Советы заводскоиу технологу. Попилов


37750751615440003543300264541000

ТЕХНОЛОГУ
JfП-Я* ПОПИЛОВ
СОВЕТЫ
ЗАВОДСКОМУ
ТЕХНОЛОГУ
СПРАВОЧНОЕ ПОСОБИЕ
ЛЕНИЗДАТ -1975
6П54
mi
Справочное пособие содержит несколько тысяч рецептов составов технологического назначения из числа применяемых на каждом промышленном предприятии при выполнении разнообразных операций (очистка, нанесение металлопокрытий, пайка, закалка, термохимическая обработка, литье, обработка давлением, электрохимическая обработка, чистовая отделка поверхностей, защита от коррозии и т. д.). Во многих случаях рецепты сопровождаются данными о режимах их применения и свойствах исходных материалов.
Собранные в книге воедино многочисленные рецептурные сведения почти по всем видам технологии обработки материалов, рассеянные по большому числу источников, иногда труднодоступных, значительно облегчат технологам и другим специалистам выбор оптимальных для конкретных условий составов, что может способствовать повышению эффективности многих технологических операций.
Книга предназначена для технологов, работников заводских лабораторий и специалистов отделов материально-технического снабжения промышленных предприятий различных профилей. Она может быть также весьма полезна рационализаторам, изобретателям, преподавателям профтехучилищ и других технических учебных заведений.
30102—303М171 (03)—75
90—75
© Лениздат, 1975 г.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Повседневная практическая деятельность технических руководителей производства в любой области промышленности — работников технологических отделов и служб, руководителей и специалистов общезаводских и цеховых лабораторий, начальников цехов и участков, мастеров и многих других инженерно-технических работников и новаторов производства независимо от области промышленности, в которой они заняты, — заключается в поиске оптимальных технологических решений и нахождении конкретных ответов на бесчисленное множество вопросов, ежечасно возникающих в практической деятельности цеха, участка, лаборатории, технического отдела.
Несмотря на чрезвычайное разнообразие возникающих вопросов, в первом приближении их содержание может быть сведено к нескольким общим группам, основными среди которых являются:
вопросы организации производства; вопросы проектирования технологии и выбора оборудования;
вопросы выбора рациональных материалов технологического назначения.
Первые две группы вопросов, хотя и являются важнейшими для производства, разрешаются относительно просто благодаря наличию множества прототипов и с помощью знаний и опыта решающего их персонала, а также небольшого числа литературных источников.
Сравнительно несложно решается и значительная часть вопросов третьей группы, связанных с выбором и применением готовых материалов или полуфабрикатов, выпускаемых промышленностью, нормированных ГОСТами или ОСТами либо техническими условиями и обладающих постоянством состава и свойств, как, например, углеродистая сталь или серная кислота.
Значительно более трудоемким и сложным, как свидетельствует повседневная производственная практика, является разыскание сведений о свойствах, рецептах, особенностях приготовления и применения сложносоставных веществ и материалов, которые редко поставляются в готовом виде.
Примерами таких широко применяемых составов и продуктов могут служить: растворы для очистки, мойки, обезжиривания; электролиты для гальванического нанесения металлопокрытий; смазочно-охлаждающие жидкости для резания и обработки давлением; клеевые и герметизирующие композиции! составы, используемые в литейно-фор
мовочной технологии; смеси для термохимической обработки; полировально-шлифовальные смеси, припои и множество других.
Как правило, большинство подобных составов приготовляется непосредственно иа месте потребления, и свойства и качество готового продукта во многом зависят от правильного выбора соотношений исходных веществ и приготовления. Однако и в тех случаях, когда тот или иной продукт поставляется в готовом виде, потребителю полезно знать составы этих веществ для сознательного выбора и применения.
В то же время поиск в литературных источниках и сбор необходимых сведений о свойствах таких составов чрезвычайно трудоемок и затруднителен, и практически для большинства производственников почти невозможен.
Изложенное выше обосновывает целесообразность и желательность создания практических справочных пособий, содержащих в сводном виде некоторый минимум сведений, пользуясь которыми можно получить необходимую отправную информацию, в частности основные данные о составе, не производя длительных и сложных поисков.
Предлагаемая вниманию читателей книга является первой попыткой создать подобное справочное пособие. В ней собрано несколько тысяч рецептов различных составов, находящих применение в повседневном обиходе всех отраслей производства, связанных с обработкой материалов, и в основном приготовляемых непосредственно на предприятии.
Следует заметить, что наиболее трудной и, безусловно, не разрешенной до конца задачей, стоявшей перед автором, являлась выработка оптимальных критериев отбора и классификации данных из практически неисчерпаемого обилия сведений, предоставляемых технической периодикой и патентной литературой, а также определение круга освещаемых вопросов с точки зрения их актуальности для читателя.
Автору представилось наиболее целесообразным ограничить круг рассматриваемых вопросов основными технологическими процессами, осуществляемыми в любом металлообрабатывающем производстве на пути превращения исходной заготовки в готовое изделие. Этим определилось содержание отдельных глав и последовательность их расположения, соответствующая следующим основным разделам производства: литейное производство (включая модельное и формовочное дело) — главы I, II, III; обра
3
ботка металлов резанием и обработка металлов давлением (холодная и горячая) — глава IV; размерная химическая и электрохимическая обработка — глава V; термическая и термохимическая обработка — главы VI, VII; сварка и пайка металлов — главы VIII, IX; склеивание, уплотнение, герметизация — главы X, XI; чистовая механическая и химико-механическая обработка— глава XII; очистка поверхностей заготовок и изделий от загрязнений — глава XIII; химическая и электрохимическая обработка — глава XIV; химическое нанесение покрытий — глава XV; операции с использованием охлаждающих составов — глава XVI; гальваническое ианесеиие металлопокрытий— глава XVII. Завершающие операции цикла изготовления машин — маркировка, окраска, контроль качества, консервация — в дайной книге не нашли отражения, так как объем сведений о них чрезвычайно обширен и они требуют отдельного рассмотрения.
Также, учитывая их многовариантность, почти не приводятся данные о режимах работы и параметрах технологических процессов, за исключением тех случаев, когда значения этих параметров носят критический характер либо малоизвестны. Читателю даются, одиако, необходимые библиографические указания на основные литературные источники по этим вопросам.
Полагая, что пользование материалами справочного пособия может значительно облегчить технологам выбор оптимальных составов и будет способствовать повышению эффективности и интенсификации многих технологических операций, автор считает, однако, необходимым предпослать изложению несколько замечаний.
Прёжде всего — то, что пособие носит не технологический, а рецептурный характер, и его содержание рассчитано преимущественно на использование лицами, уже знакомыми с основами той или иной области технологии, к которой относятся соответствующие главы. Так, например, рецепты формовочных и стержневых смесей, противопригарных красок или кОкильиых обмазок приводятся в расчете на то, что ими воспользуется в первую очередь литейщик, хорошо знающий назначение подобных составов, практику их применения и основные приемы изготовления.
Точно так же рецепты электролитов для гальванопокрытий, растворов для травления и т. п. приводятся в расчете на их первоочередное использование опытным гальваником или химиком-технологом.
Аналогичные замечания относятся в равной мере ко всем главам.
Вместе с тем сказанное выше не исключает возможности пользования приводимыми данными другими лицами и для других целей, например для определения номенклатуры или расхода материалов для той или иной операции; сопоставления уровня применяемой на данном предприятии технологии с рекомендуемой; расширения кругозора в
области современного материаловедения и т. д.
Следует указать также, что во многих разделах справочного пособия приводится ряд вариантов составов одинакового назначения (например, составы формовочных смесей, составы электролитов для нанесения покрытий и др.). Это обусловлено, с одной стороны, стремлением облегчить выбор рецепта, учитывающего наличие тех или иных исходных материалов, с другой — тем, что применимость того или иного состава определяется не только соотношением его компонентов, ио и многими другими факторами местного значения, учет которых в общем виде невозможен.
В числе замечаний общего характера следует также упомянуть о необходимости внимательного отношения к рецептурным данным при их воспроизведении, с точки зрения точного соблюдения количественных соотношений. Отклонения в пределах нескольких процентов от приводимых величин, как правило, ие имеют значения в составах, изготовляемых на материалах технической чистоты («технический продукт» по ГОСТу), и вполне допустимы, кроме особо оговариваемых случаев.
Однако источником ошибок может явиться применение исходных материалов без учета наличия в них связанной или гигроскопической воды вместо безводных или сухих, предусмотренных рецептурной прописью (и наоборот), либо применение исходных материалов одноименного названия, ио без учета указаний иа их качество по ГОСТу или ТУ (например, параксилол вместо ортоксилола или ферросилиций-45 вместо ферросилиция-75 и т. п.). Постоянное внимание должно быть также обращено на правильность часто проводящихся при воспроизведении рецептурных прописей пересчетов из величин массы или веса в объемные величины, и наоборот.
Для удобства читателей, желающих расширить объем своих знаний по интересующим их вопросам, в конце каждой главы указаны классификационные индексы МКИ (Международной классификации изобретений) и УДК (Универсальной десятичной классификации). Пользование индексами МКИ помогает разысканию интересующих читателя сведений по конкретному вопросу в патентной литературе, в частности в официальном бюллетене «Открытия, изобретения, промышленные образцы», а индексы УДК определяют местонахождение литературных источников при обращении в библиотеку и облегчают их получение.
Учитывая все возможное несовершенство данной книги, автор все же надеется, что и в настоящем виде она явится полезным пособием для широкого круга заводских технологов и других работников производственных предприятий.
При подборе материалов и подготовке рукописи к изданию большую помощь автору оказала канд. техн. наук Э. П. Лисовская, которой автор приносит свою глубокую благодарность.
ОБОЗНАЧЕНИЯ
УСЛОВНЫЕ
(В скобках [ ] — названия и номеранекоторых ГОСТов,содержащих определениетермина и методы измерения
применительно к различным материалам)
А—зольность (содержание золы в остатке после сгорания) в %.
(Зольность: битумы — ГОСТ 11512—65; нефтепродукты — ГОСТ 1461—59; пластмассы — ГОСТ 15973—70;14042—68;
кокс — ГОСТ 5889—67; пеки — ГОСТ 7846—73;угли активные — ГОСТ
12596—67; нитроцеллюлоза — ГОСТ 5768—51; целлюлозы — ГОСТ 6842—54; бумага — ГОСТ 7629—66.]
°н — удельная ударная . вязкость в кгс-см/см2; Дж/см2; Дж/м2.
[Пластмассы — ГОСТ 4647—69; 14235—69; металлы при нормальной температуре— ГОСТ 9454—60; при пониженной температуре — ГОСТ 9455—60; при повышенной температуре — ГОСТ 9456—60; ситаллы и стекло (до 900° С) — ГОСТ 11067—64; древесина слоистая клееная — ГОСТ 9626—61.]
D — плотность тока (общее обозначение) в А/см2; А/дм2; А/м2.
Dа — плотность тока на аиоде (анодная плотность).
DK — плотность тока на катоде (катодная плотность).
Е—модуль нормальной упругости (модуль Юнга).
[Пластмассы — ГОСТ11262—68;ГОСТ
9550—71; стекло и ситаллы — ГОСТ 9900—61; древесина — ГОСТ 16483—73.] Ей—модуль упругости при изгибе. [Древесина слоистая клееная — ГОСТ 9625—72.]
Ер—модуль упругости при растяжении. [Древесина прессованная — ГОСТ 9622—72;
древесина слоистая — ГОСТ 9623—72.] Есдв — модуль упругости при сдвиге.
Есж — модуль упругости при сжатии. [Древесина прессованная — ГОСТ 9623—72.] Н—твердость (общее обозначение). [Прессованная древесина — ГОСТ 13338—67; слоистая клееная древесина — ГОСТ 9627—61;лаки и краски — ГОСТ
5233—67; резина — ГОСТ 263—53 (твердомер ТМ-2); резина — ГОСТ 253—53 (твердомер ТШМ-2); ГОСТ 13331—67 (международные единицы); губчатые материалы — ГОСТ 11139—65; лакокрасочные покрытия древесины — ГОСТ 16838—71; древесина — ГОСТ 16483.17— 72]
НВ — твердость по Брииелю в кгс/мм2.
[Пластмассы — ГОСТ 4670—67, ГОСТ 13323—67; металлы —ГОСТ 9012—59.] HRC — твердость по Роквеллу — шкала С (в условных единицах).
[Металлы — ГОСТ 9013—59.]
Квл — газопроницаемость влажной (сырой) смеси (в условных единицах). Ксух — газопроницаемость сухой смеси (в условных единицах).
М — модуль (общее обозначение). pH — показатель (логарифм) концентрации водородных ионов (—lg Н+); „кислотность*.
[Определение pH целлюлозы, бумаги — ГОСТ 12523—67; pH-метрические буферные растворы — ГОСТ 17227—71.]
