§ 55.

Типы песчано-смоляных смесей

Песчано-смоляные смеси бывают двух типов: сухая песчано-смоляная смесь и песчано-смоляная смесь, обладающая прочностью на сжатие в сыром состоянии. Эти смеси изготавливают на основе специальных связующих материалов, способных отверждаться при контакте со стенками нагретой модельной оснастки за весьма короткое время.

Сухие песчано-смоляные смеси делятся на механические и плакированные. Такие смеси способны к самопроизвольному заполнению контура модельной оснастки под действием лишь силы тяжести. Связь между отдельными песчинками у механической и плакированной смеси появляется только при тепловой их обработке за счет расплавления порошкообразного термореактивного связующего (механическая смесь) или твердой пленки этого же связующего, нанесенного на поверхность зерен песка (плакированная смесь). Образующаяся пластично-вязкая смесь упрочняется непосредственно в нагретой модельной оснастке в результате протекания необратимых химических реакций. После завершения процесса отверждения оболочковая полуформа или стержень не могут пластически деформироваться, становятся прочными, что позволяет использовать их в производстве сразу же после съема с модельной оснастки.

Механическую сухую песчано-смоляную смесь изготовляют из сухого кварцевого песка, увлажнителя и порошкообразного связующего ПК-104. Способ изготовления такой смеси простой: в смеситель загружают сухой и предварительно просеянный песок и увлажняющую добавку (керосин, масло) и тщательно их перемешивают в течение 2—3 мин, затем вводят связующее ПК-104 и еще перемешивают в течение 4—

5 мин.

Механическую смесь применяют при бункерном (насыпном) способе формирования оболочковых форм и стержней. Недостатки механической смеси: небольшая прочность ее в отвержденном состоянии, повышенное газовыделение при изготовлении форм и стержней и склонность к выделению пыли при формировании. Механическую смесь нельзя применять при изготовлении оболочковых форм и стержней пескодувным способом.

Плакированная смесь отличается от механической хорошей текучестью и не расслаивается при любом методе формирования (включая пескодувный). Существуют следующие способы изготовления плакированных песчано-смоляных смесей: холодный, теплый и горячий.

Холодное плакирование производят двумя способами:

сухой песок тщательно перемешивают со связующим ПК-Ю4 и, не прекращая перемешивания, в смесь вводят растворитель. Затем смесь продувают холодным воздухом; при этом растворитель испаряется, а образовавшиеся в смесителе комки высыхают и рассыпаются на зерна, покрытые тонкой пленкой смолы. Перед употреблением смесь просеивают через сито;

сухой песок загружают в смеситель, в который по ходу перемешивания вводят раствор связующего ПК-104 в спирте (или другом растворителе). Для удешевления смеси можно растворять смолу № 104 или 18 в кусках или в виде чешуек, стоимость которых ниже стоимости связующего ПК-Ю4. В этом случае сухой песок предварительно перемешивают с катализатором (уротропином).

Теплое плакирование отличается от холодного тем, что смесь для быстрого удаления растворителя продувают воздухом, нагретым для температуры 100° С. При теплом плакировании сокращается цикл перемешивания смеси, повышается производительность смесительной установки. При этом способе достигается более полное удаление растворителя, благодаря чему снижается склонность плакированного песка к слеживанию.

Горячее плакирование предусматривает использование горячего воздуха или песка. В первом случае горячий воздух пропускают через песок и нагревают его в процессе перемешивания до температуры 120—130° С. Затем в нагретый песок добавляют жидкую смолу с катализатором (уротропином). После кратковременного перемешивания смолы с песком горячее дутье прекращают и смесь быстро охлаждают, вводя в смеситель отмеренное количество воды; смесь перемешивают до тех пор, пока она не станет сухой. Сухую и измельченную смесь перед использованием просеивают через сито. Во втором случае к песку, нагретому до 160—180° С, добавляют измельченные куски новолачной смолы, которые расплавляются и покрывают смоляной пленкой зерна песка. В процессе перемешивания температура смеси снижается до 80—90° С, после чего в смесь вводят водный раствор уротропина. Плакированные пески, приготовленные горячим способом, обладают высоким качеством, но расход смолы при этом способе по сравнению с холодным несколько повышенный.

В отличие от сухих песчано-смоляных смесей смеси второго типа обладают прочностью на сжатие в сыром состоянии и способны пластично деформироваться только от приложения внешней нагрузки, при этом они сравнительно легко формуются. В дальнейшем они ведут себя точно так же, как и сухие песчано-смоляные смеси. Упрочнение смесей второго типа, т. е. их отверждение, совершается, как и в случае сухих песчано-смоляных смесей, в нагретой модельной оснастке за счет протекания химических реакций и образования твердых связующих пленок между зернами песка.

Для каждого типа смесей и соответствующей им технологической особенности процесса существует своя область применения, определяемая конструктивной особенностью формы или стержня, имеющимся в наличии оборудованием и экономическими факторами. Так, сухая смесь позволяет изготавливать оболочковые формы и стержни за счет удаления избытка ее из модельной оснастки после операции формирования. Из смеси, обладающей прочностью на сжатие в сыром состоянии, изготавливают оболочковые формы и стержни или стержни коробчатой конструкции. При этом смесь надувается в горячую модельную оснастку, в конструкцию которой входят специальные болваны (опустошители), позволяющие получать контурную оболочку или стержень с определенной толщиной стенки.