 ч |
0,85 |
1,25 |
1,4 |
0,5- 0,6 |
0,07-0,12 |
0,85 -0,95 |
2 ч |
1,10 |
1,60 |
1,85 |
0,7- 0,9 |
0,8- 1,0 |
1,2-1,4 |
4 ч |
1,65 |
2,25 |
2,5 |
1,4- 1,6 |
1,6- 1,8 |
1,9-2,1 |
24 ч |
2,3 |
2,9 |
3,8 |
2,5- 3,0 |
5,0-6,0 |
3,0-4,0 |
Осыпаемость, % через 24 ч % |
До 0,2 |
До 0,2 |
До 0,2 |
0,2-0,3 |
До 0,1 |
До 0,2 |
*1 На 100 мас.ч. кварцевого песка марок 3К3О2016 или 3К3О202.
*2 Для жакетной формовки.
*3
= 1,35 г/см3;
для всех остальных вариантов
> 1,45 г/см3;
модуль жидкого стекла
составляет 2,35-2,45.
*4 В качестве жидких отвердителей использовались: в составах 1-3 – пропи-ленкарбонат; в составе 4 – пропиленкарбонат (0,025 мас.ч.) и технический триацетин (0,225 мас.ч.); в составе 5 – технический диацетат этиленгликоля; в составе 6 – технический диацетат этиленгликоля активированный.
Таблица 1.6
Состав* и свойства пластичных самотвердеющих смесей 1– 3
Характеристика смеси |
1 |
2 |
3 |
Живучесть, мин |
50-80 |
15-20 |
40-50 |
Влажность, % |
3,5-4,0 |
3,5 -4,0 |
3,6-4,5 |
Прочность при сжатии, Н/мм2, исходная (в сыром состоянии) |
0,013-0,020 |
0,017-0,028 |
– |
То же, Н/мм2, после выдержки: |
|
|
|
1 ч |
0,04-0,05 |
0,07-0,09 |
0,18-0,35 |
2 ч |
0,07-0,09 |
0,12-0,15 |
– |
3 ч |
0,12-0,14 |
0,18-0,22 |
0,45-0,70 |
4 ч |
0,17-0,19 |
0,22-0,28 |
– |
12 ч |
0,40-0,50 |
0,45-0,55 |
– |
24 ч |
– |
– |
0,92- 1,23 |
Осыпаемость через 24 ч, % |
– |
– |
0,22-0,42 |
Газопроницаемость, ед. |
100- 150 |
100- 150 |
– |
* Содержание компонентов, мас.ч., в смеси состава:
1 – кварцевый песок марки 3К3О302 62-63, регенерат 30, формовочная глина 5, молотый каменный уголь 2,5, жидкое стекло (ЖС) (модуль М = 2,3, = 1,38…1,42 г/см3) 5,5, феррохромовый шлак (ФХШ) 0,8-1,2; 2 – то же, что 1, ФХШ 2,5-3; 3 – кварцевый песок марки 1К3О3016 98-99; жидкое стекло (силикатный модуль и плотность те же, что для 1 и 2) 6-6,5; ФХШ 1-2.
Таблица 1.7
Типовые смеси для форм чугунных и стальных отливок, заливаемых по-сухому
Смесь
|
Состав смеси, мас. % |
Свойства смеси |
||||||||
Оборотная смесь |
Кварцевый песок |
Глина |
Бентонит |
Противопригарные добавки |
Технологические добавки |
Прочность при сжатии во влажном состоянии, Н/мм2 |
Газопроницаемость, ед., не менее |
Влажность, мас. % |
Прочность при разрыве в сухом состоянии, Н/мм2 |
|
Для крупных чугунных отливок |
30-90 |
10-70 |
– |
2-6 |
Уголь, кокс до 3, ДП*1 до 1,5 |
Опилки до 5 |
0,04-0,06 |
30 |
4,5-7 |
0,10-0,20 |
30-50 |
50-70 |
5-15 |
– |
Уголь, кокс до 5, ДП до 3 |
Опилки 3-10, СДБ*2 до 3 |
0,03- 0,06 |
50 |
5-9 |
0,10-0,20 |
|
40- 70 |
30-60 |
4-7 |
2-4 |
Уголь, кокс до 4 |
Опилки, асбест 2-4, СДБ до 2 |
0,05-0,06 |
60 |
5-10 |
0,15-0,25 |
|
Для крупных стальных отливок |
20-50 |
50-80 |
5-10 |
– |
Асбестовая крошка 4-5 |
СДБ до 3 |
0,03-0,05 |
60 |
5-8 |
0,25-0,35 |
40-60 |
40-60 |
4-7 |
2-4 |
СДБ до 2 |
0,05- 0,06 |
60 |
5-7 |
0,25-0,35 |
*1 ДП – древесный пек.