S— площадь (общее обозначение) в мы2, см2, дм2, м2.
Sa — площадь аиода.
SK—площадь катода.
Т — температура в К (общее обозначение).
t—температура в °С (общее обозначение).
tBпс — температура вязкопластичиого состояния в °С.
tBcn — температура вспышки в °С. [Нефтепродукты — ГОСТ 4333—48 (открытый тигель); 6356—52 (закрытый тигель) ; пластмассы (горючесть) — ГОСТ 17088—71.]
*заст — температура застывания. [Нефтепродукты — ГОСТ 1533—42; ГОСТ 8513—57.]
4ип — температура кипения в °С.
/кп— температура каплепадения в °С. [Нефтепродукты — ГОСТ 6793—53; смолы ФФ — ГОСТ 16388—70.]
/пл — температура плавления в ° С. [Нефтепродукты — ГОСТ 4255—48.]
/раб — температура рабочая в °С.
/рзм — температура размягчения в °С. [Битумы —ГОСТ 11506—73; пек —ГОСТ 9950—73; огнеупоры — ГОСТ 4070—48; 4069—69; пластмассы—ГОСТ 15065—69 Тв —по Вика; ГОСТ 15089—69 Тм— по Мартенсу.]
U — напряжение (общее обозначение) в В. (7Пр — пробивное напряжение в кВ/мм, В/м.
UB — напряжение на электродах в В,
V — скорость (общее обозначение) в м/с, см/с, м/мии.
Кос —скорость осаждения (Например, металла при металлопокрытии) в мкм/мии, мкм/ч, мм/ч.
W — влажность, общее обозначение. [Древесина — ГОСТ 16483.7—71; пластмассы — ГОСТ11736—68(содержание
5
воды); ГОСТ 4650—73 (водопоглоще- иие); кокс — ГОСТ 5807—70.]
Wt—водопоглощение за время t в %, г/м2.
[Пластмассы — ГОСТ 4650—73; древесина — ГОСТ 13337—67;16483.26—72;
16483.19—72; реактивы — ГОСТ 14870—
]
толщина (глубина)—общее обозначение в мкм, мм. см.
[Толщина лаковых покрытий древесины — ГОСТ 14644—69; 13639—68; определение толщины пленок пластмасс — ГОСТ 17035—71.]
— относительное удлинение при растяжении в %.
[Пластмассы — ГОСТ 11262—68; металлы — ГОСТ 1497—73; ГОСТ 9651—73 (при повышенной температуре) — ГОСТ 11150—65 (при пониженной); резина — ГОСТ 268—53.]
8Э — ыежэлектродиый зазор.
А/ — относительное изменение длины, например линейная усадка при затвердевании в %, мкм/м. мм/м и т. д. [Огнеупоры (линейная усадка или рост) — ГОСТ 5402—62.]
At—температурные пределы применения материала в 4 С.
, j — вязкость динамическая в П. сП, Па-с. кгс-с/м2; в скобках—температура.
[Нефтепродукты — ГОСТ 6258—52; лаки бакелитовые — ГОСТ 901—71; масла — ГОСТ 1929—51; битумы —ГОСТ 11502—65; ГОСТ 11503—65.]
a— анодный выход по току в %. т]к— катодный выход по току в %. v— вязкость кинематическая—отношение динамической вязкости к плотности среды в Ст, сСт. м2/с.
[Нефтепродукты — ГОСТ33—66; ГОСТ
7163—63; смазки —ГОСТ 9127—59.] р — плотность—отношение массы однородного тела к его объему в кг/м3, г/см3. [Пластмассы — ГОСТ 15139—69; огнеупоры—ГОСТ 2211—65; нефтепродукты — ГОСТ 3900—47; древесина — ГОСТ
70; краски —ГОСТ 6590—53; кокс — ГОСТ 10220—62; резина — ГОСТ 267—73; взрывчатые вещества — ГОСТ 14839.18—69; тяжелый бетон — ГОСТ 12730—67.]
Роб — объемная масса (вес)—средняя плотность неоднородного тела.
ПРИНЯТЫЕ
% вес. — процентов по массе, при дозировании взвешиванием % об. — процентов по объему ВЗ-4 — тип стандартного прибора (воронки) для определения вязкости с соплом 0 4 мм (ГОСТ 8420-74) вес. ч — частей по массе при дозировании взвешиванием
моль — количество вещества в граммах, численно равное его молекулярной массе
[Пластмассы (кажущаяся плотность) — ГОСТ 409—68; насыпная плотность — ГОСТ 11035—64; сорбенты (насыпная плотность)—ГОСТ 16190—70; огнеупоры (кажущаяся плотность) — ГОСТ 2409—67; целлюлоза (объемный вес) — ГОСТ 11720—66.]
с — напряжение механическое (общее обозначение) в кгс/мм2, кгс/см2; Па, Н/м2. [Машины и приборы для испытаний — ГОСТ 14766—69; пластмассы — механические испытания — ГОСТ 14359—69; бетон — методы испытаний — ГОСТ 4800—59, бетон тяжелый — ГОСТ 10180—67; бумага — ГОСТ 7497—55; картон — ГОСТ 7627—55.] ав—предел прочности прирастяжении
(прочность на разрыв).
[Металлы — ГОСТ 1497—73;9651—73;
11150—65; пластмассы — ГОСТ 11262— 68; резина — ГОСТ 270—64; древесина — ГОСТ 16483.23—73; губчатая резина— ГОСТ 11721—66;латексные
пленки — ГОСТ 12580—67.]
°всух — прочность на разрыв сухой формовочной смеси.
сизг — предел прочности при изгибе (прочность на изгиб).
[Металлы — ГОСТ 14019—68; древесина — ГОСТ 16483.3—70; пластмассы—ГОСТ 4648—71; эбонит —ГОСТ 255—41.]
°отр — сопротивление отрыву.
[Клеевые соединения — ГОСТ14760—69;
ГОСТ 15867—70.1
ссдв — предел прочности при сдвиге (прочность на сдвиг).
[Клеевые соединения — ГОСТ 14759—69.] аеж— предел прочности при сжатии (прочность иа сжатие).
[Пластмассы — ГОСТ 4651—68; резина — ГОСТ 265—66; 266—67; огнеупоры — ГОСТ4071—69; древесина — ГОСТ
16483.11—72.]
°сж вл — прочность иа сжатие влажной (сырой) формовочной смеси.
Се» сух — прочность иа сжатие сухой формовочной смеси.
т— длительность (общее обозначение) в с, мин, ч.
у( ) — знак шероховатости (чистоты) поверхности, где скобки — номер класса, например V 8, по ГОСТ 2789—73.
[Металлы — ГОСТ 2789—73; древесина (изделия) — ГОСТ 15612—70.]
ОКРАЩЕНИЯ
моль/л — количество молей данного вещества в литре жидкости (состава или воды)
МКК — межкристаллитнаякоррозия
(ГОСТ 6032—58)
ПАВ — поверхиостно-активные вещества СЖК — синтетические жирные кислоты ЖСС — жидкостекольиая смесь. Примечание. Сокращения, относящиеся к материалам лишь одной главы, приводятся в тексте соответствующей главы.
ГЛАВА I
СОСТАВЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В МОДЕЛЬНОМ ДЕЛЕИзготовление деталей и изделий отливкой из расплавов — один из наиболее распространенных в промышленности технологических процессов — основа литейного производства. Существенным элементом литейной технологии является создание модели будущего изделия, по которой изготовляют форму, подлежащую заливке расплавленным металлом.
Изготовление литейных моделей — модельное дело — обширный раздел технологии литейного производства, имеющий свои приемы выполнения операций, свои особенности и использующий большое разнообразие материалов в различных сочетаниях.
В этой главе приводятся некоторые сведения о составах и свойствах разнообразных, преимущественно новых, композиций, применяемых в модельном деле для изготовления различных видов модельной оснастки (моделей, стержневых ящиков и др.).
Приводимые рецепты представляют лишь небольшую часть составов, имеющих практическое применение. Различные варианты возможных композиций вместо одной-двух рекомендуемых даются для того, чтобы технолог, мастер или исследователь, работающие в области модельного дела и знакомые с его основами, имели достаточный материал для выбора и отправные данные для самостоятельной разработки оптимальных составов применительно к конкретным условиям.
Собранные здесь сведения могут в определенных условиях служить также полезным справочным материалом при оперативном решении разнообразных технологических задач или при постановке опытноисследовательских работ, избавляя специалистов от необходимости разыскания нужных сведений, разбросанных в большом числе источников.
Изготовление деталей (изделий) отливкой всегда требует наличия формы, представляющей собой точную обратную (негативную) копию будущего изделия. В свою очередь для получения формы необходимо иметь нрямую копию будущей детали, называемую моделью. В редких случаях роль модели может выполнять готовая деталь (изделие), если оиа уже имеется.
• В зависимости от материала, из которого готовят модель, и способа ее использования различают модели постоянные (многократные), используемые до естественного износа, и модели разовые (однократные), удаляемые из формы перед заливкой металла (выплавляемые, растворяемые) либо уничтожаемые в процессе заливки формы расплавленным металлом (газифицируемые).
Постоянные (многократные) модели изготовляют из древесины, металлов, пластических масс. Технология их изготовления («модельное дело») хорошо изучена и подробно освещена в литературе. Здесь приводится лишь краткий перечень некоторых (новых) модельных составов на основе синтетических смол, которые находят все более широкое применение в литейном деле при изготовлении постоянных моделей.
СОСТАВЫ для ИЗГОТОВЛЕНИЯ постоянной
МОДЕЛЬНОЙ ОСНАСТКИИЗ ПЛАСТМАСС
Модельная оснастка (модели, стержневые ящики) из пластических масс является наиболее прогрессивным видом оснастки, так как трудоемкость ее изготовления во много раз (5—20) ниже, чем деревянной либо металлической, а стойкость и срок службы не уступают стойкости металлических моделей.
Составы на основе фураново-эпоксидиых смол. Хорошо зарекомендовали себя на практике в качестве материалов модельной оснастки композиции на основе фураново- эпоксидных смол типа 41-ФАЭД. Эти смолы дешевле и более теплостойки, чем эпоксидные смолы, обладая в то же время достоинствами последних.
Приготовление композиций, рецепты которых приводятся ниже, осуществляется в следующем порядке.
Смолу ЭД-6 подогревают до 70—80° С для расплавления и смешивают с мономером ФА. В смесь смол вливают дибутил- фталат, предварительно нагретый в течение
30 мин при 80—85° С для удаления летучих. Повышают температуру смеси до 120° С, перемешивают ее в вакуум-смеси
7
теле при давлении 500—600 мм рт. ст. и в два приема вводят в нее наполнитель, продолжая перемешивание. За 5—10 мии до заливки форм в смесь добавляют отвер- дитель (бензолсульфокислоту или поли- этиленполиамин) и перемешивают еще 3— 5 мин. Приготовленную композицию необходимо немедленно использовать, так как оиа быстро затвердевает.
Наполнители, вводимые в композицию, предварительно просеивают через сито 025, сушат и прокаливают (маршалит — при 900—950° С 1—1,5 ч; графит — при 400— 450° С 30—40 мин; стальную стружку и проволоку 1—1,5 ч при 500° С, из алюминиевых сплавов—1—1,5 ч при 200°С). Беи- золсульфокислоту перед введением в смесь расплавляют в сушильном шкафу при 40— 45° С или растворяют в спирте либо ацетоне в соотношении 1 : 5.
В наиболее распространенных технологических вариантах изготовления моделей принята следующая последовательность процессов:
Изготовление первоначального образца (мастер-модели или мастер-стержня), имеющего конфигурацию будущего пластмассового изделия. Материалом мастер-модели или мастер-стержня могут служить гипс, дерево или металл.
Покрытие поверхности мастер-модели (стержня) разделительным составом, облегчающим ее отделение от формы после затвердевания последней.
Изготовление формы по мастер-модели (стержню) для изготовления модели заливкой ее гипсовым раствором (гипс+во- да), песчано-силикатными смесями, пластмассовыми композициями и т. п.
Отделение затвердевшей формы от мастер-модели (стержня).
Заполнение полости формы пластмассовой композицией (составы см. ниже) или послойное нанесение этой композиции на стенки формы с установкой упрочняющих сердечников или без них.
Извлечение затвердевшей модели из формы.
Техника изготовления пластмассовых изделий достаточно подробно освещена в литературе. Основное различие в технологии 41 х изготовления заключается в составе связующих смол и режиме отверждения. Наиболее распространены в качестве связующих полиэфирные, эпоксидные, фурановые смолы, их смеси и некоторые другие смолы конструкционного назначения.
Составы пластмассовых композиций для облицовочного слоя и для заливки тела моделей (вес. ч.). 1. Алюминий (порошок)— 200; дибутилфталат — 15; полиэтилеиполи. ямин—15; смола 41-ФАЭД-10— 100.
