Да си припомним позабравените технологии - сърцебиндери и смеси за производство на малки партиди от малки
В бившия СССР годишното производство на отливки достига 25 милиона тона, включително 6 милиона тона в бившата Украинска ССР.
С разпадането на СССР производството на отливки намаля многократно.
В някои години тези обеми в Украйна възлизат на 700-900 хиляди тона. Няма данни за текущите обеми на производство на отливки. По предполагаема експертна оценка в сегашното време на криза годишното производство на отливки едва ли ще надхвърли 500 000 тона годишно.
Във връзка със свлачищното затваряне на заводите, бившите леярни бяха фрагментирани на много отделни секции и малки цехове с ограничени производствени обеми и използване на технологиите за формоване, съществуващи в СССР.
В Украйна има около 10 финансово богати предприятия като NKMZ CJSC, Energomashspetsstal OJSC, които могат да си позволят многомилионни разходи за закупуване на скъпи вносни технологии в Украйна.В Украйна има много малки производители на отливки с много хиляди работници, заети в тях.
Те трябва някак да оцелеят, като се има предвид, че да произвеждаш нещо не съвсем напреднало е по-добре, отколкото да не произвеждаш нищо и да чакаш манна небесна.
Единственият начин за оцеляване е използването на териториално (в рамките на Украйна) и икономически достъпни материали за леене и технологии за формоване, базирани на тях.
Акцентираме върху сърцевините, които във формата изпълняват по-важна и отговорна функция, като се заливат с метал от всички страни и образуват вътрешни кухини на отливките. При тези условия, по време на охлаждане и произтичащото от това свиване, прътът изпитва големи напрежения на натиск, което е от съществено значение.допринася за образуването на изгаряния.
Условията за работа на формата от тази гледна точка са по-благоприятни.
В Украйна действително се произвеждат следните материали, които могат да се използват като свързващи вещества:
1. Меласа. Това е едно от най-старите използвани свързващи вещества. Леярната все още нямаше течно стъкло и синтетични смоли, но имаше меласа. Използването му в леярското производство е описано в първите публикации за формовъчни материали от P. P. Berg [2, 3]. Меласата е страничен продукт от производството на захар от захарно цвекло.
Преди разпадането на СССР в Украйна имаше 200 захарни фабрики, които преработваха огромни количества захарно цвекло.
В момента броят на захарните заводи е намалял няколко пъти в сравнение с периодите преди разпадането на СССР. Съответно обемът на производството на меласа намалява. Въпреки това, дори тези количества меласа са достатъчни, за да осигурят леярната с нея.
Основната област на приложение на меласата е животновъдството, където меласата се използва като фуражна добавка.
Свързващото вещество на компонентите на меласата е захароза, описана с формулите C6H10O5 или C6H12O6, в които броят на водородните атоми е два пъти по-голям от броя на кислородните атоми.
При извличане от матерната луга на захароза, последните й порции съдържат недостатъчно количество захароза за извличане на захар от матерната луга. Този технологичен остатък се нарича меласа (или меласа).
За леярство е приложима меласа със специфично тегло 1,3 g/cm 3, която съдържа 50% сухо вещество. При изгаряне на сух остатък съдържанието на пепел в него е приблизително 10%.
Увеличаването на специфичното тегло води до увеличаване на вискозитета на меласата, което причинява технологични затруднения при нейното приложение.
Намаляването на специфичното тегло на меласата намалява нейната свързваща способност и налага въвеждането на големи дози вода в състава на сместа.
2. Второто истинско свързващо вещество за украинските леяри е нишестето, което е много голяма молекула с обща формула (С6Н10О5) n, където n е много голямо число.
Нишестето е неразтворимо в студена вода, но в гореща вода набъбва силно, образувайки паста (колоиден разтвор). С намаляване на размера на молекулата, пастата се доближава до истинския разтвор.
Пастата се образува в контакт с вода при 60-80°C. При продължително варене пастата може да се превърне в истински разтвор с намаляване на свързващата способност.
Подобряването на разтворимостта на пастата се постига чрез намаляване на размера на нейната молекула. Това може да се постигне по няколко начина: нагряване, обработка с киселина, продължително кипене. Това водоразтворимо нишесте се нарича декстрин.
Пример за превръщане на нишестето във водоразтворимо състояние е нишестето (или реагент за екструдиране на нишесте), получено чрез нагряване на нишесте до 140-160 ° C. Всичко, свързано с практическото използване на този вид нишесте в състава на формовъчни пясъци, е описано от нас в нашите публикации в Кастинг на Украйна, така че не се спираме подробно на този материал.
