Разработка и освоение методов повышения технологичности стержней из жидкостекольных смесей для стального и чугунного литья

• Автор: Маслов, Константин Александрович
• Шифр специальности: 05.16.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 171 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1. Информационноаналитический обзор состояния вопроса

1.1 Основные технологические схемы производства стержней для стального и чугунного литья.
1.2 Литейные стержни из смесей на жидкостекольном связующем преимущества и недостатки
1.3 Опыт повышения технологичности стержней из смесей на жидкостекольном связующем ггри производстве стального и чугунного литья

1.4 Ключевые характеристики исследования.

Глава 2. Теоретические оценки повышения технологичности жидкостекольных стержней для стального и чугунного литья.

2.1 Жизнешгый цикл и условия работы литейного стержня

2.2 Основные требования к стержням, применяемым для изготовления стального и чугунного литья
2.3 Физикохимические модели упрочнения и разупрочнения литейного стержня на жидкостекольном связующем.
2.3.1 Упрочнение стержня по СО2 процессу
2.3.2 Упрочнение стержней тепловым воздействием.
2.3.3 Разупрочнение жидкостекольных стержней
2.4 Поведение литейного стержня при заливке формы и формировании отливки
2.5 Варианты повышения технологичности.
2.5.1 Применение технологических добавок органического
происхождения
2.5.2 Применение технологических добавок неорганического происхождения
2.5.3 Применение физических эффектов
2.5.4 Применение комплексного воздействия на материал
стержня
Выводы по главе 2
Глава 3. Экспериментальные исследования предлагаемых вариантов повышения технологичности стержня.
3.1 Разработка экспериментальных составов и параметров схем
3.2 Методики проведения экспериментов
3.3 Контроль основных показателей технологичности стержня
3.4 Обсуждение результатов опытных работ.
Выводы по главе 3
Глава 4. Освоение разработок в условиях действующего
производства
4.1 Промышленное опробование на стальном литье.
4.2 Промышленное опробование на чугунном литье.
4.3 Оценка ожидаемых результатов внедрения разработок в
действующее производство
Выводы по главе 4
Общие выводы
Литература


Стержни используют при производстве отливок в кокилях или песчаноглинистых формах, рисунок 1. Ве1а8е? Разработан в Великобритании в г. В США этот процесс называют фенольно-эфирным (Рйепо^ег-СоИ-Вох). Ве1аБе1-процесс применяют для изготовления стержней с несложной конфигурацией, например, для • арматурного литья или для получения стержневых форм [7]. Щелочной характер отработанных песков дает возможность применять их в качестве освежителя в потоке песчано-глинистой смеси (в тех случаях, когда имеется формовочный участок песчано-глинистой формовки). Система с продувкой газами БОг. По техническим параметрам и достигаемым преимуществам Эпокси-БОг близок к процессу с продувкой амином [8]. БО? Со1(1-Ьох-атт. Подача больших количеств отработанной и механически регенерированной стержневой смеси в поток песчано-глинистой формовочной смеси влияет отрицательно на качество бентонита. Б имеет самую плохую экологию по сравнению со всеми остальными процессами с газовой продувкой. ПДК Б - всего 5 мг/м воздуха или в 8 раз ниже, чем ПДК триэтиламина. Кроме этого, на различных стадиях технологического процесса выделяются токсичные газы: фурфуриловый спирт, СО, толуол, ксилол, комплексные органические соединения, а также бензол и фенол. Этот процесс предложила фирма Раэесо. Основная особенность этого процесса - продувка триметиламнном (ТМА), представляющим третичный амии с точкой кипения 3°С. Каталитическое отверждение с этим амином происходит практически мгновенно [9]. В данном процессе используется щелочная малотоксичная фенолоформалъдегидная смола, в качестве отвердителя — углекислый газ. Используется для изготовления стержней простой конфигурации. Позволяет получить хорошее качество поверхности литья []. Данная технология является одной из интересных альтернатив литейному производству, іде еще до сих пор изготавливают формы и стержни с применением жидкоподвижных самотвердеющих смесей. Система alphaset - связующая смола холодного отверждения, использующая технологию, разработанную и запатентованную компанией Borden Chemical. Данная двухкомнонентная система позволяет улучшить экологические условия в литейном цехе и отливать детали повышенного качества []. Система alphaset является системой «сплошного отверждения», то есть процесс отверждения происходит с одинаковой скоростью по всему объему стержня/ф ормы. Трехкомпонентная фенольно-уретановая система отверждается жидким амиловым катализатором для стального и чугунного литья (полиольно-уретановая система для алюминиевых и магниевых сплавов) []. Формирование прочности стержня начинается практически сразу после потери живучести смеси и завершается на . Связующая композиция менее чувствительна к температуре и химическому составу песка, чем кислотоотверждаемые смолы, и хорошо сочетается с кварцевыми, алюмосиликатными, цирконовыми и хромитовыми песками. ХТС. Бе^процессу является дорогостоящим, т. ГаБе1 процессом, где российские аналоги имеются и они дешевле. Ригап-процесс — это фенолофурановая смола и раствор сильной органической кислоты, позволяющий легко регулировать реакционную способность связующего []. Фурановая (фуран-кислотная) система, отверждаемая кислотными катализаторами, применяется для производства чугунного и стального литья при использовании свежего песка и регенерата. Подходит для изготовления стержней и форм, в том числе по процессу безопочной формовки. Обеспечивает высокую прочность и возможность работы на регенерированном песке. Используемые отвердители позволяют управлять скоростью отверждения в зависимости от условий. НШ-Ьох-процесс изготовления литейных стержней из песчаносмоляных смесей по горячей модельной оснастке, температура которой 0-0°С. Стержень упрочняется по мере его прогрева за счет полимеризации и поликонденсации смолы. После извлечения из стержневого ящика стержень доупрочняется за счет аккумулировавшейся теплоты [6]. Данный технологический процесс применяют в массовом производстве. Его отличительной особенностью является высокая производительность (быстрота отверждения стержней), данный способ применяется при массовом изготовлении стержней.