(НТУУ «КПІ», м. Київ)

ОПТИМІЗАЦІЯ СКЛАДУ СУМІШЕЙ НА ОСНОВІ КВАРЦОВОГО ПІСКУ, СМОЛИ СФП 011Л ТА МЕТИЛАЦЕТАТУ

Одним з недоліків лиття за моделями, що газифікуються є неможливість отримання виливків зі складними внутрішніми порожнинами. Тому був розроблений метод отримання порожнистих виливків за допомогою комбінованих пінополістиролових моделей із застосуванням піщаних стрижневих сумішей на основі смоли СФП011Л, яка в меншій мірі знеміцнюється під дією перегрітою парою. В якості розчинника застосовували метилацетат, який використовується замість забороненого ацетону.

Досліджено вплив розчинника на час перемішування (рис. 1) та на міцність розрив стрижнів (рис.  2).

Встановлено (рис. 1), що час перемішування збільшується зі збільшенням вмісту розчинника та кількості смоли СФП 011Л. Максимальний час перемішування при 6 % СФП 011Л та 2,5 % метилацетату  - 230 с, а мінімальний – 105 с при 2 % СФП 011Л та 1 % метилацетату.

Такий характер впливу пов’язаний зі збільшенням часу, який необхідний для повного обволочування зерен звʼязувальним компонентом.

Встановлено (рис. 2), що  під час спікання суміші при температурі 220 ° С  протягом 12 хв, зі збільшенням розчинника від 1,5 до 2 % збільшується міцність стрижнів. Подальше збільшення кількості практично не впливає на зміну міцності.

Таким чином оптимальною кількістю розчинника для сумішей на основі кварцового піску та смоли СФП 011Л є добавка в кількості 1,5 – 2 % метилацетату.

Досліджено вплив СФП 011Л на міцність стрижнів ( рис. 3). Суміші спікались при температурі 220 °С протягом 12 хв.

Встановлено, що зі збільшенням кількості смоли з 2 % до 6 % міцність стрижнів збільшується від 0,15…0,21 МПа до 1,7…1,85 МПа. Збільшення розчинника незначно впливає на міцність стрижнів.

Встановлено, що зі збільшенням температури спікання від 220 ° С до 240 ° С міцність зростає. Подальше збільшення температури призводить до зниження міцнісних характеристик в результаті термодеструкції.

Показано, що оптимальний час спікання – 12 хв, при якому суміші досягають максимального значення міцності (рис.5), а при збільшенні часу спікання до 16 хв призводить до зниження характеристик міцності в результаті термодеструкції.

Досліджено вплив фракції вогнетривкого наповнювача на міцність стрижнів. Встановлено, що найбільша міцність спостерігається у суміші з величиною зерна піску  0,2 мм – 2,25 МПа при 4 % СФП 011Л та 1,07 МПа при 2 % СФП 011Л. Збільшення розміру фракції веде до зменшення міцності стрижнів і при величині фракції 0,63 мм знижується до 1,62 МПа при 4 % СФП 011Л та 0,85 МПа при 2 % СФП 011Л.

Таким чином встановлено, що метилацетат може використовуватись в якості замінника ацетону і успішно застосовуватись як розчинник для плакованих сумішей на основі смоли СФП 011Л. Оптимальним вмістом стрижневої суміші варто рахувати – 4…6% смоли СФП 011Л та 1,5…2 % метилацетату. Спікання таких сумішей при температурі 240 ° С протягом 12 хв дозволяє отримати стрижні з достатньо ( 2,32…2,42 МПа ) міцністю.