Най-важните свойства на декстрина са:
- добра свързваща способност;
- максимална (не по-малко от 95%) разтворимост във вода;
- оптимално съдържание на пепел (около 1%), но по-високо съдържание на пепел е напълно приемливо за леярско производство.
3. Третото свързващо ядро е закопчалка PEK (произведена от RIGAL LLC в Кременчуг).
Закопчалката PEK е аналог на използваната в автомобилната и тракторната индустрия в50-90-те години на миналия век на крепежния елемент KO (неговите аналози според техническите спецификации на производителите бяха маркирани с P, PT, 4GU, 4GUP, USK, AZMOL-USK, TOP. В момента крепежният елемент 4GUP се произвежда от Харковския завод Красни Химик.
Закопчалката PEK се използва за производството на ажурни тънкостенни пръти. Тази закопчалка не е приложима за големи пръти, поради факта, че за да се постигне необходимата якост след топлинно сушене, прътът трябва да се нагрее до 240-250°C, което е трудно постижимо при производството на големи пръти. Максималната дебелина на тялото на пръта от смеси на всички горепосочени крепежни елементи не трябва да надвишава 100 mm.
5. Петият тип свързващи вещества за ядрото е техническият лигносулфонат (наричан по-долу LST). Не се произвежда в Украйна, но установените по-рано благоприятни търговско-икономически отношения с България ни позволяват да разчитаме на този материал като на много реално основно свързващо вещество. В Украйна прахообразна разновидност на LSTP под марката LSTP се продава от редица дилъри.
6. Обещаващо за колела е произвежданото от нас свързващо вещество LM за производство на ажурни тънкостенни термосушилни пръти.
Шестте разновидности на горните свързващи вещества са доста обширна и солидна основа за изграждане на технологии за производство на пръти, без да се прибягва до вноса на съвременни скъпи технологии и свързани с тях материали.
Нека направим резервация предварително, че сърцевините на базата на някои от горните свързващи вещества могат да отделят повече вредни вещества по време на термично разграждане, отколкото CTS на базата на вносни фуранови смоли, но ограниченият обхват на тези свързващи вещества повече от компенсира техния гореспоменат недостатък.
За заинтересованите предприятия няма да е трудно да намерят информация за контакт чрез ИНТЕРНЕТ.подробности за доставчиците на горните свързващи вещества.
За да завършим представата за технологичните възможности на смесите на базата на горните свързващи вещества * по-долу, представяме някои от нюансите на практическото използване на основни смеси, базирани на тях, като посочваме целта (област на приложение), състава, характеристиките на сушене и оцветяване.
СЪРЦЕВИ СМЕСИ МЕЛАСА
Като се има предвид важната роля на сърцевината при формирането на правилното качество на отливката, сърцевините трябва да се приготвят върху пресни пясъци без добавяне на отработени смеси.
Меласата и декстринът са един и същи тип водоразтворими свързващи вещества. От гледна точка на предназначението и технологията на производство и сушене на пръчките тези смеси също са еднотипни.
Меласата и декстринът се комбинират добре помежду си, както и с много известни свързващи вещества. Оформлението на специфични състави от смеси с известни характеристики на пясъци и глини не е трудно.
Обхватът на меласата е предимно малки пръти за некритични цели и доста големи пръти с прост дизайн, главно за леене на желязо и цветни метали. Използването на тези свързващи вещества е икономически изгодно, особено меласата, която е около 4-5 пъти по-евтина от LSTP.
Според класификацията на Lyass A.M. меласата принадлежи към група III с най-ниска специфична сила Rsp 2,% [4]. Това се дължи на използването на меласа за неотговорни пръчки.
СМЕСИ НА БАЗАТА НА ДЕКСТРИН
Следните материали се използват в съставите на сърцевини на базата на свързващо вещество от декстрин:
- кварцов пясък с индекс на зърно 016 - 02;
- Часовоярски постно пясък клас 3T2O3CH016 съгласно TU U 322-294-00191773-6998;
- малки добавки (до 0,8%) на хидрофобно свързващо вещество(PEC, KO, USK, 4GU-P или всяка друга) за подобряване на течливостта на сместа, като се има предвид, че всички основни смеси са
* Забележка: в тази статия използваме няколко термина: свързващо вещество, свързващо вещество, синтетична смола. Тези термини имат исторически произход. Най-приемливият и обобщаващ термин все още е думата "биндер".
свързващата основа от декстринова меласа, LST имат ниска течливост и следователно уплътнените пръти са силно порести, гъбести.
Съдържанието на декстрин в такива смеси е приблизително 2,5% от теглото на пясъците и бентонита.