После отверждения: сопротивление сжатию— ссж = 780—800 кгс/см2; сопротивление изгибу—си=550—600 кгс/см2; твердость по Бринелю НВ = 29—30 кгс/мм2; ударная вязкость ап = 7—8 кгс-см/см2; теплостойкость по Мартенсу— Тм = 118° С.
Андезитовая мука —■ 150; дибутилфталат—15; полиэтиленполиамин—15; смола 41-ФАЭД-10—100; ферросилиций — 70. После отверждения: ссж = 520—930 кгс/см2;
си = 420—440 кгс/см2; НВ = 28,5—30 кгс/мм2; аи = 3.3—3,5 кгс-см/см2; 7М = 112° С.
Алюминий (порошок) — 25; андезитовая мука — 75; дибутилфталат — 12; маршалит —100; полиэтиленполиамин — 15; смола 41-ФАЭД-13 — 100. После отверждения: осж = 950—1010 кгс/см2; ои = 460— 500 кгс/см2; НВ = 29—30 кгс/мм2; ан — 4.5—
кгс-см/см2; Тм = 110°С.
Андезитовая мука —100; бензол- сульфокислота—Й5; маршалит—-250; мономер ФА —100. После отверждения: осж= = 1300—1400 кгс/см2; ои = 250—320 кгс/см2; НВ = 42—45кгс/мм2; ак = 3—3,5 кгс-см/см2; Тм — 250—300е С.
Андезитовая мука — 400; бензол- сульфокислота— 25; мономер ФА — 100. После отверждения: 0^=1200—1300 кгс/см2; он = 280—300 кгс/см2; НВ = 35—45 кгс/мм2; ан=3—3,5 кгс-см/см2; 7'М = 250°С.
Андезитовая мука — 70, дибутилфталат—13; полиэтиленполиамин —15; смола 41-ФАЭД-13 —100, ферромарганец — 30; ферросилиций — 50. После отверждения: ссж=750—770 кгс/см2; ои=380—420 кгс/см2; НВ=33—37 кгс/мм2; ян=3,5—3,8 кгс-см/см2; 7’м=115°С.
Андезитовая мука—400; беизол- сульфокислота — 25; мономер ФА — 100; стекловолокно — 1—1.5. После отверждения: ссж = 1300—1400 кгс/см2; аи = 300— 350 кгс/см2; НВ=34—36 кгс/мм2;- %= =3 кгс-см/см2; 7'М=300°С.
Дибутилфталат — 7; маршалит — 200, полиэтиленполиамин —16; смола 41-ФАЭД-8—100. После отверждения: осж= =960—1100 кгс/см2; ои=350—420 кгс/см2; НВ=28—32 кгс/мм2; ан=4,5—5,7 кгс-см/см2; 7^=120° С.
Андезитовая мука — 30; дибутилфталат— 90; полиэтиленполиамин — 25; смола 41-ФАЭД-10—100; смола 41-ФАЭД-11—100; стекловолокно — 3;ферросилиций — 100.
После отверждения ссж=900—1000 кгс/см2; ои=500—600 кгс/см2; НВ=35—40 кгс/мм2; ан = 6.0—7,5 кгс-см/см2; Тм = 180°С.
Андезитовая мука — 30; дибутилфталат —• 10;полиэтиленполиамин — 20;
смола 41-ФАЭД-13—100; стекловолокно—2; ферросилиций —100. После отверждения: осж=1000—-1100 кгс/см2; ои=650—750 кгс/см2; НВ=35—40 кгс/мм2; а„=8—9 кгс-см/см2; 7'м=180° С.
Составы для изготовления сердечника моделей. 11. Андезитовая мука — 250; бензолсульфокислота — 25; мономер — 100. После отверждения ссж Л100—1200 кгс/см2; ои=280—300 кгс/см2; НВ=40—42 кгс/мм2, 7'м=250° С.
Андезитовая мука — 150; дибутилфталат— 7; опилки древесные — 30; поли- этиленполиамии—10; смола 41-ФАЭД-10 — 100.
Состав для заливки дефектов при
ремонте моделей. Андезитовая мука — 100; дибутилфталат — 10; маршалит — 50; по- лиэтиленполиамии — 15 — 25;смола
41-ФАЭД-13— 100.
Составы для изготовления пластмассовых литейных прессформ. Фурановые мономеры и смолы используются также в качестве основы композиций для изготовления
8
пластмассовых прессформ, применяемых для литья и прессования пластмасс. Пресс- формы состоят из декоративного облицовочного слоя (14) и наполнительного слоя (15). Состав слоев (вес. ч.):
Мономер ФА м: 15
100
Мономер 4ФА 200 —
Марш алит 200 250
или графит 100 100
Беизолсульфокислота 20 12—20
Облицовочный слой (14) наносится кистью и примерно через 20 мин желатини- зируется. Затем на него заливается композиция наполнительного слоя (15).
Отверждение ведут по режиму:при
20° С — 48 ч, затем при 80° С — 4—5 ч, затем при 180° С—5—10 ч. Теплостойкость отвержденной композиции — 240—260° С.
Менее хрупкие составы, также высокой теплостойкости, — для прессформ литья под давлением термопластов и прессования ре- яктопластов — имеют в основе компаунды ЭЦФА, получаемые совмещением фурфу- ролацетоновых (фурановых) мономеров ФА и 4ФА с полиглицидилизоциануратной смолой ЭЦ. Составы компаундов приведены в табл. 1.1.
Таблица 1.1
СОСТАВЫ КОМПАУНДОВ ДЛЯ ПРЕССФОРМ(вес. ч.)
Компоненты Компаунды
1в 17 18
Эпоксидная смола ЭЦ 50 50 50
Мономер ФА 50 — 50
Мономер 4ФА . — 50 —
Эпоксидная смола ЭЭТ — — 20
Малеиновый ангидрид 40 40 50
В эти компаунды можно вводить любые наполнители — порошки и волокно. Время желатииизации компаундов (16) и (18) — 40—50 мин при 100° С, компаунда (17) — 40—50 мин при 70° С.
Отверждение:медленный нагрев до
180° С и выдержка при этой температуре 10 ч. Разделительный слой при изготовлении матриц — 3%-ный раствор полиизобутилена в бензине. Облицовочные композиции на основе состава (17) содержат 50— 120 вес. ч. графита или 200—250 вес. ч. маршалита.
Наполнительные составы на основе компаундов (16) и (18) содержат 200— 300 вес. ч. алюминиевого порошка, 300— 700 вес. ч. железного порошка или 200— 250 вес. ч. маршалита. Пластмассовые матрицы укрепляют в металлических обоймах клеем состава: 100 вес. ч. ФА+15 вес. ч. бензолсульфокислоты.
Составы на основе стеклопластика. Для изготовления модельной оснастки, в частности стержневых ящиков, находит приме
нение полиэфирный стеклопластик. При использовании таких стержневых ящиков чистота поверхности отливок улучшается, снижаются припуски на механическую обработку. Прочность стержневых ящиков из стеклопластика в два-три раза больше, чем деревянных, они легки и удобны в эксплуатации, негигроскопичны.
При изготовлении стержневых ящиков из полиэфирного стеклопластика армирующий материал после укладкн на мастер- модель послойно пропитывается связующим.
Состав связующего (вес. ч.):смола
ПН-1 — 100;отвердитель-гипериз — 3;
ускоритель—10%-ный раствор нафтената кобальта в стироле. Ускоритель и отверди- тель вводятся в смолу раздельно й хорошо с ней перемешиваются.
Жизнеспособность связующего — 1,5— 2 ч.; приготовляется перед употреблением.
Армирующими материалами слуяеат: стеклоткани ACTT(6)Ci; АСТТ(б)С2; ткань жгутовая ТСЖ-07; стеклосетка ССТЭ-09.
Армирующие материалы сушат при 30— 40° С в течение 3 сут. Перед их укладкой на деревянную мастер-модель последнюю покрывают разделительным слоем состава (вес. ч.): поливиниловый спирт (ПВС) — 100; этиловый спирт — 400; глицерин — Юз вода —1000.
Сухой ПВС заливают водой температурой 30—40° С на сутки, затем нагревают паром до 80° С при непрерывном перемешивании до однородной массы. Охлаждают до 40—50° С и вводят этиловый спирт и глицерин. Состав наносят на деревянную модель за 3—4 ч до формования.
Последовательность формования: нанесение разделительного слоя; нанесение связующего; укладка первого слоя стеклоткани; пропитка, связующим; укладка жгутовой ткани; пропитка связующим; повторение этих операций 3—5 раз до нужной толщины, затем укладка последнего слоя стеклоткани; удаление избытка связующего; полимеризация 10 ч при 20° С (или 1,5—2 ч при 80° С); съем готовой половники ящика с модели; зачистка заусенцев; сверление отверстий; сборка половинок.
Составы на основе металлических сплавов. Наряду с применением неметаллической модельной оснастки в ряде случаев находит применение оснастка из металлов Быстрым и технологичным является изготовление прессформ из легкоплавких сплавов. Благодаря высокой теплопроводности и возможности придания их стейкам требуемой чистоты и точности такие пресс- формы особенно эффективны при изготовлении в них выплавляемых или растворяемых моделей. Несколько составов сплавов, применяемых для таких прессформ, приводятся ниже.
Прессформ ы для выплавляемых моделей. 1 Легкоплавкий сплав (сплав Вуда): висмут — 50; кадмий —12,5; олово — 12,5; свинец—25. Температура плавления — 7ПЛ = 68° С; сопротивление разрыву ов = 4,2 кгс/мм2; твердость по Бринелю НВ=9 кгс/мм2; плотность — р= =9,4 г/см3.
9
Висмутосвинцовистый сплав:вис
мут— 55,5; свинец — 44,5. tnЛ=124°С; св= =4,5 кгс/мм2; НВ=10 кгс/мм2; р=10,5 г/см3.
Висмутооловянистый сплав: висмут— 58, олово—42. *ПЛ=138°С; св=5,6 кгс/мм2; НВ=22 кгс/мм2; р=8,7 г/см3.
Тройной сплав: висмут — 35; олово— 35; свинец — 30. <ПЛ=140°С; р=9,1 г/см3.
Тройной свинцовистый сплав: висмут—-15; олово — 15; свинец — 70. tnл= = 140° С; р=10,1 г/см3.
Свинцовосурьмяный сплав: свинец— 87; сурьма —13. £ПЛ=247°С; ав=5 кгс/мм2; НВ=30 кгс/мм2; р=10,5 г/см3.
Тройной свинцовосурьмяный сплав: олово — 33; свинец — 56; сурьма —11. ^ПЛ=315°С; ов=5,6 кгс/мм2; р=9Д г/см3.
Сплав ЦАМ-4-1: магний — 0,08—0.1; медь — 0,75—1,25; цинк — 95—96. ^пл= =430° С; ®в=24—28 кгс/мм2; НВ=70— 85 кгс/мм2; р—7,1 г/см3.
Алюминиевый сплав АЛ2: алюминий—87—90; кремний —10—13. tnjI=600c С; о„=10—15 кгс/мм2; НВ=50—60 кгс/мм2; р=2 7 г/см3.
Алюминиевый сплав АЛ12: алюминий— 89—91;медь — 9—11. <ПЛ=650°С;
св=14 кгс/мм2; НВ=72 кгс/мм2; р=3,2 г/см3.
СОСТАВЫ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РАЗОВЫХ МОДЕЛЕЙ
Составы, используемые для изготовления однократных моделей, освещаются здесь более подробно в связи с большим разнообразием входящих в них компонентов. Кроме того, приготовляются они обычно непосредственно в цеховых условиях, и технолог значительно чаще встречается с необходимостью выбора оптимального состава исходя из наличия тех или иных материалов и местных возможностей.
Различают следующие разновидности однократных моделей: выплавляемые, растворяемые и газифицируемые. Соответственно для первой разновидности применяются легкоплавкие составы, например стеаринопарафиновые смеси; для второй — водорастворимые вещества, например карбамид; при изготовлении моделей третьей группы используются пластмассы, например пенополистирол.
Составы для моделей, удаляемых из форм выплавлением. Наиболее распространены для изготовления выплавляемых моделей составы на основе различных минеральных и растительных продуктов. При этом следует иметь в виду, что бесстеариновые составы более прочны и менее дороги, чем содержащие стеарин, в связи с чем получают все более широкое применение.
Некоторые составы выплавляемых модельных масс (96 вес.). 1. Состав ПС 1:1: парафин — 50; стеарин — 50. <кп=45— 47° С; Аше=42—48° С; Л/=0,7—1,598; А= =0,05—0,1%; о„=18 кгс/см2; св—11 кгс/см2.
Состав ПСЭ: парафин — 47,5; стеарин— 47,5; этилцеллюлоза — 5,0. ^кп=55— 60е С; ^впс=48—52° С; Д/=0,5—0,7.