*2 СДБ – сульфитно-дрожжевая бражка.
2. ВЫБОР СПОСОБА ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТЕРЖНЕЙ
2.1. Современные технологические процессы «Cold-Box» с отверждением стержней продувкой газо-воздушной смесью
В массовом и крупносерийном литейном производстве процессы изготовления литейных стержней в «холодной» оснастке основаны на отверждении стержней продувкой их газообразным катализатором или отвердителем непосредственно в оснастке. Сразу после продувки, которая продолжается несколько секунд, достигается прочность, достаточная для извлечения стержня из ящика, проведения других технологических операций и транспортирования. Название процессов и их краткие характеристики приведены в табл. 2.1.
Таблица 2.1
Технологические процессы изготовления стержней
с отверждением продувкой газо-воздушной смесью
Процесс |
Связующий компонент 1 |
Связующий компонент 2 |
Катализатор, отвердитель |
Живу-честь, ч |
Прочность на изгиб, МПа через 30 с / 24 ч |
Полифам-1 (Россия) Cold-Box-Amin (ФРГ) Pertahn (Швеция) Isocure (США) Friodur (Австрия) |
Фенольная смола 0,6-0,8 % |
Изоцианат 0,6-0,8 % |
Триэтиламин, диметилэтиламин |
3…4 |
1,5-2,5/ 3,0…4,0 |
Эпокси SO2 (Россия) FRS (США) |
Эпокси-акрилатная композиция 0,6-0,8 % |
Эпоксидная смола с орг. пероксидом 0,6-0,8% |
Сернистый ангидрид (SO2) |
24 |
1,6-2,8/ 3,0-4,0 |
MF-процесс (Россия) Betaset (Англия) Vaposet (Швеция) |
Фенольная смола 0,7-1,0% |
- |
Метил-формиат |
24 |
0,7-0,9/ 2,0-3,0 |
ФС- СО2 (Россия) Сагbophen(Германпя) Novanol (США) Phenco (Швеция) |
- 1,0-1,25% |
- |
Углекислый газ |
5-6 |
0,5-0,7/ 1,6-2,0 |
Redset (Германия) Novaset (США) |
- 0,7-0,8% |
Кислота |
Диметоксиметон |
24 |
2,4-3,6/ 3,0-4,0 |
Примечание. Существуют и другие варианты названий. Каждая фирма-производитель присваивает связующим композициям собственные коммерческие названия
Преимущества процессов «Cold-Box» перед «Hot-Box» представлены в табл. 2.2.
Таблица 2.2
Преимущества процессов «Cold-Box» перед «Hot-Box»
Показатели |
Hot-Box |
Cold-Box |
Коробление стержней при изготовлении |
1,0-1,5% |
Нет |
Возможность изготовления моноблоков стержней (точность сборки стержней в моноблок 0,2-0,3 мм) |
Нет |
Да |
Брак стержней при изготовлении и сборке |
10-15% |
2-3% |
Затраты на изготовление нового комплекта стержневой оснастки |
100% |
70-80% |
Производительность, съемов/ч (блочные стержни) |
100% |
120 % |
Размер припусков на механообработку |
100% |
60-70% |
Потери от брака отливок |
100% |
50 % |
Затраты на связующие и вспомогательные материалы |
100 % |
110 % |
Объем токсичных газовыделений на операциях заливки и выбивки |
100% |
50-60% |
Затраты на захоронение отходов стержней (4-й кл. опасности) |
100% |
12 % |
Практическое применение методов для получения стержней газовой продувкой в промышленно развитых странах характеризуется следующими данными: Cold-Box-Amin-процесс – 75 %; Эпокси SO2-процесс – 4 %; Betaset-процесс (MF-процесс) – 3 %; Carbophen (ФС-СО2)-процесс– 5 %; (ЖС-СО2)-процесс – 13 %.
СоId-Box-Amin-процесс разработан в США фирмой Ashland. Стержневая смесь содержит, мас. ч.: 100 кварцевого песка и 0,6…0,8 фенольной смолы с 0,6…0,8 полиизоцианата (связующая композиция). После уплотнения смеси в ящике пескодувным или пескострельным способом стержень продувается смесью паров низкокипящей жидкости – третичного амина (триэтиламина, диметилэтиламина) с воздухом, и стержень приобретает начальную прочность, которая составляет 60 % конечного ее значения. Время продувки 2…5 с, далее 10…20 с стержень продувают воздухом для его очистки от паров амина. Расход катализатора ≤ 1,5 г на 1 кг стержневой смеси. В результате взаимодействия компонентов связующего в присутствии катализатора (амина) образуется твердый полимер – полиуретан, который и обеспечивает высокую прочность стержня. Для подготовки, дозирования и подачи амина применяют специальные газогенераторы, которые испаряют амин, смешивают его с воздухом и подают в стержневой ящик.
