Розмір шрифту: 

Лиття по газифікованим моделям (ЛГМ) є одним із новітніх способів виробництва виливків. Однак метод за моделями, що газифікується, має ряд недоліків. Так, великопротяжні моделі виготовляти за допомогою механічної обробки складно із-за можливої деформації модельного матеріалу низької щільності під тиском ріжучого інструменту. Неможливо отримати складні порожнини у виливку без використання стрижнів, однак в той же час неможливо використання великих стрижнів, так як під їхньою вагою може деформуватись сама модель. В зв'язку з цим залишається актуальним використання матеріалів з низькою щільністю (таких як спучений перліт) при виготовленні стрижнів для пінополістиролових моделей. Однак, при перегляді літературних даних було виявлено, що застосування спученого перліту в якості матеріалу при виготовленні стрижнів для пінополістиролових моделей досліджено недостатньо.     Об'єктом дослідження є розробка стрижневої суміші на основі піску та спученого перліту, смоли СФП-011Л та розчинника метилацетату.     Головною метою дослідження є вивчення впливу температури печі та часу витримки в печі на характеристики тверднення стрижневої суміші; визначення впливу зв'язувального компонента на міцність стрижнів на основі кварцового піску та спученого перліту; встановлення впливу розчинника – метилацетату на  міцність стрижнів на основі кварцового піску та  спученого перліту; визначення залежності тимчасового опору при розриванні від часу спікання суміші та від температури теплового оброблення стрижнів.     Зразки виготовлялися із різних складів суміші (з різною концентрацією кварцового піску та перліту, смоли СФП-011Л та розчинника метилацетату).     При проведенні дослідів використовувалися зразки-«вісімки». Для того, щоб дослідити вплив температури печі та часу витримки в печі на характеристики тверднення стрижневої суміші, зразки із стрижневої суміші витримувались в муфельній печі певний час (1…25 хв) при  температурі 180, 200 та 250 °С. Одразу після витримки в печі визначалась глибина проникнення голки Віка в зразок.     Для визначення впливу температури та часу витримки в печі на міцність стрижневої суміші зразки спікалась в муфельній печі МП-2 при температурі 200 °С протягом певного часу (10…30 хв) з подальшою витримкою на повітрі 1 год. Міцність зразків на розрив визначалася за стандартною методикою на розривній установці моделі 081.     Для визначення густини суміші використовувались стандартні циліндричні зразки, які виготовлялись із суміші з різною кількістю кварцового піску та перліту, 6% об. ч смоли СФП-011Л та 2% об. ч метилацетату, які витримувались в печі при температурі 200 °С до повного тверднення.     В результаті  проведених експериментів було встановлено, що зі збільшенням кількості спученого перліту густина суміші зменшується, так як перліт має досить низьку щільність. Результати приведені в табл. 1.     Що стосується кінетики твердіння, то при витримці в печі зразків, протягом зазначеного часу, при температурах 180, 200 та 250°С, величина проникнення в зразок зменшується, тобто збільшується твердість зразка. Результати експериментів приведені в табл. 2.     Збільшення кількості перліту від 0 до 100% об. ч в суміші збільшує тривалість спікання так, що при температурі витримки 180 °С зразки тверднуть найдовше – від 16 до 30 хв., при 200 °С – від 9 до 27 хв., при 250 °С зразки тверднуть найшвидше від 5 до 12 хв.     Це пов’язано з тим, що перліт має низьку теплопровідність та низьку щільність. Також, в ході експериментів було встановлено, що зі збільшенням кількості зв'язувального компонента смоли СФП-011Л з 4 до 8 % об. ч, швидкість тверднення зразків збільшується.     В зв'язку з тим, що стрижнева суміш з вмістом 50% об. ч перліту,  володіє відносно низькою густиною (1,25 г/см3) і технічно достатньою швидкістю твердіння, то для наступного дослідження була обрана суміш із вмістом 50% об. ч перліту та 50% об. ч кварцового піску. Дослідили вплив кількості смоли СФП-011Л на міцність стрижневої суміші  при температурі  спікання 200 °С. Результати приведені в табл. 3.     Встановлено, що зі збільшенням часу витримки в печі та кількості смоли, міцність збільшується. Досягає максимуму при часі витримки 25 хв. Подальше  збільшення часу витримки  (до 30 хв) зменшує показники міцності, що пов’язано з термодеструкцією зв’язувального компонента. Таким чином встановлено, що оптимальна кількість спученого перліту в суміші сягає 50% об. ч, а максимальна міцність (0,278 МПа) досягається при 8% об. ч смоли і часу спікання 25 хв. Також було виявлено, що при більшій кількості зв’язувального компонента – смоли СФП-011Л, міцність стрижнів вища. Це пояснюється тим, що суміші, до складу яких  входить фенолформальдегідна смола, дуже чутливі до підвищення температури, і під час спікання смола розплавляється під дією тепла і утворює плівку на зернах наповнювача. Утворена плівка сприяє зміцненню стрижнів.     Отримання комбінованих газифікованих моделей є перспективним напрямком лиття по газифікованим моделям. Враховуючи малу конструкційну міцність пінополістиролу, виникає необхідність в розробці стрижневих сумішей з використанням вогнетривких наповнювачів низької щільності.