Состав ПМ30КП2:парафин — 58;
буроугольный воск — 30; канифоль—10; полиэтилен — 2. ^впс=49—52° С; Д/=0,7— 0,9.
Состав БПС 3-5-2: парафин — 50; буроугольный воск — 30; стеарин — 20. <КП=71.5°С; 4пС=46—48°С; Д/=1,3—1,6%; А = 0,08 — 0,17%; си = 32 кгс/см2; св = =15 кгс/см2.
Состав Р-2: парафин — 58; синтетический церезин—37; кубовый остаток—5. ^кп=80—82° С; 4пс=53—57° С; Д/=1,05— 1.4%; А=0,1—0,15%; си=18—20 кгс/см2; св=9—11 кгс/см2.
Состав Р-3: парафин — 58; буроугольный воск —13; синтетический церезин— 24; кубовый остаток СЖК — 5. tKn—77— 80° С; 1?впс=55—59° С; Д/= 1,05—1,5; А= =0,1—0,18%; ои=25—30 кгс/см2; св=12— 13 кгс/см2.
Состав ИПЛ-55А: парафин — 50—70; буроугольиый воск — 10—35; технический вазелин — 10—25. tK„=79—81° С; ^впс=48— 52° С; Д/=0,7—1,5%; А=0,075—0,1 %; ®и= =34—35 кгс/см2; а„=15—16 кгс/см2.
Состав ИПЛ-ПуС-1А: парафин — 50—• 70; буроугольиый воск — 5—35; пушечная смазка — 5—25. £кп=78—79° С; Д,пс=48— 53° С; Д/=0,6—1,5%; А=0,08—0,1%; о„= =32—35 кгс/см2; св=14—15 кгс/см2.
Состав ИПЛ-СВ-1А: парафин—40—■ 75; буроугольный воск — 5—30; сибирский воск ОМ —10—40. tKn—-75—81е С; tmc= =48—70°С; Д/=0.6—1,5%; А=0,075—0,2%; си=40—45 кгс/см2; ов=15—23 кгс/см2.
Состав ИПЛ-55Б: парафин — 40—70; буроугольный воск — 5—40; технический вазелин — 5—25. <кп=81—83°С; fBnc=49— 53° С; Дг=0,7—1,5%; А=0,1—0,2%; ои= =40—43 кгс/см2; св=16—19 кгс/см2.
И. Состав ИПЛ-11уС-1Б: парафин — 35— 70; буроугольный воск — 5—40; пушечная смазка — 5—30. fKn=80—82° С; 4„с=50— 55°С; Д/=0,6—1,5%; А=0,1—0,2%; о„=38— 42 кгс/см2; св=16—17 кгс/см2.
Состав ИПЛ-СВ-1Б: парафин — 20— 50; буроугольный воск — 5—45; сибирский воск — 3—50.
Состав ИПЛ-БСВ:буроугольный
воск — 20—70; сибирский воск — 30—80. tKn=-73—80° С; 4ПС=55—75° С; Д/=0.6— 0,8%; А=0 08—1.12%; си=28—45 кгс/см2; св=13—25 кгс/см2.
Кроме перечисленных выше в практике встречаются и другие составы:
Состав ПБТК 60-18-15-7: буроугольный воск — 18; канифоль — 7; парафин — 60; торфяной воск — 15.
Состав ПБТЦ 30-30-30-10: буроугольный воск — 30; парафин — 30; торфяной воск — 30; церезин синтетический — 10.
Состав ПБТТр 20 50-25-5: буроугольный воск — 50; парафин — 20; торфяной воск — 25; триэтаноламин — 5.
Состав ПЭ 90-10: парафин —90; полиэтилен — 10.
Состав КПсЦ 50-30-20: канифоль — 50; полистирол — 30; церезин — 20.
Составы КЦПэ 89-8-2 и 80-18-2: битум нефтяной — 0,5—0,4; канифоль—89—80; полиэтилен — 2,2—1,6; церезин синтетический — 8,3—18.
10
Модельный состав с пониженной прилипаемостью к прессформе: буроугольный воск—15—30; защитный воск ЗВ-1 — 3—50; парафин—до 100. (Пониженная прилипаемость к прессформе).
Модельный состав для выплавляемых моделей: буроугольный воск — 5—20; парафин — 50—70; стеариновый пек—15—• 40. (Улучшенные технологические и физикомеханические свойства).
Приготовление модельных масс. Техника приготовления выплавляемых модельных масс заключается в следующем: расплавление компонентов, их перемешивание, охлаждение до вязкопластического состояния, запрессовка в прессформу, охлаждение, извлечение отвердевшей модели. Затем по обычной технологии на поверхность модели наносят требуемой толщины формовочную смесь и выдерживают до затвердевания. Выплавление масс после отверждения нанесенной на модель формовочной смеси (оболочки) производят горячей водой (92— 98° С) в течение 10—15 мин. Иногда в воду добавляют 3—5% вес. хлористого аммония для предотвращения ослабления оболочки, если смесь содержала жидкое стекло. Для более теплостойких масс применяется выплавление горячим воздухом (130—150°С). Применяются также различные способы улучшения физико-механических и технологических свойств модельных масс. Так, например, модельные составы перед запрессовкой в прессформу охлаждают до пастообразного состояния и вводят в них двухатомные или многоатомные спирты в количестве 5—15% об.
Приведенные соотношения составных частей в большинстве модельных масс, являясь оптимальными, не носят критического характера, так как состав и свойства большинства применяемых исходных материалов, даже стандартизованных, колеблются в довольно широких пределах. Так, например, практически равноценны составы типа ИПЛ-СВ, содержащие (% вес.):
Парафин Буроугольиый
воск Сибирский
воск
60 17 23
60 15 25
30-40 25—35 30—40
40—75 5—30 10—40
или ИПЛ-55Б, содержащие Парафин Буроугольиый
воск Технический
вазелин
60—70 20—30 10—15
60 25 15
50 40 10
60 30 10
40—70 5—40 5—25
Составы моделей, удаляемых из форм растворением. При литье по растворяемым моделям последние изготовляются из веществ, легкорастворимых в воде, и после затвердевания формы удаляются вымыванием.
Наиболее широко применяемым материалом для растворяемых моделей является в настоящее время карбамид. Карбамид — полный амид угольной кислоты (мочевина). Технический карбамид — кристаллический порошок белого или желтого цвета, плавящийся при 130—134° С; растворим в воде.
Для изготовления моделей его расплавляют и при 143—145° С заливают в металлические, обычно разъемные, прессформы. При заливке и остывании он выделяет значительное количество газа. Усадка при затвердевании составляет 2,5—3,5%.
Применение карбамида в чистом виде для изготовления растворяемых стержней нецелесообразно из-за его гигроскопичности, быстрого затвердевания, твердости и хрупкости. Для улучшения технологических свойств и некоторого снижения температуры плавления применяют не чистый карбамид, а композиции на его основе.
Прочные жидкоподвижные составы, заливаемые при 120—130° С, практически безусадочные, приводятся ниже.
Некоторые составы для растворяемых карбамидных моделей (% вес.). 1. Борная кислота — 2; карбамид — 98.
Борная кислота — 2; карбамид — 90; керосин — 2; поливиниловый спирт — 6.
Борная кислота—1,5; карбамид — 85—89; калий азотнокислый—10—14.
Карбамид — 75; декстрин — 20; вода—5.
Карбамид — 85; гуммиарабик — 10; вода — 5.
Карбамид — 94—96; ПВС — 4—6.
Карбамид — 90; олифа — 5; поливиниловый спирт — 5.
Типовая последовательность приготовления карбамидных составов включает следующие операции: просушка исходных компонентов, измельчение карбамида и сухих добавок, перемешивание дозированных компонентов, расплавление основы при 120— 130° С, перемешивание и введение добавок, помещение расплава в термостат при 120— 130° С и хранение до разливки в прессформы; заливка в прессформы.
Для изготовления модели прессформу подогревают до 30—35° С, протирают ветошью и смазывают разделительным составом (чистый дибутилфталат; кремнийорга- нические жидкости; касторовое масло с этиловым спиртом И Т. д.).
Диаметр питающего отверстия в полости прессформы должен быть примерно в 3 раза больше, чем при заливке воскообразных составов. После заливки питающие отверстия накрываются стальными пластинами с уложенным поверх них грузом 100— 300 кгс. Это необходимо потому, что карбамидные составы при кристаллизации расширяются. Формы (оболочки), изготовляемые на карбамидных моделях, носят обычный характер и изготовляются по обычной технологии чередующейся обсыпкой огнеупорными порошками и смачиванием гидролизованным этилсиликатом.
Растворение модели после затвердевания формы производится в горячей воде с добавкой (для ускорения) 5% азотной кислоты.
И
Кроме карбамидных, для изготовления растворимых моделей применяют и другие солевые составы (% вес.). Например:
KN03 —55; NaNOs —45.
AI2 (S04)3 — 88,7;Ni (NH4)2 (SOJj — 1,5; H20 —9.8.
KN03 —55; NaNOa —45.
Составы для моделей, удаляемых из форм газифицированием. Газифицируемые модели — это одна из прогрессивных разновидностей модельной оснастки. Принцип использования такой оснастки заключается в том, что модель с литниковой системой, изготовленная из пенопласта, газифицируемого нагревом материала, обычно заформо- вывается в песчано-глинистую (или Другую) формовочную смесь и не извлекается из формы при заливке металлом. Соприкасаясь с расплавленным металлом, пенопласт испаряется (газифицируется) и освобождает полость формы для металла.
Изготовление моделей, литниковых систем, прибылей, выпоров и других элементов литейной техники из пенопласта улучшает условия заполнения формы металлом, снижает брак, трудоемкость изготовления формы, сокращает объем необходимых чертежей, упрощает разметку отливок и имеет много других технических и экономических преимуществ.
Основные требования к материалам,
пригодным для изготовления газифицируемых моделей:
скорость газификации должна быть такой, чтобы расплавленный металл до начала кристаллизации успел заполнить полость формы;
температура газификации должна быть ниже температуры заливаемого металла; кроме того, должны быть обеспечены: минимальный негазифицируемый остаток; не- токсичность продуктов газификации; высокая прочность при низком объемном весе; несложная технология переработки в модель; чистая, гладкая поверхность модели; минимальная и стабильная усадка; четкое воспроизведение конфигурации рабочей поверхности при вспенивании; возможность хранения и транспортировки.
В настоящее время пенопластовые мо дели изготовляются в основном из жестких пенопластов, преимущественно — из пенополистирола.
В табл. 1.2 приведены сравнительные характеристики свойств и поведения нескольких пенопластов при нагреве.
Как видно из табл. 1.2, наиболее подходящим для моделей является стирольный пенопласт.
При использовании пенопласта с равномерной мелкоячеистой структурой чистота поверхности отливки получается вполне удовлетворительной. Для повышения чистоты поверхности пенопластовую модель можно покрывать тонким слоем воска, оклеивать папиросной бумагой, наносить противопригарные краски и т. д.
При серийном изготовлении однотипных пенопластовых моделей из гранул (бисера суспензионного полистирола) они предварительно вспениваются в воде при <=96— 98° С, затем, после выдержки на воздухе.
вспененные гранулы засыпаются в металлические формы, в которых вспениваются окончательно — нагревом паром, ТВЧ или кипящей водой. Единичные модели могут изготовляться механической обработкой плит пенополистирола и склеиванием отдельных элементов, например клеем № 61.
Таблица 1.2
ХАРАКТЕРИСТИКИ ГАЗИФИЦИРУЕМЫХПЕНОПЛАСТОВ
Тип и марка пенопласта
Характеристики стирольный ПС-Б ,А“ полиуретановый ПУ фенольно-ре-
зольный
ФРП-1
Температура, °С 120 190 140
деполимеризации ..... испарения 320 230 400
горения 560 580 780
Негазифицируемый оста- ток, % 0,015 24 44
Удельное газовыделеиие при 1000°С, см3/г 105 730 600
Длительность горения, с . . 10-20 30—40 65-100
Для повышения чистоты поверхности отливок и точности геометрических размеров на пенопластовые модели наносят глянцевый слой из полимермономерных композиций с низким (5—8%) содержанием летучих. Для этой цели внутреннюю поверхность формы покрывают с помощью кисти илн пульверизатора тонким (0,2—0,5 мм) слоем так называемого форполимера, который цри последующем нагреве затвердевает в результате полимеризации.
Форполимер готовится из двух мономеров: метилметакрилата и стирола в соотношении 9:1 с добавлением 2—4% дибутил- фталата, растворенного в смеси мономеров перед форполимеризацией, которая ведется в присутствии перекиси бензоила. Этот процесс осуществляют на водяной бане или в автоклаве при < = 80° С в течение 2 ч с последующим охлаждением до получения необходимой вязкости. Охлаждение производится, например, опусканием емкости с горячим сиропом в холодную, лучше проточную, воду температурой не выше 30° С.
