Механические свойства песчано-смоляных смесей -
часть 2
Высокая реакционная способность
карбамидно-фурановых связующих, определяющая производительность
процесса, подтверждается результатами испытаний карбамидно-фурановых
связующих на горячую проч-ность. Как видно из рис. 72, б, смеси на смоле
КФ-90, КФ-40 и КФ-35 приобретают за время отверждения в течение 7 с при
220" С прочность при растяжении в горячем состоянии до
3 кгс/см2 и выше. Такая прочность позволяет извлекать небольшие
оболочковые стержни и формы без разрушения и деформации, так как на них
образуется твердая корка с прочностью, достаточной для того, чтобы
выдержать давление толкателей при вытяжке стержня из гнезда оснастки или
при съеме оболочки с плиты. После извлечения стержня из ящика или съема
оболочки с плиты отверждение влажной смеси в центральной части оболочки
или стержня полностью завершается на воздухе за счет остаточного тепла и
тепла экзотермической реакции, выделяемого при отверждении смолы.
Оптимальное содержание карбамидно-фурановых связующих в смеси на основе
песка 1К02Б — 2,5%, при этом максимальная прочность смесей со смолами КФ
90, КФ-40, КФ-35 составляет соответственно 8,6; 8,13; 7,55 кгс/см2.
Достигаемая во всех случаях прочность примерно на 2,5—3,0 кгс/см2 выше
прочности смеси с фенолоформальдегидной смолой ВР-1 или ПК-Ю4, а по
сравнению с прочностью смеси с карбамидной смолой К-27 выше 3,0 кгс/см2.
Зернистость песка влияет на прочность сырых смесей в отвержденном
состоянии. При одном и том же количестве связующей добавки прочность
смеси будет выше, если использован крупнозернистый песок, и наоборот,
прочность уменьшается, если использован мелкозернистый песок. В качестве
примера приводятся данные по прочности в зависимости от состава смеси на
основе смолы ВР-1.
Из данных табл. 28 видно, что изменение величины прочности в зависимости
от состава смеси характеризуется точками максимума, которые
соответствуют моменту полного покрытия поверхности всех зерен песка
пленкой смолы ВР-1.
28.
Прочность образцов на разрыв
Состав смеси
Прочность, кгс/см2,
охлажденных образцов при содержании связующего ВР-1 в смеси, %
но массе
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
Песок марки 1К02Б,
смола ВР-1
5,3
5,45
6,65
5,6
5,4
Песок марки 1К02Б и
1К01Б, смола ВР-1
.
4,7
5,0
5,0
5,2
5,05
Песок марки 1К01Б,
смола ВР-1
—
—
2,8
3,1
3,4
3,4
3,7
3,6
Глина на связующее действие синтетических смол
влияет отрицательно, так как поглощает значительную долю синтетического
связующего, снижая его полезное действие. Величина снижения прочности
формы и стержней зависит от вида используемой связующей добавки. Так,
фурановые связующие более чувствительны к глинистой добавке, нежели
фенольные типа ВР-1 или фенолоспирты (рис. 73).
Режим отверждения влияет на механические свойства смесей. Эти свойства
меняются в зависимости от вида используемой связующей добавки. Наиболее
чувствительными к изменению температуры отверждения являются карбамидные
смолы и смеси на их основе. Так, например, оптимальная температура
отверждения смеси на смоле УКС невысока и лежит в пределах 150— 200° С
(рис. 74). При дальнейшем повышении температуры наблюдается заметное
снижение прочности смеси за счет разрушения пленки связующего УКС.
Фурановые смолы менее чувствительны к повышению температуры отверждения,
что объясняется наличием в их составе фурилового спирта. Оптимальной
температурой отверждения фурановых смол является 220— 240° С (рис. 75),
при этом в целях интенсификации процесса отверждения допустимо повышение
температуры до 260° С при незначительном снижении прочности смолы.