Смесь амина с воздухом после прохода через стержневой ящик направляется в нейтрализатор, где полностью нейтрализуется разбавленной серной кислотой с образованием водорастворимой соли – сульфата аммония. Степень очистки воздуха в этой системе близка к 100 %. Таким образом, весь тракт подачи амина полностью герметизирован, что обеспечивает безопасность процесса. При необходимости готовые стержни окрашивают противопригарной краской.
Эпокси SO2 – процесс разработан и освоен в 1983 году в США и ФРГ. Стержневая смесь для данного процесса содержит, мас. ч.: 100 кварцевого песка; 0,6...0,8 – модифицированной эпоксидной смолы, смешанной с органическим пероксидом, и 0,6...0,8 – эпоксидной смолы, смешанной с акрилатом. После уплотнения стержни продувают газообразным SО2, смешанным с воздухом или азотом, который после продувки направляется в нейтрализатор, как и в аминовом процессе. Продолжительность продувки и последующей очистки воздухом, прочностные показатели смеси аналогичны аминовому процессу. Однако живучесть смеси практически неограничена, по этому показателю смесь с эпокси-акрилатным связующим выгодно отличается от смесей других типов. В нейтрализаторе SO2 нейтрализуется щелочью с образованием водорастворимых солей – сульфата натрия и бисульфата натрия, которые разбавляют водой до разрешенной концентрации и сливают в промканализацию.
По техническим параметрам и достигаемым преимуществам Эпокси SO2 – процесс близок к процессу с продувкой амином.
Кислый характер отработанных стержневых смесей SO2 – процесса более ярко выражен по сравнению с системой СоId-Box-Amin. Подача больших количеств отработанной и механически регенерированной стержневой смеси в поток песчано-глинистой формовочной смеси влияет отрицательно на качество бетонита.
Метод SO2 имеет самую плохую экологию по сравнению со всеми остальными процессами с газовой продувкой. ПДК SO2 (стандарт Германии) – всего 5 мг/м3 воздуха или в 8 раз ниже, чем ПДК триэтиламина. Кроме этого, на различных стадиях технологического процесса выделяются токсичные газы: фурфуриловый спирт, СО, толуол, ксилол, комплексные органические соединения, а также бензол и фенол.
Чтобы уменьшить долю загрязнения рабочей атмосферы стержневого автомата, продувают газовыми смесями типа SO2 + N2 или SO2 + СO2.
Существует ряд проблем, связанных с транспортированием, хранением, подачей к газогенераторным установкам сжиженного газа SO2.
Betaset-процесс (MF-процесс) – процесс изготовления стержней с отверждением метилформиатом. Разработан в Великобритании в 1984 году. В США этот процесс называют фенольноэфирным (Phenolic Ester Cold-Box).
В состав стержневой смеси входят, мас. ч.: 100 кварцевого песка, 1,5...2 водорастворимой щелочной фенольной смолы. После уплотнения стержень продувают смесью воздуха с парами жидкого эфира – метилформиата. Метилформиат испаряют в специальном газогенераторе, и так как он не является катализатором, а представляет собой компонент протекающей в смеси реакции образования полимера, его расход 20...40 % от массы смолы, а продолжительность продувки – 20...30 с. Прочность стержневой смеси после продувки ниже, чем в процессах Cold-Box-Amin и Эпокси SO2.
MF-процесс применяют для изготовления стержней с несложной конфигурацией, например, для арматурного литья или для получения стержневых форм.
Основное преимущество этого метода по сравнению с амин-процессом – меньшая токсичность (ПДК для метилформиата по нормам Германии – 250 мг/м3 воздуха, для триэтиламина – 40 мг/м3 воздуха). Применение нейтрализатора не требуется. Во время заливки и охлаждения отливки выделяется комплексная газовая смесь, которая не содержит паров органических растворителей. Но такие вещества, как СО, фенол, бензол формальдегид присутствуют в атмосфере, что не позволяет полностью отнести процесс к «экологически чистым».
Основной технологический недостаток процесса - экономически невыгодна регенерация песка. Доля усвоения регенерата не выше 80 %, а стержни MF, получаемые с добавлением регенерата, несколько теряют начальную прочность.
Щелочной характер отработанных песков MF дает возможность применять их в качестве освежителя в потоке песчано-глинистой смеси (в тех случаях, когда имеется формовочный участок песчано-глинистой формовки).