Жизнеспособность готового сиропа — 5— 6 ч и зависит от степени освещенности и температуры воздуха в помещении.
После создания слоя иа рабочей поверхности формы ее можно заполнять предварительно вспененным пенобисерным полистиролом и вести окончательное вспенивание при температуре примерно 110° С, например в автоклаве. В процессе термообработки вспененный полистирол в форме хорошо приваривается к стирольно-акриловой плакировочной пленке, чем обеспечивается глянцевый слой на пенополистирольной модели любой сложности и размеров.
12
Для получения пенополистироловой модели, полностью сгорающей в процессе заливки формы расплавленным металлом, модель после извлечения из прессформы обрабатывают кислородом при давлении 0,5—1,1 кгс/см2.
Некоторые индексы МКИ, которыми сведения гл. I классифицируются в патентной литературе:
Класс В 22 Подкласс В 22с
Группа 3/00
Литейное производствоИзготовление литейныхформ
Составы для покрытияповерхности литейныхформ, стержней или мо-делей
Группа 7/00
7/02
7/04
7/06
Модели: способы и ус-тройства для изготовле-ния моделей, не отнесен-ные к другим классамразовые моделимодельные плитыстержневые ящики
Некоторые индексы УДК, которыми сведения гл. I классифицируются в печатных изданиях:
621.74
621.74.045
621.743.073
621.744.072.2
Литейное производство в
целом
Литье по выплавляемыммоделям
Стержневые ящикиМодели
ГЛАВА II
ФОРМОВОЧНО-СТЕРЖНЕВЫЕ СОСТАВЫЛИТЕЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Приготовление литейных форм и стержней — один из наиболее важных и массовых участков литейного производства. От качества формы в стержня в значительной степени зависит качество готовой отливки.
Специфика технологии и технико-экономические факторы обусловили в этой области весьма большое разнообразие составов и используемых материалов. Многие из этих составов — одинакового назначения, в той или иной мере взаимозаменяемы и представляют собой местные варианты типовых (базовых) составов, рецептура которых теоретически достаточно обоснована.
Приведенный ниже материал содержит значительное количество относительно близких вариантов составов смесей. Это дает технологу достаточный материал для сравнения и отправные данные для самостоятельного выбора оптимальных составов смесей применительно к местным условиям.
Материал подобран в предположении, что читатель этого раздела уже имеет общие представления о технологии литейного производства.
Сокращении и условные обозначения в тексте главы II: ПЭПА— полиэтиленполиамин п.п.п. — потери при прокаливании ССБ —сульфитно-спиртовая барда К — газопроницаемость М — модуль жидкого стекла (отношение Si02: N а20)
W — влажность
а — коэффициент линейного расширения
Р20—плотность при 20° С
сср — сопротивление срезу (прочность на срез)
Суд —удельная прочность, отнесенная к содержанию связующего в %.
[
кгс/см2 1
%J
г0Хв — длительность отверждения
1 Л. КЛАССИФИКАЦИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ
Чрезвычайное разнообразие составов формовочных и стержневых смесей затрудняет создание их единой рациональной классификации. Для большей наглядности
и практического удобства мы принимаем для содержания этой главы классификацию по двум признакам: по химической природе связующего (органическое, неорганическое) и по характеру затвердевания (без нагрева, с внешним нагревом, под действием внешних реагентов, за счет внутренних реакций). В табл. 2.1 перечислены основные группы составов, распределенные в соответствии с принятой классификацией.
Т'а блица 2Л ОСНОВНЫЕ ГРУППЫ ФОРМОВОЧНО-СТЕРЖНЕВЫХ СМЕСЕЙ ПО ХАРАКТЕРУ ТВЕРДЕНИЯ
Смеси с органическимисвязующими
Смеси с неорганическимисвязующими
I. Нетвердеющие
Сухие (без связующего) засыпки при лнтье по газифицируемым моделям
Песчано-глинистые для сырых форм н стержней
II. Твердеющие при нагреве внешнимисточником тепла
Песчаные и песчаио- глинистые с органическими высыхающими или полиме- ризующимися связующими
Песчаио-смоляиые смеси для оболочковых форм
Песчано-смоляиые стержневые, твердеющие в нагретой оснастке
С огнеупорными наполнителями иа органических высыхающих или поли- меризуюшихся связующих
Углеродные (графитовые) и а тех же связующих
Песчаио-глииистые для сухих форм и стержней
Пластичные жидкосте- кольиые для форм и стержней, затвердевающие при тепловой сушке
Керамические оболочки и стержни для Шоу- процесса или литья по выплавляемым либо газифицируемым моделям
III. Твердеющие в газовой среде
Пе счано- смоляные, твердеющие иа холоде под действием газообразных агентов
Жидкостекольные, твердеющие при продувке углекислым газом. Из- вестковые, твердеющие при продувке углекислым газом
14
Продолжение табл. 2.1
Смеси с органическими связующими Смеси с неорганическими связующими
IV. Твердеющие без агент и реагентов) —
Пластичные песчаио- смоляиые холодного отверждения с добавками отвер- дителей
Жидкие (иаливиые) иа связующем из синтетических смол с отвердителями
Жидкие (иаливиые) на сульфитно-спиртовой барде (ССБ) с хромовым отвер- дителем воздействия внешних ов (тепла „самотвердеющие"
Жидкие (иаливиые) иа жидком стекле. Цементные или гипсовые — жидкие
Экзотермические иа жидком стекле с активными добавками
Наливные на жидком стекле с феррохромо- вым шлаком или другими отвердителями. Пластичные самотвер- деющие того же состава
Таблица 2.2
ОБОЗНАЧЕНИЯ ФОРМОВОЧНЫХ ПЕСКОВПО ЗЕРНОВОМУ СОСТАВУ
Наименование песка Группа Номера сит * смежных размеров, иа которых остаются зерна основной фракции **
Грубый
Очень крупный . „ . .
Крупный
Средний
Мелкий
Очень мелкий ....
Тонкий
Пылевидный 063
04
0315
02
016
01
0063
005 I: 063; 04 063; 04; 0315 04; 0315; 02 0315; 02; 016 02; 016; 01 016; 01; 0063 | 01; 0063; 05 0063; 005; тазик
* Номер сита определяется по ГОСТ 3584—73 размером стороны ячейки сетки в мм.
** При остатке основной фракции на верхнем сите большем, чем иа иижнем, песок относят к категории А, при большем остатке на нижием сите, чем иа верхнем,— к категории Б.
Таблица 2.3
ОБОЗНАЧЕНИЯ ФОРМОВОЧНЫХ ПЕСКОВПО СОДЕРЖАНИЮ ГЛИНИСТОЙСОСТАВЛЯЮЩЕЙ
Наименование песка Класс глинистой £ состав- ё ляюшей “-о <аиие,
CJ
м
о
к
S
о
KS
Кварцевый 1К До 2 97
я ......... 2К 2 96
щ ......... зк 2 94
„ _ _ . 4К 2 90
Кварцево-полевошпатовый . КП 2 —
Тощий т 2-10 —
Полужирный п 10-20 —
Жирный . . ж 20-30 —
Очень жирный ож 30-50 Учитывая, что во всех последующих таблицах применяются стандартизованные обозначения основного наполнителя, которым обычно служат минеральные материалы заданной зернистости (пески, порошки минералов и т. д.), приводим расшифровку основных обозначений, используемых для характеристики этих материалов. Обозначения формовочных песков, использованные в гл. II (ГОСТ 2138—74), являются общепринятыми (табл. 2.2, 2.3 и 2.4).
Таблица 2.4
НЕКОТОРЫЕ НАЗНАЧЕНИЯ ФОРМОВОЧНЫХПЕСКОВ
Назначение песков Марки песков по ГОСТ 2138-56
Изготовление сырых * форм для чугунного литья массой отливок, в кг: до 20 П016А; П01А:К016А
до 200 П02А; П016А; К02А; К016А
до 2000
Изготовление сырых форм для стального литья массой отливок, в кг: П02А; Т04А; К016Б; К02А
до 500 К02А; К016Б
до 5000 К02А; К016А
Для стержневых смесей при стальном литье Для сырых или сухих форм при литье: К02А; K016А
из бронзы и латуни П016А; ПИ А
из алюминиевых сплавов П016А; П01А
Для стержневых смесей при цветном литье К02А
Для мелких отливок с особо чистой поверхностью П0063А
* В литературе и технологической документации по литейио-формовочиой технологии встречаются термины „формование по-сухому (по-сырому)*, „литье по-сухому (по-сырому)* и другие. Нами приняты как наиболее точные термины „сырая форма* и „сухая форма*.
Марка песка с концентрированной зерновой структурой (основной остаток на трех смежных ситах) имеет на первом месте класс (1К), на втором — группу зернистости (0315), на третьем — категорию (А). Полное обозначение в этом примере 1К0315А.
Пески с рассредоточенной структурой (остаток на 4—5 смежных ситах) маркируются КРК (крупнозернистые), КРС (среднезернистые) , КРМ (мелкозернистые), КРО (с общей рассредоточенностью). Соответственно они должны иметь не менее 60% зерен на ситах 04, 0315, 02 для КРК} 0315, 02, 016 для КРС; 02, 016, 01 для КРМ; менее 60% на любых трех смежных ситах для КРО. Примеры обозначений: 02КРСА, 02КРСБ и т. д.
СВЯЗУЮЩИЕ ДЛЯ СМЕСЕЙ
Практически любая формовочная или стержневая смесь, кроме порошкообразных наполнителей (песка, шамотного порошка), свободно засыпаемых при литье по газифицируемым моделям, представляет собой
15
>
композицию, в которой отдельные частицы (зерна) объединяются в относительно прочный конгломерат тем или иным веществом, обладающим адгезией к ним и достаточной собственной прочностью. В простейшем случае роль связующего играют природные глинистые вещества, имеющиеся в составе исходного сырья (глинистая составляющая) или вводимые специально (глина, бентонит).
Смеси из глинистых связующих, старейшие из применяемых в литейном производстве, и сейчас еще составляют значительную долю всех формовочных материалов. Однако наличие у них ряда недостатков стимулировало разработку более эффективных связующих, которые применяются вместо глин или в качестве добавки, повышающей прочность смеси.
Введение в песчано-глинистые смеси небольших количеств веществ (связующих), способных затвердевать при высыхании или нагреве, позволяет значительно повысить прочность смесей и улучшить их технологические свойства. В качестве связующих применяется много различных веществ как неорганического (цемент, жидкое стекло, алюмофосфаты, оксинитраты и др.), так и органического (природные, искусственные и синтетические клеи, масла и смолы) характера.
Приводим некоторые сведения о природе и свойствах некоторых связующих (крепителей), применяемых в формовочных и стержневых смесях.
Коптильный препарат (ВТУ 770—57). Растворимые смолы, продукт термолиза древесины.
Крепитель стержневой ГТФ (ГОСТ 5339—50). Тяжелая фракция генеральной сланцевой смолы. Получается термической переработкой эстонских сланцев. р= 1,01—1,03 г/см3; Пи с у*=5,6 кгс/см2.
Крепитель ДП (ГОСТ 8890—58). Смесь древесного пека (70—75%) и глины формовочной (25—30%). Связующее для стержней III класса сложности и некоторых стержней II класса; противопригарное средство для сырых форм при чугунном и стальном литье.
Крепитель ЗИЛ (% вес.). Битум — 25; сланцевая смола — 55; уайт-спирит—20.
Крепитель К (МРТУ 6—14—63—68). Смола мочевиноформальдегидная— продукт конденсации мочевины и формальдегида, модифицированная виниловыми производными. рН=7—8. Сухого вещества — 48— 52%. Вязкость по ВЗ-4 при 20° С—12—30 с.
Крепитель ККС. Стержневой крепитель ККС представляет собой 60—65%-ный раствор в органическом растворителе отходов от рафинации хлопкового соапстока. Отходы содержат от 12 до 35% жирных кислот, преимущественно линолевой и олеиновой, и 35—40% нефтепродуктов (дизельного топлива ДЛ). Крепитель ККС — маслянистая жидкость темно-коричневого или черного цвета. р=0,9—0,95 г/см3; вязкость по ВЗ-4 — 60—200 с. Смесь, состоящая из песка К020 с 2% крепителя ККС и 2% сульфитно-спиртовой барды, имеет ае*,,= =0,048—0,06 кгс/см2, пВсух>12 кгс/см2.
Применение ККС повышает производительность при изготовлении стержней и снижает брак отливок.
Крепитель КО. Кубовые остатки синтетических жирных кислот глубокой химической переработки смесей парафиновых углеводородов. Однородная темно-коричневая жидкость. р2о=0,84—0,87 г/см3; 0в сух=8 кгс/см2 при 2% в смеси (сушка
кгс/см2
при /=130—140°С); оУд=4 -. Хо
рошо сочетается с ССБ и глиной. Для стержней I, II, III и IV классов сложности, а также смесей для пескодувных и песко- стрельных машин.
