Деформация смоляных холоднотвердеющих смесей в процессе твердения (формообразования)

Язык труда и переводы:
УДК:
621.742
Дата публикации:
29 мая 2022, 18:56
Категория:
Литейное и сварочное производство
Авторы
Аннотация:
Рассмотрена деформация фурановой смоляной холоднотвердеющей смеси. С этой целью разработан цифровой прибор и соответствующая компьютерная программа. Разработана деформационная диаграмма смеси. Деформационная диаграмма позволяет на заводских условиях установить динамические и кинетические параметры смоляной холоднотвердеющей смеси. Выявленные математические закономерности позволяют установить необходимые параметры для смесей различной живучести.
Ключевые слова:
смесь, деформация, фуран, компьютерная программа, прочность
Основной текст труда

В работах отечественных и зарубежных ученых показано влияние на качество отливок процессов протекающих в литейной форме в период ее формирования и факторов связанных с данными процессами. Как известно, структурообразование в холоднотвердеюших смесях зависит от состоянии связующего. Структурообразование (твердение) смеси протекает при переходе связующего (синтетическая смола или жидкое стекло) из жидкого состояния в твердое (в результате ее высыхания и отверждения), что сопровождается возникновением внутренних напряжений в холоднотвердеюшей смеси, а также линейных и объемных изменений в ней.

Очевидно, что начальным периодом структурообразования и возникновения внутренних напряжений, а также линейных и объемных изменений в ХТС следует считать время выпуска смеси из смесителя и набивки литейной формы. В дальнейшем эти процессы ускоряются и идут параллельно с набором прочности в ХТС после полной набивки формы. Структуру ХТС можно представить в виде скелетной модели, состоящую из пространственного полимера связующего с включениями наполнителя. Исследованиями проведенными в ЦНИИТМАШе показаны что внутренние напряжения в ХТС распределены по пространственному скелету и сохраняются до заливки литейной формы. При заполнении формы жидким металлом внутренние напряжения реализуются в трещины и на отливках образуются просечки.

Для изучения деформации смоляных холоднотвердеюших смесей в процессе их твердения рассматривали «фуран–процесс». В отечественном литейном производстве широко применяется «фуран–процесс» с использованием фурановых смол производимых компаниями «Уралхимпласт Хюттенес Альбертус», «Интема групп», «Политег-мет», «Спектрхимикат» и т. д., отверждаемые различными кислотами, в основном используются сульфокислоты (бензосульфокислоты, толуолсульфокислоты) и ортофосфорная кислота. Фурановые смолы характеризуются также высокой регенируремостью [1–4].

Исследовали смеси с короткой живучестью (до 5 мин.), средней живучести (до 15 мин.) и повышенной живучести (до 25 мин.), в качестве наполнителя в исследованиях использовали кварцевый песок Люберецкого ГОК марки — 2К2О102.

В таблице 1 Показаны свойства смесей на фурановой смоле.

Таблица 1 Свойства ХТС на фурановой смоле
ХТС
Живучесть,
мин.
Ϭсж (через 1 час
твердения)
Ϭсж (через 3 час
твердения)
Ϭсж (через 24 час
твердения)
Фуран–процесс 141,42,13,0
Фуран–процесс 2131,02,43,5
Фуран–процесс 3220,82,83,9
Деформацию смоляных холоднотвердеюших смесей в процессе их твердения изучали с помощью разработанного цифрового прибора и компьютерной программы (рисунок 1).

Рисунок 1. Цифровой прибор для изучения деформации ХТС

Результаты исследований показаны на рисунке 2.

Рисунок 2. Деформация фурановой ХТС при твердении

Следуя рекомендациям [4] и с целью практического использования результатов исследований разработана диаграмма, отражающая зависимости основных показателей фурановой ХТС от ее живучести (рисунок 3).

Рисунок 3. Диаграмма деформации фурановой ХТС

Математическим анализом результатов проведенных исследований установлены следующие зависимости параметров фурановой ХТС от ее живучести ( \tau ):

Время съема,

 t0 = 2,6389τ + 7,5278,                                            (1)

Прочность на сжатие во время съема,

Ϭсж = 0,0142τ2 – 0,2414τ + 6,7383,                        (2)

Соотношение времени съема к живучести,

t0 /t  = 0,0047t2 – 0,202t + 5,1328,                         (3)

Деформационные показатели,

δ = 0,0007t2 – 0,0082t – 0,428.                              (4)

Литература
  1. Компания ИНТЕРМА. URL: http://intema.su/ (дата обращения: 15.04.2022).
  2. Международный технологический центр «Политег-мет». URL: http://pmet.biz/ (дата обращения: 15.04.2022).
  3. UCP Chemicals AG Австрия. URL: http://Ucp-ha.ru (дата обращения: 15.04.2022).
  4. Жуковский С.С. Прочность литейной формы. Москва, Машиностроение, 1989, 288 с.
Ваш браузер устарел и не обеспечивает полноценную и безопасную работу с сайтом.
Установите актуальную версию вашего браузера или одну из современных альтернатив.