Фурановые смолы в литейном производстве
ХТС — это технология создания литейных форм и стержней на основе кварцевого песка и связующего: синтетических смол и катализаторов. ХТС позволяет производить как мелкие партии, так и крупные объёмы продукции, мелкое литьё и крупногабаритные ответственные отливки.
Виды связующих смол, применяемых в ХТС для получения форм
В технологии холодно-твердеющих смесей (ХТС) основным связующим компонентом являются синтетические смолы. От их состава зависит качество формы, прочность отливок и технологические характеристики процесса. В литейном производстве используются несколько типов смол, каждая из которых имеет свои особенности и преимущества для различных типов отливок.
1. Щелочные фенольные смолы применяются для Альфа-сет-процесса и отверждаются сложным эфиром. В их составе нет фосфорных и серных соединений, что положительно сказывается на качестве стальных отливок.
2. Смолы на полиуретановой основе используются в Пеп-сет-процессе. Работа с ними отличается хорошей управляемостью – легко получить форму нужного качества.
3. Фурановые смолы – связующие на основе фенолформальдегидных, карбамидоформальдегидных полимеров и фурфурилового спирта, используются в так называемом фуран-процессе ХТС. Для отверждения применяются кислоты. ХТС на фурановых смолах отличается высокой возможностью регенерации песка.
Виды фурановых смол, применяемых в ХТС
Получение форм методом ХТС на основе фурановых смол – самый распространённый вариант технологии ХТС в литейном производстве.
Их свойство твердеть на воздухе в присутствии катализаторов как раз и используется для получения ХТС-форм. Фурановые смолы относятся к термореактивным веществам, которые при затвердевании превращаются в твёрдый и неплавкий полимер с трёхмерной сетчатой структурой. Таким образом, при добавлении в смесь свежего песка и регенерата фурановой смолы с отвердителем, получается формовочная смесь и прочная литейная форма для стального и чугунного литья.
Фурановые смолы могут содержать от 45 до 95 % основного действующего вещества – фурфурилового спирта. Обычное содержание, подходящее для использования смол в литейном производстве – это 55 – 75 % фурфурила.
Кроме фурана, в составе смолы могут быть и другие вещества, тогда смола называется, соответственно, феноло-фурановая, карбамидо-фурановая.
Содержание азота в фурановой смоле контролируется от 0 до 8 %.
Скорость отверждения формы можно регулировать. Это достигается применением различных видов кислот – катализаторов. В качестве отвердителей для фурана используются органические и неорганические сульфокислоты.
Особенности регенерации фурановых смесей ХТС
Регенерация фурановых смесей — важный процесс, позволяющий снизить затраты на производство и минимизировать отходы. Ведь значительная часть формовочной смеси ХТС может быть использована повторно после регенерации. Это не только экономически выгодно, но и экологически оправдано.
Однако при регенерации фурановых смесей есть следующие нюансы.
1. Механическая очистка смесей не достаточна для полного удаления из отработанной смеси образовавшихся вредных примесей.
2. В частности, в регенерате присутствует повышенное содержание углерода. Это недопустимо при использовании форм ХТС для получения стальных отливок.
3. Для окончательного удаления органики, оставшейся после механической регенерации, смесь необходимо подвергнуть термическому обжигу. В результате термической регенерации выгорают остатки смол и катализатора.
4. Оценить качество регенерата можно по цвету: после механической регенерации он чёрный, после термической, в результате окончательного удаления коксовых остатков – светло-серый.
5. Однако не стоит надеяться только на визуальное впечатление, гораздо надёжнее контролировать в лаборатории показатель потерь при прокаливании (ППП).
Основное оборудование для ХТС
Для смешивания фурановых и других смесей ХТС применяются специализированные смесители. Они обеспечивают равномерное распределение компонентов, предотвращают преждевременное затвердевание и способствуют получению качественной формовочной смеси.
Типы смесителей:
- Непрерывного действия — используют для крупных производств, где необходима высокая производительность. Эти смесители работают без остановки, подавая готовую смесь в нужных объёмах.
- Периодического действия — применяются для малых и средних партий отливок. Смесь замешивается в определённых объёмах с точной дозировкой, что позволяет контролировать процесс более гибко.
Для точного дозирования смол и отвердителей применяются автоматические дозаторы. Для уплотнения готовой смеси ХТС в форме используется вибростол, на котором идёт заполнение опоки смесью, уплотнение вибрацией и подача опоки на позицию затвердевания. В современном оборудовании сила и время вибрации регулируется, и все эти этапы автоматизируются в соответствии с технологическими требованиями.
Кроме перечисленных основного оборудования, в технологии литья ХТС необходимы: манипуляторы, тележки, кантователи, выбивные решётки, сепараторы, пылеуловители и т.п.
Разобраться в том, какое оборудование необходимо для решения ваших задач, выбрать процесс ХТС, подобрать материалы и необходимые реагенты, оснастить лабораторию – вам помогут специалисты СЛТ. К нам также можно обратиться для разработки проекта цеха или завода по интересующей технологии.
Источник -