Крепитель КО служит также составной частью сложных крепителей. Так, с целью повышения связующей способности литейных крепителей предлагается вводить в их состав КО или продукт термообработки СЖК и адгезионную присадку — продукт конденсации полиэтиленполиамина (ПЭПА) и окисленной фракции СЖК. Состав такого крепителя (% вес.): КО — 35—55; адгезионная присадка—0,1—15; растворитель — 14,9—55.
В эту композицию добавляется 0—15% асфальтосмолистых веществ — для понижения температуры застывания и повышения связующей способности крепителя.
Примеры конкретных составов приводятся ниже.
Сложный крепитель (% вес.). Крепитель КО — 51; адгезионная присадка — 0,25; остальное — растворитель (смесь углеводородов, являющаяся остатком выделения узких бензиновых фракций). Состав смеси: песок марки К02Б — 98%; 2% сложного крепителя и 2% воды (сверх 100%); сушка при 240°С — 45 мин; св Сух= = 11—12 кгс/см2, вместо 5—7 кгс/см2 для крепителя без присадки.
Сложный крепитель (% вес.).
КО, обработанный при повышенной температуре в токе газа, — 46.5; асфальтосмолистые вещества — 4,5; адгезионная присадка — 2; остальное — растворитель. Смесь после сушки при 240° С 45 мин име- ет овсух=16—18кгс/см2, зместо8—
кгс/см2 для крепителя без присадки. Сложный крепитель применим для стержней всех классов сложности при чугунном, стальном и цветном фасонном литье.
Крепители П, ПТ, ПТА (ГОСТ 5506—58). Составы на основе окисленного петролатума (% вес.). П — битум — 13, петролатум окисленный — 32, уайт-спирит—55. р=0,82—0,88 г/см3; t3ac, <—12° С; °всух>9 кгс/см2 (сушка при/=200—240° С);
кгс/см2
сул=4,5 ' • ПТ — раствор окислен
ного петролатума и таллового масла в бензине БР. р=0,86—0.90 г/см3; /заст<—12°С; св сух=10 кгс/см2. ПТА — раствор окисленного петролатума, обработанного аммиаком. и таллового масла в бензине БР. Р = 0,82—0,85г/см3;/заст < —12° С;
°всух>12 кгс/см2. П, ПТ и ПТА — для стержней при чугунном, стальном и цветном литье.
Крепители СБ (ГОСТ 8830—58):
16
СБ-1 СБ-2 СБ-3
Сланцевая смола
ГТФ. % вес. 14—20 20—25 25—30 Сульфитно-спиртовая барда, % вес. 80—85 85—80 70—75 Скорость отверждения не более, мин. 4570240
°в сух- кгс/см2, не
менее567
Крепитель СКТ-10 (% вес.). Хлопковый гудрон (госсиполовая смола) — 70; уайт-спирит — 30. 0=2,5 кгс/см2 при содержании 1% (сушка при/=210—220° С). Хорошо сочетается с ССБ. Заменяет масляные крепители и декстрин.
Крепитель СЛК (% вес.). Лак- этиноль — 50; сланцевая смола — 50.
Крепитель КТ (ГОСТ 5270—60). Глинисто-сульфитная эмульсия торфяного или бурого пека. Состав (% вес.): глина формовочная — 17—20; пек торфяной или буроугольный — 45—50; сульфитно-спиртовая барда (р=1,24—1,27 г/см3)—30—35.
Глина с коллоидальностью не ниже 70 для марки КТ-1 и не ниже 35 для марки КТ-2. Пек с /рэм==40—70° С. Ов сух стандартной смеси для КТ-1>15 кгс/см2, для КТ-2>9 кгс/см2. Применяется для стержней II, III, IV классов сложности и как противопригарное средство для сухих и сырых форм при чугунном и стальном литье.
Крепитель НАК. Смолообразные отходы при производстве акрилонитрила. 50%-ный раствор; р= 1,16—1,20 г/см3.
Крепитель ММ-2-1 (вес. ч.). Малеиновая кислота — 29; мочевина техническая —15. Смесь кипятят 10—12 ч при 100° С. Концентрация малеиновой кислоты в исходном растворе — 10—20%. Плотность готового продукта р=1,16—1,18 г/см3. Сухого вещества — 30—31%.
Крепитель ОХМ (отработанное хлопковое масло). Стержни негигроскопич- иы, легко выбиваются. ов сух=22 кгс/см2 при 3% крепителя.
И. Крепитель ПС-1 (58% фенольного пека, 30% фенолформальдегидной смолы № 18, 12% уротропина). Связующее в песчано-смоляных смесях для изготовления прессуемых оболочковых форм, твердеющих прн нагреве.
Крепитель СМ-1. 16,6%-ный раствор технической мочевины в сульфитноспиртовой барде. Заменитель крепителя ПТ.
Крепитель СП (ГОСТ 8830—58). Состав (% вес.): петролатум окисленный —
7; сульфитная барда (р=1,27 г/см3) — 95—93. Отверждение — не более 45 мин при 18—20° С; 0в сух — не менее 5 кгс/см2
кгс/см2
(сушка при /=180—200° С); 0УД= 1,0 —^—.
Крепитель УСК-I (универсальный, синтетический) (ВТУ 27/24 — 88—65). Полноценный заменитель крепителей ПГ, П, КО. Изготовляется из отходов переработки сернистых восточных нефтей. УСК-1—однородная маслянистая жидкость, плотность 0,85—0,92 г/см3, вязкость °ВУ=2,7—4,0. Состав (% вес.)- асфальт — 5; полимеризат кубовых остатков СЖК — 45—50; раство
ритель— 40—50. Для стержней всех классов сложности, при всех способах изготовления, для литья из чугуна, стали, цветных сплавов. Высокая прочность, хорошая вы- биваемость. Хорошо сочетается с ССБ. Может заменять крепители П, ПТ, С ПТ, КО, ГТФ и др.
Крепитель 4ГУ для стержней (ГОСТ 5506—58). Состав (% вес.): канифоль — 25; растительное масло — 25; уайт- спирит— 50. 4ГУ (п)—на полувысыхаю- щих маслах; 4ГУ (в) —на высыхающих. 0в сух для (п)>4,5 кгс/см2, для (в)>. >6,5 кгс/см2.
Крепитель 4ГВ для стержней (ГОСТ 5506—58). (% вес.): битум — 25; растительное масло — 25; уайт-спирит — 50.
Мономер ФА (МРТУ 6—05— 945—64). Фурфуролацетоновая смола—продукт взаимодействия фурфурола с ацетеном. р=1,09—1,17 г/см3; pH — не менее 4. Растворяется в ацетоне. С 3% бензолсульфокис- лоты полимеризуется не дольше 90 с при 15—19° С. Полимеризуется на холоде и при нагреве. Катализаторы — бензол- или толу- олсульфокислоты. Применяется в смесях для. оболочковых форм, твердеющих при нагреве.
Олифа натуральная (ГОСТ 7931—56). Продукт обработки льняного или конопляного масла с введением сиккативов. Сорта: льняная полимеризованная (р>0,935 г/сма), льняная окисленная (р>0,938 г/см3), конопляная окисленная (р>0,930 г/см3). Высыхание «от пыли» при
22° С и <р=60—70% для всех марок не более 12 ч, полное — не более 24 ч.
Олифа-оксоль (ГОСТ 190—68).
Продукт окисления растительных масел с последующим введением сиккатива и разбавлением уайт-спиритом. Марки: В — льняная; СМ — смесь льняного и конопляного масел с подсолнечным; ПВ — из подсолнечного, соевого, рыжикового и других масел. Содержаниепленкообразующего — 54,5—
55%. /в сп — не ниже 32° С.
Патока (ГОСТ 5194—68). Крахмальная — отход в производстве сахара.
Пек каменноугольный (ГОСТ
1038—65). Продукт переработки каменноугольной смолы. Средний с /рзм, ° С: (А) — 65—75;(Б) — 75—83; высокотемператур
ный с /рзм, °С: 135—150.
Петролатум (ГОСТ 4096—62). Смесь парафинов и церезинов с остаточным маслом, получаемая при депарафинизации нефти. Марки: ПК — сернокислый; ПС — селективный и ПСс — селективный сернистый. Температура каплепадения £кп всех марок — не ниже 55° С. /всп, °С, не ниже: ПК — 350; ПС — 240; ПСс — 230.
Петролатум для литейного производства (МРТУ 12М№ 107—64). Смесь высокомолекулярных твердых углеводородов с маслом, получаемая при депарафинизации масел. Марка ПДС—дистиллятный; ПОС — остаточный.
Петролатум окисленный (МРТУ 12Н—64—63). Продукт окисления петролатума воздухом в присутствии перманганата .калия или двуокиси марганца. Хорошо растворяется в уайт-спирите.
17
Поливиниловый спирт ПВС (ГОСТ 10779—69). Продукт щелочного омыления поливинилацетата. Выпускается в виде порошка пяти марок (ПВС-1, .... ПВС-5). pH раствора—5—8. Растворим в воде. Вязкость 4%-ного раствора, сП: ПВС-1—6—9; ПВС-2 —9,1—12; ПВС-3 —
17} ПВС-4—17,1—25; ПВС-5—17,1—
Для ажурных, сложных стержней с большим количеством каркасов; для стержней низкой газотворности с затрудненной выбивкой.
ПВС является одним из полноценных заменителей масляных связующих для изготовления формовочных стержней любой сложности. Применяется ПВС в виде водных растворов оптимальной концентрации 12%.
Примерный состав стержневой смеси на ПВС (% вес.); песок 1К02А или Б-99 или песок П006А — I, раствор ПВС — 5 (сверх 100%). Смесь имеет предел прочности на сжатие всырую Осж ч= =0,048—0,05 кгс/см2; 0В сух = 13—16кгс/м2} газопроницаемость — 140} влажность —
4,4%. Стержни сушат при 230° С 20— 60 мин.Г азотворность стержней — 5—
см3/г.
Отмечается, что смеси, содержащие в качестве основы огнеупорный наполнитель, например кварцевый песок, и 10%- ный водный раствор ПВС в количестве
5% вес., имеют недостаточную прочность в сухом состоянии, повышенную гигроскопичность и требуют значительного времени на затвердевание.
Для снижения гигроскопичности, повышения скорости затвердевания, механической прочности в сухом состоянии и термической стойкости стержней в состав смеси йводят 10%-ный водный раствор неорганической кислоты — 0,2—0,6% вес. и водорастворимую термореактивную смолу— 0,01—1% вес.
Неорганическая кислота вводится как непосредственно в наполнитель, например кварцевый песок, перед введением в него водного раствора ПВС, так и вместе с водным раствором ПВС. Наиболее рационально в составах смеси применять неорганические кислоты: НС1, H2S04, Н3РО4.
Аналогичный эффект достигается введением в раствор ПВС поликарбоновых кислот в виде водных растворов, например, 50%-ный раствор винной кислоты, 30%-ный малеиновой и 10%-ный щавелевой.
Пример состава стержневой смеси повышенной прочности (% вес.). Вода—до 0,5; кварцевый песок—94,3—96,95; 10%-ный ПВС — 3—5; 50%-ный раствор винной кислоты — 0,05—0,1, или 30%-ный раствор малеиновой — 0,15—0,2, или 10%- ный щавелевой — 0,15—0,2; ССБ — до 0,5. Смесь обладает пониженной гигроскопичностью, повышенной прочностью и термостойкостью.
Водорастворимые термореактивные смолы вводят в смесь совместно с водным раствором ПВС. Взамен этих смол могут использоваться полупродукты их получения. Так, применяются феноломочевинофор- мальдегидная и феноломеламиноформаль-
дегидная смолы; указанные смолы, модифицированные фуриловым спиртом; полупродукты получения смол — фенолоспирты, формальдегид, мочевина и их производные. Эти вещества способствуют еще более быстрому отверждению смеси и вводятся в нее также вместе с водным раствором ПВС. В состав смеси может также добавляться сульфитно-спиртовая барда.
Связующее ВР-1 (МРТУ
05—1208—69). Водорастворимая фенолформальдегидная смола резольного типа, конденсированная в присутствии едкого натра. Сухой остаток — не менее 40%. Свободного фенола — не более 6%. Для форм и стержней по горячей оснастке, обычных стержней I класса сложности, оболочковых форм и стержней.
Связующее КВС (ГОСТ 9006—62). К эффективным безмасляным связующим, прошедшим длительную практическую проверку, относится связующее КВС — «кислая вода», получаемая на газогенераторных станциях древесного топлива или установках для перегонки древесины и упаренная до требуемой плотности. КВС — водный раствор веществ органической природы (углевод левоглюкозан, кальциевые соли оксикислот, свободные окси- кислоты, их лактоны, этиленгликоль и другие соединения). КВС особенно эффективен при изготовлении чугунного н цветного литья.