Трябва да се отбележи, че недостатъкът на сърцевините на базата на меласа и декстрин е тяхната ниска устойчивост на топлина, поради факта, че и меласата, и декстринът са образувани от къси въглеродни вериги, които лесно се разрушават при нагряване, за разлика от други свързващи вещества, образувани от бензенови или фуранови пръстени, които са трудни за разрушаване при нагряване.
Формите със сърца при производството на малки отливки се изливат за кратки периоди от време, не повече от 20-30 s. Изливането на форми при производството на големи отливки се изчислява за минути. Колкото по-дълго се излива формата, толкова повече тя е подложена на термична деструкция с вероятно изгаряне и образуване на редица дефекти.
Според класификацията на Lyass A.M. декстринът заема място във втора група. Неговата Rud е между 3 и 5 kg/cm 2 .%. Въз основа на гореизложеното по отношение на обхвата на декстрина като свързващо вещество на сърцевината може да се каже следното: производството на сърцевини от класове II и III, при условие че към сместа се добавят малки количества (0,5 - 0,8%) хидрофобни свързващи вещества като PEK, UGU-P, KO и др.. Без тези добавки смесите с декстрин са подходящи за производството на пръчки с ниска отговорност.само IV и V клас.
Предупреждението ни за ниската топлоустойчивост на водоразтворимите свързващи вещества, по-специално на меласата, не трябва да се приема като вид табу. В тази връзка ви напомняме, че в съветско време Millerovsky GOK произвеждаше графитно-бентонитова паста GB на поток като свързващо вещество, използвайки която в СССР бяха произведени дебелостенни чугунени отливки с единична маса от 30 тона или повече.
Смесите на базата на тези свързващи вещества, в допълнение към самото свързващо вещество, съдържат кварцов пясък, бентонит на прах, LSTZh.
Съдържанието на свързващото вещество и LSTZh е приблизително 3,0 - 3,5% всяко с добавяне на бентонит в количество от 3 - 4% от теглото на партидата.
Пръти с висока якост от класове I и II според класификацията на Lyass A.M. са направени от смеси на базата на тези крепежни елементи.
Пръчките на базата на тези свързващи вещества се сушат при температури от 220 до 270°C.
ОСНОВНИ СМЕСИ БАЗИРАНИ НА LST
По отношение на устойчивост на топлина, LST заема празнина между меласа и декстрин, от една страна, и хидрофобни свързващи вещества като PEK, KO, UPU-P, от друга.
Качеството на прътите е по-добро, ако се използват кварцови и постни пясъци заедно с добавяне на малки количества (0,8%) свързващи вещества PEK, KO, UGU-P, които освен че повишават устойчивостта на топлина, подобряват и течливостта на сърцевината. Без тези добавки сместа на сърцевината се оказва вискозна, гумена, слабо уплътнена, което придава на сърцевината порьозност и гъбестост.
ПРЪТОВИЧНИ СМЕСИ НА БАЗА НА LM
Binder LM - модифициран LSTZH. Произвежда се от предприятието Формовъчни материали на Украйна.
Основната смес се състои от 97 - 96% кварцов пясък, 3 - 4% бентонит на прах и 4 - 5% LM.
LM не се сгъстява и не замръзва при -15°C, постоянное в техническо състояние. Може да се използва и в комбинация с PEK, KO, 4GU-P.
СМЕСИ ЗА ПРЪТКИ ОТ СИНТЕТИЧНА СМОЛА
Сърцевините на базата на синтетични смоли, произведени от Molding Resins of Ukraine LLC, са подходящи за производството на всички видове отливки от стомана, чугун и цветни сплави.
Не се спираме подробно на тази технология, като имаме предвид, че във всеки конкретен случай ще можем да окажем консултативна и друга помощ на предприятие, което няма опит в използването й.
ОЦВЕТЯВАНЕ И ПОДСУШАВАНЕ НА ПРЪТИТЕ
Всички пръчки, независимо от предназначението им, подлежат на оцветяване. Използването на небоядисани сърцевини е много рядко явление в леярната. Пръчките могат да се боядисват както преди, така и след изсушаване. Информация за незалепващи бои можете да намерите на нашия уебсайт www.knpp-fmu.com в ИНТЕРНЕТ.
Всички пръчки, с изключение на пръчките от XTS, подлежат на топлинно сушене:
при 160 - 180 ° C - за водни свързващи вещества (меласа, декстрин, LSTZH);
при 220 - 270 ° C - за хидрофобни свързващи вещества (PEC, KO, 4GU P).
Продължителността на съхненето в зависимост от масата и дебелината на стената е от 2 до 6 часа.
С публикуването на тази статия се надяваме да предоставим практическа помощ предимно на малки и средни предприятия, които нямат достатъчно опит в леярските технологии и финансови възможности за закупуване на скъпи чуждестранни технологии и оборудване.