Теория и технология литейного производства: Учебное пособие, страница 35

В начале 60-х годов были разработаны самотвердеющие смеси в жидком и пластичном состояниях на жидком стекле, отверждаю- щиеся двухкальциевым силикатом в виде феррохромового шлака и нефелинового шлама. Предложены и другие менее технологичные отвердители смесей на жидком стекле, некоторые виды цементов, шлак, кремнефтористый натрий, хлористый алюминий и др.

3-й этап. В середине 60-х годов были разработаны смеси с жидкими отвердителями — сложными эфирами, позволяющими значительно улучшить технологические свойства смесей.

В последние годы жидкостекольные смеси по праву заняли ведущее место в технологических процессах изготовления форм и стержней.

Более широкое распространение холоднотвердеющих смесей на основе жидкого стекла сдерживается в основном из-за таких присущих им недостатков, как пониженная поверхностная проч­ность стержней, затрудненная выживаемость их из отливок, а также трудная регенерируемость формовочных песков из отрабо­танных смесей. В настоящее время наибольшее распространение в литейных цехах получили жидкостекольные смеси с химическим отверждением двух типов: отверждение углекислым газом (С0₂- процесс) и самотвердеющие смеси, отверждающиеся в результате взаимодействия жидкого стекла с порошкообразными или жид­кими минеральными или органическими отвердителями (пла­стичные самотвердеющие смеси ПСС и жидкие самотвердеющие смеси ЖСС).

Структурообразование в жидком стекле включает стадии: — О — Si —О—

полимеризации мономера                     ^                 с образованием коллоид­

ных частиц; роста сферических коллоидных частиц вследствие осаждения на их отрицательно заряженной поверхности ионов мономеров; связывание коллоидных частиц сначала в разветв­ленные цепочки, затем в сетки, распространяющиеся на всю жидкую среду и уплотняющие ее в гель.

Металлфосфатные связующие. Связующее действие кис­лых фосфатов различных металлов основано на особенности строения атома, способного образовать полимерные структуры типа [(МегОщ^РгОб^-ШгО)^ и те же структуры без кристалли­зационной воды.

Металлофосфатные связующие применяются в составах хо­лоднотвердеющих смесей (ХТС) и смесей теплового отверждения. Холоднотвердеющие фосфатные связующие состоят из двух ком­понентов: оксида или гидроксида металла с основными свойства­ми и ортофосфорной кислоты. Фосфатные связующие теплового отверждения — двухкомпонентная .система, содержащая орто- фосфорную кислоту и оксид или гидроксид металла с нейтраль­ными или кислотными свойствами.

Применяются следующие фосфатные связующие связки: алюмохромфосфатная (АХФС), алюмофосфатная (АФС), магний- алюмофосфатная (МАФС), алюможелезофосфатная (АЖФС) и др.

Для повышения термостойкости противопригарных покры­тий применяется натрийалюмофосфатный связующий материал из водных растворов фосфата алюминия и едкого натра.

Для изготовления керамических форм используется алю- можелезофосфатный связующий материал.

Кремнийорганические связующие. В производстве точного литья широко применяются этилсиликаты, представляющие со­бой смесь эфира ортокремниевой кислоты (C2HsO)4Si с полисили­катами, и ацетоновый раствор кремниевой кислоты АРК-1.

В качестве связующего для противопригарных покрытий используют некоторые термостойкие кремнийорганические лаки и кремнийорганические смолы типа К-9.

Гидратационные (кристаллогидратные) связующие — это кристаллические вещества, содержащие кристаллизационную воду. К кристаллогидратным связующим относят цементы, гипсы и др. материалы. В литейном производстве используется портландцемент. Для ускорения затвердевания цементных смесей используются раз­личные ускорители твердения: поваренная соль, сернокислый и хлористый калий и добавки, снижающие щелочность среды.

Песчано-гипсовые смеси из-за невысокой термостойкости применяются только для литья цветных сплавов.

Связующие свойства смесей этого типа обусловлены способ­ностью к гидратации (присоединению свободной влаги) с образо­ванием сростков, соединяющих зерна наполнителя.