Твердение КВС при нагреве происходит как за счет процессов высыхания, так и вследствие химических превращений отдельных составляющих (окисление и полимеризация) .
Связующее КО. Термореактивная карбамидно-формальдегидная смола без свободного формальдегида. Сухого вещества — 65—70%. Вязкость по Вз-4 30— 150 с; рН=7—8; р=1,23—1,27 г/см3. Растворима в воде. Катализаторы отверждения — фосфорная и сульфоновая кислоты и хлорное железо с фосфорной кислотой.
Связующее ПБ (ГОСТ 3552—63) (пульвербакелит). Тонко измельченная смесь твердой новолачной фенолформальдегидной смолы 121 с уротропином (7,4%). (Тв сух стандартных образцов на электрокорунде — не менее 130 кгс/см2.
Связующее ПК-104 (пульвербакелит — ПБ) (ГОСТ 13507—68). Измельченная смесь твердой новолачной фенолформальдегидной смолы 104 с уротропином (7,4—8%). (Тв сух стандартной смеси на люберецком песке — не менее 48 кгс/см2. Для горячего плакирования песка, при изготовлении оболочковых форм.
Связующее ФФ-1С. Фенолформальдегидная смола, модифицированная фуриловым спиртом с добавкой стабилизатора — этилового спирта. Для стержней I и II классов сложности, оболочковых форм и стержней. р=1,06—1,10 г/см3.
Смолы КФ-40, КФ-90. Продукты конденсации формальдегида с мочевиной, модифицированные фуриловым спиртом. Рекомендуется следующее содержание фури- лового спирта в смоле: при изготовлении форм для алюминиевых отливок — 20—
18
25%; форм для тонкостенных отливок из серого чугуна — 35—50% и форм для литья из ковкого чугуна и стали — до 60%.
Смола М-19-62 (ГОСТ 14231—69). Продукт поликонденсацни мочевины с формальдегидом. Содержание сухого вещества в смеси марки А — не менее 60%, марки Б — не менее 65%. Вязкость по Вз-1 при 20° С для марок А и Б соответственно 20— 50 и 40—80 с при выпуске и 300 и 450 с после 60 сут хранения при 20° С; рН= =7,5—9,0. Хорошо растворяется в воде.
Смола М-56. Мочевиноформальде- гидная смола.
С м о л а МФ (МРТУ 6—05—1006—66). Карбамидная смола. Продукт конденсации мочевины с формальдегидом, стабилизированный аммиаком. Сухого вещества — не менее 65%. Вязкость при 20° С по Вз-1 — не выше 35—100 с при выпуске и 600 с после 60 сут хранения; рН=7—8,5. Применяется для стержневых смесей, твердеющих в горячей оснастке.
Смола МФ-17 (МРТУ
05—1006—66). Продукт конденсации мочевины и формальдегида, пластифицированный диэтиленгликолем или триэтилен- гликолем, стабилизирован аммиаком. Сухого вещества — не менее 70%- Вязкость при 20° С по Вз-1 — 40—100 с при выпуске и не более 400 с после 60 сут хранения; рН=7,5—9,0. Отверждается растворами хлористого аммония, щавелевой кислоты.
Смолы ФАЭД (МРТУ 59—15—69). Фурфуролацетонэпоксидная термореактивная смола. Выпускается марок ФАЭД-8, -10, -11, -13, различающихся соотношением мономера ФА и эпоксидной смолы, а также по вязкости. Отверждается полиэтилен- полиаминами или гексаметилендиамином на холоде или при нагреве. Растворяется в ацетоне и ароматических углеводородах.
Смола ФЛ-2 (СТУ 110221—258—64). Фуриловая смола. Получается поликонденсацией фурилового спирта. Вязкость по Вз-4 прн 20° С — не более 350 с.
Смола ФМ-2 (МРТУ 59—13—69). Фурановая смола. Продукт конденсации фенолоспиртов с фурфуролом в присутствии катализатора — малеинового ангидрида и стабилизатора — диэтиленгликоля или этиленгликоля. Связующее для форм и стержней, необратимо полимеризующееся при нагреве с отвердителем (кислым катализатором). Сухого вещества >60%. ов сух смеси — 12 кгс/смг. Желатинизация при 150° С за 200 с (не более).
Смола Ф8-1. Фурилофенолфор- мальдегидная смола.
Смола УКС (ГОСТ 14231—69). Мочевиноформальдегидная смола. Продукт поликонденсации мочевины с формальдегидом. Сухого вещества не менее 64% в марке А и не менее 67% в марке Б. Вязкость по Вз-4 при 20° С 40—200 с после выпуска и не выше 600 с после 90 сут хранения при 20° С. Время отверждения при 100° С — 45— 80 с. Хорошо смешивается с водой.
Сульфитно-спиртовая барда ССБ (ГОСТ 8518—57). Кальциевые соли лигносульфоновых кислот с примесью редуцирующих и минеральных веществ —
побочные продукты в производстве целлюлозы при обработке древесины бисульфитом кальция.
КБП (ЛКБП) —литейный концентрат ССБ в порошке. Более 87% сухого остатка; КБЖ (ЛКБЖ) — литейный концентрат ССБ жидкий. р= 1,25—1,30 г/см3. Более 50% сухого остатка; КБТ (ЛКБТ)—литейный концентрат ССБ твердый, р— = 1,4 г/см3. Более 76% сухого остатка; pH растворов — 5—7; Ов сух стандартных смесей— 5 кгс/см2. При содержании 5,6% и сушке при 160—180° С ов сух=1,6 кгс/см2.
Фенолоспирты (МРТУ
05—1164—69). Растворимые в воде первичные продукты поликонденсации фенола с формальдегидом, получаемые при избытке формальдегида в щелочном катализаторе. Сухой остаток — не менее 50%. Свободного фенола—не более 9%. Применяются для смесей, твердеющих в горячей оснастке. Катализатор — щавелевая кислота.
СОСТАВЫ ФОРМОВОЧНОСТЕРЖНЕВЫХ СМЕСЕЙ
С ОРГАНИЧЕСКИМ СВЯЗУЮЩИМ,ТВЕРДЕЮЩИХ ПРИ НАГРЕВЕ
Общим для этой группы составов, наиболее многочисленных по разнообразию вариантов, является то, что для придания форме требуемых свойств (прочности, газопроницаемости и т. д.) ее необходимо подвергнуть нагреву той или иной длительности. При этом в зависимости от вида связующего происходит его отвердевание за счет высыхания, или полимеризации, нли окисления и других химических превращений, результатом которых является повышение прочности смеси.
Рекомендуемая последовательность смешивания материалов при изготовлении формовочных и стержневых смесей: кварцевый песок, молотый кварц и оборотную смесь в течение примерно 2 мин смешивают с водой. Затем добавляют глину (каолйнит, бентонит) и мешают еще около 2 мин. Вводят декстрин, крахмал и тому подобные добавки и перемешивают 3 мин. Добавляют связующие (масла, смолы) и перемешивают 2 мин. В последнюю очередь вводят в смесь добавки — молотый уголь, древесные опилки.
ПЕСЧАНЫЕ И ПЕСЧАНО-ГЛИНИСТЫЕ СМЕСИ НА БЫСТРОТВЕРДЕЮЩИХ СВЯЗУЮЩИХ
ДЛЯ ПОВЕРХНОСТНО-ПОДСУШИВАЕМЫХФОРМ
Для изготовления средних и крупных чугунных отливок повышенной чистоты и точности применяют поверхностно-подсу- шиваемые формы, облицовочная смесь в которых содержит связующие, быстро твердеющие при сушке. Ниже приводится несколько составов облицовочных смесей этого типа (% вес.):
Для отливок средней сложности массой до 1 т. Глина — 3—5; кварцевый
19
песок К0315А — 60; отработанная смесь — 35; связующее КТ —2—3. 117=6—8%; Къл — =60; аСжвл=0-35—0,45 кгс/см2; свСух=1,5— 2 кгс/см2.
Для особо сложных отливок массой
2 т. Глина — 3; древесные опилки — 8; кварцевый песок К02А — 57; отработанная смесь — 36; связующее КТ—2. 117=4.5— 6%;Квл—70;°сжвл=0,27—0,35 кгс/см2;
°в сух=2,6 кгс/см2.
Для сложных отливок массой до 3 т. Кварцевый песок К02А — 50; отработанная смесь — 45; связующее (СП, СБ) — 3,5. 1Р=3,5%;КвЛ=160; оСЖвл=0,3—0,35 кгс/см2;
°в сух ~3,5 кгс/см2.
Для отливок средней сложности
массой 3—5 т. Жидкое стекло — 2,5; каменный уголь—5; кварцевый песок К02А — 80—75; едкий натр (10%-ный раствор)— 0,75—1,0;отработанная смесь —
15-20. 117=4—5%; КвЛ=70; сСЖвЛ=0.2- 0,3 кгс/см2; овсух=8 кгс/см2.
Для сложных отливок массой до
5 т. Глина — 5—3; жидкое стекло — 5,5; каменный уголь — 5; кварцевый песок К02А—90—92; мазут—0,5; NaOH (10%-ный раствор) — 0,75—1,0. W=2,4—3%; КвЛ= = 150; оСЖвЛ=0,15—0,3 кгс/см2; овсух=7— 12 кгс/см2.
ПЕСЧАНЫЕ И ПЕСЧАНО-ГЛИНИСТЫЕ
СТЕРЖНЕВЫЕ СМЕСИ НА СВЯЗУЮЩИХ,
ТВЕРДЕЮЩИХ ПРИ ТЕПЛОВОЙ СУШКЕ
Смеси для стержней, твердеющие при нагревании (тепловой сушке), широко используются, в частности, при изготовлении стержней механизированно в массовом и крупносерийном производстве, с помощью одного из наиболее прогрессивных типов оборудования —пескодувных машин.
Недостатками смесей тепловой сушки является длительность процесса (2—4 ч в печи), невысокая точность полученных стержней, деформирующихся при извлечении из ящика и транспортировке, недостаточно высокая прочность.
Ниже приводятся составы стержневых смесей тепловой сушки.
Смеси для механизированного изготовления стержней 1—III классов сложности при производстве чугунного литья (% вес.; связующее—сверх 100%).
Смесь, уплотняемая в закрытых
ящиках, для отливок из серого чугуна: кварцевый песок 2К0315Б — 50; ЗК01А— 34; стержневые отходы —15; крепитель СПТ —3—3,5;ССБ — 2. IV = 2—3.2%;
КвЛ>80; оСЖвЛ — до 0,07 кгс/см2; овсух= = 10—14 кгс/см2.
Смесь, формуемая пескодувно в закрытых ящиках для отливок из серого или ковкого чугуна. Кварцевый песок 2К0315Б— 68; ЗК01А — 16; стержневые отходы — 16; крепитель СПТ — 2,5; ССБ — 2,0. 117=1 — 3,2%; Квл >80; °сжЕЛ — ДО 0,07 кгс/см2; °всух=6—Ю кгс/см2.
Смесь, формуемая пескодувно, для отливок из ковкого чугуна. Кварцевый
20
песок — 2К0315Б — 50; ЗК01А — 50; крепитель СПТ — 2; ССБ — 2. W = 1—3,2%; КвЛ>80; °сж вл ДО 0,07 кгс/см2; св сух= =4—6 кгс/см2.
Смесь, формуемая пескодувно в закрытых ящиках, для отливок из серого чугуна. Кварцевый песок 2К0315Б — 50; ЗК01А — 34; стержневые отходы—16; крепитель СПТ — 2,5; ССБ—-2.117=2—
3,2%; КвЛ>80; осж вЛ=0,07—0,1 кгс/см2; ов сух=7—10 кгс/см2.
Типовые составы смесей для стержней при производстве чугунных и стальных отливок (% вес.; связующие — сверх 100%). 1. Для стержней I класса сложности. Кварцевый песок (глинистая составляющая— до 2)—100; связующее (П, ПТ, ПТН, СПТ, КО, пульвербакелит и т. п.)—
1,5. lV=l-3%; К „л=130; аСЖвЛ=0,03- 0,06 кгс/см2; авсух=7—10 кгс/см2.
