Анализ методов улучшения жидкостекольных смесей (стр. 13 из 14)
На кинетику твердения и прочность смесей большое влияние оказывает относительная влажность (W) воздуха (рис. 27). Чем выше относительная W, тем медленнее темп нарастания прочности и ниже ее абсолютные значения. С повышением W с 30 до 90%, что соответствует дождливой сырой погоде, прочность снижается почти в 3 раза, однако это не оказывает существенного влияния на качество готовых стержней и возможность их дальнейшего использования.
Отличительной особенностью смесей со сложными эфирами является их хорошая сыпучесть из-за низкого содержания в смеси жидкой фазы. Вследствие этого смеси обладают легкой уплотняемостью, что позволяет использовать виброуплотнение взамен встряхивания, прессования, пескометной формовки и пр.
Для смесей с жидкими отвердителями характерен высокий темп нарастания прочности после окончания живучести, что имеет весьма важное значение для сокращения цикла изготовления форм и высвобождения оснастки. Извлечение моделей из затвердевшей формы можно осуществлять при достижении смесью манипуляторной прочности, величина которой для такого типа смесей <0,4 МПа. На рис. 28 .представлены соответствующие данные по кинетике нарастания прочности смесей со сложными эфирами пои различной Ж, изменяющейся в интервале 7...110 мин. Смеси приобретают манипуляторную прочность в течение времени, превышающего Ж примерно в 1,5—2 раза.
Рис. 28. Кинетика твердения смесей с различной живучестью, мин:
1—1; 2—14; 3—23; 4—38; 5—84; б—110
Смеси с жидкими отвердителями могут заменять жидкостекольные ЖСС,. ПСС, СО
- процесс, а, в ряде случаев, и ЖСС с синтетическими смолами и применяться для изготовления форм и стержней.ЖСС со сложноэфирными отвердителями и технология изготовления из них форм и стержней имеют следующие преимущества:
высокую общую и поверхностную прочность форм и стержней при пониженном содержании связующего;
улучшенную выбиваемость по сравнению с выбиваемостью известных жидкостекольных смесей;
удобство работы с жидкими отвердителями вместо порошкообразных (феррохромового шлака или нефелинового шлама);
повышение чистоты и качества , резкое сокращение дефектов и брака отливок по ужимам., пленам и песочным раковинам;
заметное снижение трудоемкости изготовления форм и стержней;
небольшую токсичность и соответствие повышенным санитарно-гигиеническим требованиям.
К недостаткам смесей со сложными эфирами можно отнести:
более высокую, чем у ЖСС с синтетическими смолами, хрупкость, что может вызывать поломки при изготовлении стержней повышенной сложности;
более трудоемкую, чем у ЖСС со смолами, выбиваемость из отливок;
пониженную водостойкость, в связи с чем рекомендуется применять преимущественно самовысыхающие противопригарные покрытия.
Смеси с АЦЭГ сопоставимы по стоимости со смесями для СО
- процесса (с учетом стоимости углекислого газа).3.2.Выбиваемость ЖСС с жидким
кремнийорганическим отвердителем.
Жидкостекольные самотвердеющие смеси с жидким кремнийорганическим отвердителем предназначены для повышения качества поверхности отливок и используются как облицовочные смеси для стержней и форм ответственных отливок различных отраслей машиностроения , а также в качестве единой смеси для особо сложных стержней в целях предотвращения образования поверхностных дефектов.
В качестве отвердителей и катализаторов твердения применяют жидкие кремнийорганические полимеры и органические мономеры. Органические мономеры вводят в ЖС перед приготовлением смеси; эта композиция может храниться в закрытой тape в течение длительного времени.
Содержание мономера и кремнийорганического полимера определяют живучесть и прочность смеси. В отличие от жидкостекольных смесей, отверждаемых сложными эфирами, для приготовления смеси с жидкими кремнийорганическими отвердителями может применяться ЖС с М=2,2...3,2, однако лучшие результаты достигаются при использовании высокомодульного стекла. Свойства смесей: живучесть Ж=5...120 мин;
через 1 ч (при Ж—60 мин) —0,1...0,2 МПа; ( 
через 24 ч — 4,5...6 МПа; осыпаемость через 24 ч—0,05%; остаточная прочность ( 
после нагрева до 800°С и охлаждения — 1 МПа. Смеси могут отверждаться с помощью СО без последующего ухудшения прочностных свойств при хранении стержней и форм.Жидкостекольные смеси с жидкими кремнийоргаиическими отвердителями позволяют получить смеси с 1...3 масс. ч. ЖС, улучшить качество поверхности и точности отливок (Rz 40 мкм. 3—4-й классы чистоты).
