Понятие о методах испытаний связующих в литейном
производстве
Синтетические связующие перед отправкой потребителю контролируются по
ряду показателей. Важнейшими из них являются: определение подвижности,
тонкости измельчения, вязкости, скорости отверждения, концентрации
водородных ионов (pH) и др. Проверяемые свойства и методы испытаний
зависят от вида связующего. Так, например, связующее ПК-104 для сухих
песчано-смоляных смесей контролируются по следующим показателям.
Подвижность. В соответствии с ГОСТ 13507-68 основным физико-химическим
методом контроля связующего ПК-104 является определение подвижности его
расплава. Величина подвижности зависит от физико-химических свойств
смолы и температуры ее нагрева. Поэтому данный показатель способен
давать сравнительную оценку вязкотекучих свойств различных партий
связуюшего ПК-104 и тем самым характеризовать технологическое поведение
их (отслаивание и сползание песчаносмоляной смеси) в процессе
изготовления оболочковых форм и стержней.
Для оценки показателя подвижности применяют прибор конструкции НИИПМ и
ЗИЛ (рис. 56), который состоит из верхней J и нижней 2 стальных полуформ,
двух электрических элементов нагрева 3 патронного типа, пуансона 4
(массой 260±1 г), направляющего устройства 5 для пуансона и средств
регулирования температуры нагрева полуформ. Верхняя полуформа имеет
сообщающиеся отверстия: вертикальное 6 (020±0,5 мм)
и горизонтально полукруглое 7 (R 2,5+0,05 мм). Температура нагрева формы
фиксируется термометром с ценой деления 1° С, который вставляется в
отверстие 8, предусмотренное в верхней полуформе.
Рис. 56. Схема прибора для определения
подвижности связующего ПК-104
Для определения подвижности Г1К-104 взвешивают в бюксе 3+0,1 г
испытуемого связующего, предварительно высушенного в эксикаторе над
хлористым кальцием. Вынимают из прибора пуансон 4 и включают нагрев. При
нагреве прибора до 125— 130е С нагреватели выключают и наблюдают за
дальнейшим изменением температуры. Когда температура прибора снизится
до-140+1° С, после ее подъема за счет тепловой инерции, в отверстие 6
через специальную воронку быстро высыпают из бюкса навеску связующего
ПК-Ю4, затем в это же отверстие через направляющее устройство опускают
без усилия холодный пуансон. Расплавленное связующее ПК-104 перетекает
из вертикального отверстия 6 в горизонтальный канал 7, заполняя его на
ту или иную длину в зависимости от исходных физико-химических свойств
испытуемой смолы. После охлаждения прибора до 100— 80° С разнимают его
полуформы и определяют длину смоляной стрелы 5 в миллиметрах линейкой.
Величина подвижности связующего ПК-104 должна укладываться в пределах
40—90 мм.
Тонкость измельчения смолы № 104 с уротропином
определяют по ГОСТ 13507—68. Для определения степени измельчения
взвешивают 40±0,1 г связующего ПК-104 и просеивают через сито №01 (ГОСТ
3584—73). Остаток переносят на гладкую бумагу и взвешивают. Остаток X на
сите после просева в процентах определяют по формуле
Жидкие связующие контролируют по ряду показателей,
к числу которых относятся вязкость, сухой остаток, концентрация
водородных ионов (pH) и др.
Вязкость является показателем, который характеризует изменение свойств
связующего при хранении, а также распределение связующего по поверхности
зерен песка при перемешивании смеси. В зависимости от исходной вязкости
связующего применяют вискозиметры ВЗ-1 или ВЗ-4, которые представляют
собой цилиндрический сосуд, переходящий в конус с калиброванным
отверстием. С помощью этих приборов определяют время (в с) истечения
через калиброванное отверстие определенного объема испытуемого
связующего материала.
Сухой остаток определяют путем нагревания при 105°С навески связующего
до постоянного веса.
Концентрацию водородных ионов определяют при
синтезе связующих, а также при подборе вида катализатора и его
количества для отверждения смолы. Концентрация водородных ионов (pH)
может быть определена электролитическим и калориметрическим способами.
Электролитический способ отличается точностью, но требует относительно
сложной аппаратуры. Калориметрические методы менее точны, но просты и
нашли широкое применение.
Наиболее распространенным является метод Михаэлиса, основанный на
изменении окраски индикаторов в зависимости от pH раствора. Сравнивая
цвет испытуемой жидкости с индикатором и стандартным растворителем
калориметрической шкалы, определяют pH.
Скорость отверждения определяют с целью получения ориентировочных
данных, характеризующих реакционную способность испытываемых связующих.
Для определения скорости отверждения навеску (от
0,5 до
2 г) связующего (если необходимо, предварительно смешанную с
катализатором) наносят на нагретую до 150° С металлическую поверхность
электрической плитки и наблюдают за отверждением связующего в процессе
нагревания. Скоростью отверждения считают время, необходимое для
превращения смолы в неплавкое состояние.