СПЕЦИАЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ЛИТЕЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА
235
6.2. Материалы и оснастка для изготовления оболочковых форм
В состав песчано-смоляных смесей для изготовления оболочковых форм
входят пески (наполнитель), смолы (связующее), катализаторы, различные добавки.
Пески.
В качестве основы песчано-смоляных смесей чаще всего применяют
обогащенные кварцевые формовочные пески. За рубежом для этой цели
используют и цирконовый песок, который обеспечивает повышение качества
стальных отливок вследствие стабильности при высоких температурах и более
благоприятных, чем у кварца, теплофизических свойств. Находят также
применение хромитовый и оливиновый пески, а также порошкообразный графит.
Зерновой состав песков должен быть сосредоточен на минимальном
количестве сит: на сито 005 и тазик должно приходиться 0,3…0,5 %. Песок должен
содержать не менее 98 % SiO
2
и не более 0,5 % глины. Желательно применять
пески округлой формы с чистой поверхностью зерен.
Размер, форма, состояние поверхности зерен песка, химический состав,
содержание глины и других примесей влияют на качество песчано-смоляных смесей
и отливок. Мелкозернистые пески обеспечивают получение отливок с небольшой
шероховатостью, однако требуют большего расхода связующего и обладают
пониженной огнеупорностью. Пески с округлой формой зерна обеспечивают
высокую текучесть и газопроницаемость, повышают сопротивление отвержденной
оболочки термоудару. Наличие глины и других примесей на поверхности зерен
снижает огнеупорность песка и обусловливает необходимость повышенного
расхода связующего. Во время предварительного прокаливания песка при 800 °С
пленка примесей на поверхности зерен растрескивается и разрушается.
Смолы
. В качестве связующего в песчано-смоляных смесях используют
фенолформальдегидные смолы, получаемые в результате поликонденсации фенола
С
6
H
5
OH и формальдегида СН
2
О. Характер и свойства образующегося продукта
определяются строением фенола, соотношением реагентов и рН среды. В
присутствии
кислых
катализаторов,
при
молярном
соотношении
фенол:формальдегид <1, образуются новолачные или термопластичные смолы. В
присутствии щелочных катализаторов и соотношении фенол: формальдегид 1
образуются резольные и термореактивные смолы. Благодаря указанному
соотношению компонентов резольные смолы содержат в своей структуре
метилольные группы, обеспечивающие им возможность необратимо отверждаться
в результате образования трехмерных, неплавких и нерастворимых соединений.
Отверждение резольных смол происходит наиболее интенсивно при нагреве;
однако эта реакция идет самопроизвольно, хоть и более медленно, при 20 °С.
Вследствие неконтролируемого отверждения резольные смолы можно
использовать только в качестве добавок к основному связующему, которым
являются новолачные смолы.