Рассмотрим особенности выбиваемости смесей с жидкими кремнийорганическими отвердителями[14]. На рис. 29 видна температурная зависимость
для смеси с кремнийорганическим 
Рис. 29. Зависимость жидкостекольной смеси
(3 масс. ч. ЖС, М ==2,2) на
кварцевом песке от
температуры.
твердителем (кривая 1) и для смеси с пропиленкарбонатом (кривая 2). Если в низко температурной области (Т=400... 600°С) выбиваемость обеих смесей мала, то в высокотемпературной (800...1000°С)
смесей с кремнийорганическим отвердителем в 1,5 раза меньше, а соответственно выбиваемость лучше. Таким образом, применение кремнийорганического отвердителя позволяет улучшать выбиваемость смесей главным образом в высокотемпературной области Существенное влияние на выбиваемость смесей с кремнийорганическими отвердителями оказывает количество ЖС в смеси и М. На рис. 30 видно изменение после нагрева до 8OO°C и охлаждения в зависимости от содержания ЖС в смеси. Для смеси с пропиленкарбонатом (.кривая 3) и кремнийорганическим отвердителем (кривая 2) существенное различие в выбиваемости наблюдается у смесей, содержащих>3 масс. ч. ЖС (М=2,2); у смеси с 2 масс. ч. ЖС (М=2,2) влияние отвердителя на выбиваемость смесей на кварцевом песке практически нивелируется.Зависимость
от содержания связующего существенно меняется при применении высокомодульного ЖС (М=3,1), что возможно в случае использования кремнийорганического отвердителя. С уменьшением содержания ЖС (М=2,2) с 3 до 2 масс. ч. 
снижается почти в 3 раза (кривая 1).Сопоставить результаты испытаний смеси с высокомодульным ЖС, отверждаемой пропиленкарбонатом, не представляется возможным из-за ее малой Ж.
Рис. 30. Изменение смеси в зависимости от содержания ЖС.
Для смесей с пониженным содержанием ЖС выбиваемость улучшается только в том случае, если при их приготовлении не используется ЖС с низким модулем. Применение таких смесей показало, что улучшение Ж, прочности, осыпаемости за счет снижения М жидкого стекла нивелирует эффект улучшения выбиваемости от снижения его содержания и даже может привести к ухудшению выбиваемости.
Необходимо отметить еще одну особенность выбиваемости смесей с кремнийорганическим отвердителем: для стержней из смеси на кварцевом песке с 1,5...2,0 масс. ч. ЖС продолжительность гидровыбивки оказалась такой же, как для стержней из смоляных смесей, однако при выбивке с помощью механического инструмента продолжительность удаления жидкостекольных смесей в несколько раз больше продолжительности удаления смоляных.
Смеси с ЖС и кремнийорганическим отвердителем, использующие в качестве наполнителя .хромит или хромомагнезит, отличаются рядом особенностей. Содержание ЖС в этих смесях составляет 3,5...4,5 масс. ч., что в 2—2,5 раза меньше, чем в применяемых хромитовых смесях, отверждаемых СО
. Хромитовые и хромомагнезитовые смеси с ЖС и кремнийорганическим отвердителем могут отверждаться с помощью СО без последующего ухудшения свойств при хранении стержней и форм.Работа выбивки жидкостекольных хромитовых смесей с кремнийорганическим отвердителем в 10—15 раз меньше работы выбивки хромитовых смесей с 7...10 масс. ч. ЖС. В интервале нагрева 400...1000° С работа выбивки этих смесей практически постоянная (температурные экстремумы выбивки не наблюдаются). Другой аномалией жидкостекольной хромитовой смеси с кремнийорганическим отвердителем является слабая зависимость работы выбивки от модуля ЖС в интервале 400...1000 ° С при одинаковом его содержании.