10.1. Классификация стержневых смесей

В современных литейных цехах известно использование много­образных технологий изготовления стержней различной группы сложности, имеющих серийность от единиц до десятков тысяч штук. Единственным общим фактором для большинства технологий изготовления стержней является процесс их отверждения. В зави­симости от этой характеристики, а также от химической природы связующего материала и реологических свойств все стержневые смеси можно классифицировать следующим образом (табл. 10.1).

Таблица 10.1

Классификация химически твердеющих смесей

№ сме­си	Характер твердения		Природа связующего материала
			органическая		неорганическая
			Пластичные смеси	Сыпучие и жидкоподвижные смеси	Пластич­ные смеси	Жидкоподвижные смеси
1	Отверждаемые в про­цессе конвективной сушки вне оснастки		Песчано-масляные (на ос­нове натураль­ных или искус­ственных ма­сел)		Песчано-жидкосте-кольные, фосфатные
2	Отверждаемые в нагреваемой оснастке	В горячих ящиках	Hot-Box-процесс	Оболочко­вые смеси (roning-процесс)
3		В теплых ящиках	Warm-Box-процесс	-	-	-
4	Отверждаемые продувкой	Газом	Триэтиламин, диэтиламин, метилформиат, СО2, SiO2		СО2-процесс
5		Воздухом	Холодный или нагретый воздух		Песчано -жидкостекольные
6	Самотвердеющие (холоднотвердеющие ХТС)		Маложивучие ХТС	ЖССна синтетиче­ских смо­лах и СДБ	ПСС на жидком стекле, песчано-фосфатные, песчано-цементные смеси	ЖСС на жидком стекле

Таким образом, исходя из классификации (см. табл. 10.1), все процессы изготовления стержней из химически твердеющих смесей можно разделить на три основных вида:

- процессы горячего отверждения вне стержневой оснастки (№ 1, табл. 10.1);

- горячего отверждения в оснастке (№ 2, 3);

- холодного отверждения в оснастке (№ 4, 5, 6).

Процессы изготовления стержней из холоднотвердеющих смесей можно разделить на процессы с использованием самотвердеющих смесей (маложивучие холоднотвердеющие смеси ХТС) и процессы холодного отвердевания с продувкой газообразными катализатора­ми (ХТСГ). Принимая во внимание природу используемого свя­зующего, процессы ХТС можно разделить на процессы изготовле­ния стержней с использованием неорганических связующих (смеси на основе жидкого стекла, металлофосфатных связок с порошкооб­разными и/или жидкими отвердителями) и органических связую­щих (смеси на основе различных комбинаций фурановых, карбамидно-фурановых, фенольных, полиуретановых и других смол с жидкими и/или порошкообразными катализаторами - кислотами, эфирами, аминами и др.).

Процессы изготовления стержней с использованием газообраз­ных катализаторов (ХТСГ) также можно разделить на процессы с использованием неорганических связующих (жидкостекольные смеси с продувкой СО₂) и органических связующих (различные ме­тоды, в зависимости от типа применяемых связующих и катализа­торов: колд-бокс-амин-процесс, варианты SiО₂ и СО₂-процессов, редсет-процесс, бетасет-процесс).

Процессы изготовления стержней в горячей оснастке в зависи­мости от технологических особенностей подразделяются на процес­сы отверждения стержней в тепловой оснастке, горячей оснастке (классическая технология Hot-Box) и процесс изготовления оболоч­ковых стержней на основе плакированной смеси (кронинг-процесс). Процесс горячего отверждения стержней вне оснастки представ­лен в основном методом изготовления стержней на основе масляных и некоторых других связующих с последующей тепловой сушкой.

При выборе способа изготовления стержней исходят из комплек­са экологических, технологических и экономических характеристик процессов с учетом специфических особенностей конкретного про­изводства. Областью применения процессов с использованием ма­ложивучих самотвердеющих смесей (ХТС), как правило, является единичное, мелкосерийное и иногда серийное производство. Это объясняется сравнительно невысокой производительностью, при­сущей данным процессам. Повышению производительности данных процессов препятствует в свою очередь зависимость скорости от­верждения от живучести таких смесей. Подобная зависимость, требующая чрезвычайно быстрого использования свежеизготовленнои смеси, в значительной мере препятствует организации высокопро­изводительных машинных способов изготовления стержней.

Методы изготовления стержней с отверждением их вне оснастки, несмотря на удовлетворительные рабочие характеристики стержней, изготовленных по данным процессам, в последнее время в массо­вом и крупносерийном производстве используются все реже. Серь­езным недостатком, препятствующим развитию данного направле­ния производства стержней, является невозможность точного (га­рантированного) получения требуемых геометрических размеров стержней, отверждаемых вне оснастки.