Литье по газифицируемым моделям - Шуляк B.C.
ISBN 978-5-91259-011-5
Скачать (прямая ссылка):
Температура горения, °С 560 580 780
22
Окончание табл. 2.1
Свойства пенопласта Пенопо- Пенопо- Фторопласт
листирол лиуретан ФРП-1
Негазифицируемый остаток, % 0,015 14 44
Удельное газовыделение при 105 730 600
1000 °С, см3/г
Время горения образца, с 10-20 30-40 65-110
Из данных табл. 2.1 следует, что пенополистирол в наибольшей степени удовлетворяет требованиям к пенопластам для изготовления газифицируемых моделей [3]. Однако применение обычного пенополистирола также не обеспечивало требуемого качества отливок. Опыт освоения ЛГМ позволил сформулировать перечень основных требований к материалу для газифицируемых моделей:
• при заливке формы металлом модель должна полностью газифицироваться с минимальным поглощением тепла;
• материал при низкой плотности должен обладать достаточной механической прочностью при изготовлении модели, ее транспортировке и формовке;
• материал должен обеспечить получение качественной поверхности модели при ее тепловой или механической обработке;
• модели не должны терять свои технологические, механические и теплофизические свойства при длительном хранении;
• материал для производства моделей и отливок не должен быть дорогим и токсичным.
Исследовательские работы по созданию специального модельного материала проводились в разных странах на основе улучшения свойств полистирола. В 1962 г. фирмой «BASF» (ФРГ) был получен патент под названием Exporit, который был разработан по заданию фирмы «Grunweid and Hartman». Модели из этого материала при объемной массе 15-20 кг/м3 имели качественную поверхность, достаточно высокую прочность и повышенную скорость газификации [4]. Английская фирма «Shell» первоначально поставляла полистирол для газифицируемых моделей марки Моп-topire, а затем специальный полистирол марки Stirofoom, известный как «голубой полистирол», который наряду с хорошими технологическими свойствами обладал высокой скоростью газификации при температурах заливки форм металлом и незначительным
23
коксовым остатком по сравнению с уже известными марками полистирола [7]. В ГДР фирма «VEB Chemishe Werke Buna» поставляла для литейного производства полистирол марки Polystyrol-shaum. В США для газифицируемых моделей фирма «Dow Chemical» разработала сополимер стирола и акрилонитрила взамен широко известной марки Stirofoom. Специальный полистирол для моделей поставляли фирмы Японии, Чехословакии и других стран. В настоящее время фирма «Агсо» поставляет специальный полистирол марок 271Г и 271Х, фирма «BASF» — VR 520, VR 555, VR 2555, фирма «CDF Chimia» — 25С и 35С. Все специальные марки полистирола для изготовления моделей отличаются от строительного более высоким содержанием порообразователя (до 7-9,5 %), специальными присадками, которые увеличивают скорость газификации модели под воздействием температуры заливаемого в форму металла (красители, радикалообразующие вещества и т. д.), равномерным гранулометрическим составом. Это позволяет изготавливать модели сложной конфигурации с толщиной стенок до 2 мм и объемной их плотностью 17-22 кг/м3.
В СССР для изготовления моделей первоначально применялся строительный полистирол марки ПСБ-А. В 1966 г. ВНИИПластпо-лимер (г. Ленинград) разработал специальный полистирол марки ПСВ-Л, производство которого было освоено Кусковским химкомбинатом (г. Москва), а позднее его производство было организовано на Узловском комбинате АО «Пластик» (Тульская обл.) [6].
В 1989 г. ВНИИПластполимер разработал новый литейный материал на основе полистирола трех марок: ПСВ-ГМ409, ПСВ-ГМ406 и ПСВ-ГМ404, которые прошли испытание в литейных лабораториях ВНИИТАвтопрома (г. Москва) и ВПКТИСтройдор-маша (г. Киев). Промышленное производство нового литейного полистирола было организовано на химическом комбинате в г. Шевченко (Казахстан).
Применение специальных марок полистирола для изготовления моделей значительно улучшило их качество, однако не исключило причины образования специфических дефектов на поверхности отливок из чугуна в виде раковин, заполненных коксовым остатком.
Поэтому многие фирмы продолжали работы по созданию новых полимерных материалов для моделей и улучшению уже существующих марок литейного полистирола. В Японии был получен материал для моделей, который представлял собой сополимер циклопентаноксида, циклогексаноксида и циклогептаноксида или
24
изобутиленоксида при взаимодействии с С02. Структурная формула нового материала имеет следующее строение:
НО-Ь CH— CH— о— с— о
\ / 'I
(СН2)„ о
¦CH—СН-ОН
\ /
(СН2)И
где п — 3, 4 или 5.
Сополимер на основе изобутиленоксида имеет структуру:
СН3 I
НО-ЬС—СН2— с—о
I II
СН3 О
СН3
I
-СН2— С-ОН CH,
В обеих формулах х = 300-Н350, молекулярная масса поликарбонатов 30 000-50 000. Температура стеклования 125 °С, начала деполимеризации 280 °С. Содержание порообразователя в гранулах поликарбонатов (н-пентана) 7 %. Гранулы вспенивались в атмосфере пара при нормальном давлении до объемной массы 0,03 г/см3. При повторном вспенивании их объемная масса уменьшалась до 0,016 г/см . Промышленное испытание нового материала при производстве отливок из чугуна показало отсутствие на их поверхности следов коксового остатка.