2. Для стержней II класса сложности;
Кварцевый песок 100—97 100—97
Глина 0-3 0—3
(Общее содержание
ГЛИНЫ 3—5 2—5)
Связующее: П, ПТ, ПТА, СПТ, КО, ПБ
и др. 2—3 —
ГТФ, СЛК, БК. ДП — 3—4
Сульфитная барда 2—3 2—3
W, % 2—4 2-4
квл 100 100
°СЖВЛ. кгс/см2 0,05—0,1 0,05—0,1
"в сух- КГС/СМ2 5—7 5—7
3. Для стержней III класса сложности:
Кварцевый песок 100—96 97—96
Глина 0-4 3—4
(Общее содержание
ГЛИНЫ 3—6 3—6)
Древесный пек 3-6 —
Связующее: П, ПТ. ПТА, СПТ, КО, ПБ
и др. — 2—3
Сульфитная барда 1—3 2—3
W, % 3-=1 2—4
Квл 100 100
°СЖвл- КГС/СМ2 0.1—0,16 0,1—0,16
ав сух- кгс/см2 3,5—6.0 3,5—6.0
Для стержней IV и V классов сложности
А Б
Кварцевый песок 93—55 72—38
Глина 7—5 8—2
Оборотная смесь (Общее содержание 0—40 20—60
глины 5—7 7—10)
Древесные опилки 0.2 0,3
Сульфитная барда 2—3 0,3
W. % 4.5—5.5 5—6
КвЛ 70 70
аСЖ вл* кгс/см2 0,15—0.25 0,2—0,35
°в Сух* кгс/см2 2—3 0,8—1.5
А—класс IV; Б — класс V.
Смеси для стержней I и II классов
сложности вес.,Ю0%):
Кварцевый песок
1К02ББентонит
Сульфитная бардаКарбамидПульвербакелитАморфный графитW. %
КвЛ
ссж вл» КГС/СМ2св СУХ' кгс/см2
Кварцевый песок1К02Б
Бентонит
Сульфитная бардаКарбамидШамот молотыйПульвербакелитАморфный графитW, %
КвЛ
°сжвл. кгс/см2оЕ сух. кгс/см2
ВодаБентонит Б-3КарбамидКварцевый песок
1К02Б
Опилки древесныеОтработанная смесьСвязующее КБТ (р=

w, %
Къл
асж вл»» КГС/СМ2
°всух» кгс/см2
связующее — сверх
96—96,5 97
3—3.5 3
2,6—3,0 2,5
0,5 —
0,5 0,5
0.5 .
2,3—2,6 2.3—2,5
119—138 142—146
0,14—0,15 0,17—0,19
8,8—11,2 6,2—7
97 96
3 3.2
2.5 3,0
0,5 0,5
— 0,3
0,5 0,5
— 0.5
2,2—2,5 2,2—2,6
119—138 119—138
0,14—0,17 0,11—0,14
7,8—8,5 9,0
2 2
4 6
1 1
54—56 92
2 2
40—30 —
5 5
4 4
119 205
0,22 0,17
5,5—7 8—13
Вода — 1; бентонит Б-3 — 2—1; карбамид— 0.5; кварцевый песок 1К02Б—98— 99; связующее КБТ (р=1,3) — 2,5. 1^=4%; Квл=205; осж вЛ=0,08—0,16 кгс/см2; авСух= =8—13 кгс/см2.
Смеси для пескострельного изготовления стержней (ССБ, ПТ, талловое масло и вода — сверх 100%):
Песок кварцевый 95 91,5
Глина 5 6
ССБ (р=1,251 6.5 3,0
Крепитель ДП — 2,5
Крепитель ПТ 1.5 —
Талловое масло — 0,8
Вода — 1.5
W. ,% СО
СО
1
(N
со' 4—5,5
Квл по 70
°СЖвЛ» кгс/см2 0,20—0,25 0,3—0,35
°всух» кгс/см2 8—12 3—5
Типовые составы стержневых смесей при литье медных сплавов (% вес.,
связующее — сверх 100%). 1. Для стержней 1 класса сложности. Кварцевый песок 1К02А — 100; связующее группы А1—0,6—
117=2—3%;/Свл=120; °сж вЛ=0,03—
06 кгс/см2; овСух=5—8 кгс/см2.
Для стержней II класса сложности. Кварцевый песок 1К02А —100; связующее М —1,0—1,25; декстрин—0,2—0.3. 117=3—
4,5%; Квл>ЮО; оСЖвЛ=0,04—0,06 кгс/см2; ов сух=7— 20 кгс/см2.
3. Для стержней IV — V классов слож-
ности.
Кварцевый песок П01 20 20
Кварцевый
1К02А песок 70 70
Связующее
А2 группы 1,5—2,5 ССБ — 2
W. % 3—4 До 3
Квл 90 14
°сжвл» кгс/см2 — 0,1—0,2
«в сух» кгс/см2 — 6—15
Типовые составы стержневых смесей при литье алюминиевых и магниевых сплавов (% вес.). Для магниевых сплавов в смесь вводят 0,3—1% серы или до 5% борной кислоты.
Для стержней I класса сложности:
Кварцевый песок 1К02А — 100; связующее М — 0,9—1,5.
Кварцевый песок К025— 100; связующее М, М2—1,0—1,5; пектиновый клей —
5.1,5; уайт-спирит или керосин — 0,25.
Кварцевый песок К025 — 97—95; раствор ПВС (10—12%-ный) —3,5; пылевидный кварц — 3—5.
Кварцевый песокК025—1,5—2,0; пектиновый клей — 0,5—1,0; керосин или уайт-спирит — 0,25.
Для составов (1)—(4);1У=2,5—5%;
Квл > 100; асж ЕЛ=0,03—0,07 кгс/см2; св сух= =8—12 кгс/см2-
Для стержней II класса сложности:
Кварцевый песок
1К02А95—9795—97
Кварцевый песок 1К016А5—35—3
Связующее М1,5—2,02—4
Кварцевый песок К025 — 98—90; кварцевый песок П016 или П0063 — 2—10; крепитель 4ГУ, 4ГР—1—5; связующее М, М2 —1,5—3; пектиновый клей—0,5—2,0; уайт-спирит или керосин — 0,3.
Кварцевый песок К025—80—70; кварцевый песок КОЮ—20—30; крепитель 4ГУ, 4ГР—1—5; связующее М, М2—1,5— 3,0; пектиновый клей — 0,5—2,0; уайт-спирит или керосин — 0,3.
Для составов (1) — (3):W=2—5%;
КвЛ>80; =сж вл=0.06—0,15 кгс/см2; <звсух= =4—12 кгс/см2-
Для стержней III класса сложности:
Кварцевый песок 1К02А — 95—97; кварцевый песок 1K0I6A — 3—5; связующее БМ —1,5—3.
Кварцевый песок
К025 48—45 70—50
Кварцевый песок П016 или П0063 2,0—5 —
Связующее М, М2 1,5—2 1,5—2
Пектиновый клей 1,5—2,5 1.0—1,5
Стержневые отходы 50 30—50
Уайт-спирит или ке- 0,3 0,3
росин
21
Для составов (1) — (2):W—2—6%;
Кв:л>45; аСЖвЛ=0,06—0,15 кгс/см2; овсух= =4—12 кгс/см2.
Для стержней IV класса сложности. Кварцевый песок 1К02А—46—47; кварце
вый песок 1К016А—4—3; оборотная смесь — 50; крепитель СБ — 1,5—3,0; 1У= =4%; КвЛ>70; оСЖвЛ=0,15—0,25 кгс/см2; °в сух=13 кгс/см2
Т а б л и ц а 2.5
ТЕМПЕРАТУРА СУШКИ СТЕРЖНЕЙ
Связующее 4ГУ П, ПТ, КО М, М2, декстрин ЛКБЖ ПВС
Температура сушки, DC 200-230 220-240 180-200 180-220 200—220
Формовочные и стержневые смеси различного назначения (% вес.): 1. Единые смеси для форм при чугунном литье:
АБ
Оборотная смесьКварцевый песокК02Б, К0315Глина монтморилло-нитовая
Асбестовая крошка(сорт VI)
Льняные очесы(костра)
Древесный пек илибитум
Крепитель ГТФ илиКО
Сода кальцинирован-ная
Контакт Петрова
Вода
W, %
°сжвл. кгс/см2 °всуХ. кгс/см2 Квл
89,2—94,7 89,7—95,6
00
1
О 4,3—7,8
0,4—0,8 0,5-1
0,5—1 —
— 0,5—1,5
0,4—1 —
0,25—0.5
3% от веса глины
0,01
6,55,5—6,5
5,54,5—5.5 0,75—0,85 0,65—0,75
0,045—0,070,045—0,07100 100
2. Составы облицовочной смеси для форм при чугунном литье:
А Б в
Кварцевый песок К02 А или Б 30 15 62
Оборотная смесь Глина монтморилло- 68 75 30
нитовая 2—3 4 4—5
Уголь молотый — 6—8 —-
Сульфитная барда — — 0,5
Крепитель КТ — — 1,5—2,0
Состав для стержней сложных форм, изготовляемых пескострельно. Асбестовая крошка 7-370—0,86; кварцевый песок К02—65,2; крепитель П — 3,37; маршалит— 5,95; олифа натуральная]—0,74; ССБ—1,88; хромомагнезит (порошок) — 22.
Сухие компоненты смешивают в бегунах 10 мин, добавляют воду и сульфитную барду, перемешивают 5 мин, добавляют олифу, перемешивают 2 мин, вводят крепитель П и перемешивают еще 3 мин.
Смесь для сложных стержней низкой
газотворности. Кварцевый песок 1К02 А или Б—-97; связующее ВР-1—1,5; ССБ—1,5. °сж вл = 0,025—0,035кгс/см2; ов Сух =
=6,5 кгс/см2.
Смесь для литейных стержней и форм (вес. ч.). Кварцевый песок — 95—105; свя
22
зующее (смола — продукт термолиза лигнина и целлолигнина) — 3,5—4,5; цинк хлористый (40—50%-ный раствор) — 0,07— 1,6. (Повышенная живучесть и улучшенные условия труда).
Быстротвердеющие смеси для стержней при изготовлении стальных отливок. Средние и мелкие стержни: кварцевый песок—-65,7; оборотная смесь — 32,8; асбестовая крошка (хризотил) — 1,5. Сверх 100%: крепитель КВС — 3,5; ССБ — 1,5; мазут—1. 117=1,5%; КВЛ > 150; °сж вл= =0,15—0,20 кгс/см2; авсух=5—9 кгс/см2. Крупные стержни-, кварцевый песок — 97; асбестовая крошка —3. Сверх 100% : крепитель КВС — 3,5; ССБ — 1,75; мазут — 1. W = 1,5%; КЕЛ >150; осж вЛ = 0,10- 0,15 кгс/см2; овСух=8—12 кгс/см2. Сушка 30 мин при 180—200° С.
Стержневая смесь пониженной токсичности (% вес.). Вода — 2—4; глина формовочная (сверх 100%) — 3—6; кварцевый песок — 94—97; связующее ММ-2-1—
3. оСЖвЛ=0,2—0,8 кгс/см2; осжсух=10— 12 кгс/см2; овСух=5—6,8 кгс/см2; АСс= 150; Сушка 1 ч при 150° С.
Смесь пониженной влажности для
форм при литье серого чугуна (отливки до 500 кг). Оборотная полусухая смесь— 73,2; кварцевый песок — 25; бентонит —1,5; смола — 0,3. Сверх 100%:патока — 2,5;
вода —1,2.117=2,2—2,3%; КвЛ=90—100;
°сжвл=0,4—-0,5 кгс/см2.
Смесь для форм при чугунном литье. Асбестовая крошка — 13,8—15,0; бентонит— 4,6—5,5; вода (сверх 100%)—4,2—4,8; кварцевый песок—77,0—79,4; ССБ—2,2—2,5.
Формовочные смеси в производстве крупных сложных отливок с повышенной чистотой поверхности из жаропрочных и высоколегированных сталей (вес. ч.):
1. Цирконовый концентрат 100 72
Кварцевый песок 1К02Б 28
Сверх 100%: глина 2,6 2,6
ССБ 2,3 2,9
Крепитель КВС 2,5 3.7
W. % 1.8—2,2 2,3—2,6
квл 40 50
°сжвЛ. кгс/см2 0,12—0,15 0,16—0,20
°всух- КГС/СМ2
(после термообработки) >15 >15
2. Цирконовый концентрат 72 72
Кварцевый песок 1К02Б 28 28
Глина — 2,6
Жидкое стекло 5,8 5,8
Вода 0,6 0,6
W. % 2,8—3,2 2,6—3
КвЛ 50 50
°сжвл. кгс/см2 0,03—0,05 0.16—0,20
ов после продувки С02, кгс/см2 3 2
После термической обработки — 25
Для крупных стальных отливок (до
5000 кг). Порошок хромомагнезитовый— 100; ССБ —0.75—3.0.1^=5—6%; КъЛ=
=50—70; осж бЛ=0,2—0,3 кгс/см2.
Для особо крупных и тяжелых отливок (более 5000 кг). Хромистый железняк- 100; жидкое стекло — 7,5. W=5—6%.
Для крупных отливок из легированной стали. Цирконовый песок — 100; глина— 2,5; крепитель СБ—2—3. Ц7=3—5%; Двл=40—130; Осш в л =0,3—0.45 кгс/см2.
ПЕСЧАНО-СМОЛЯНЫЕ СМЕСИ ДЛЯ ОБОЛОЧКОВЫХ ФОРМ
Формы-оболочки для мелких и средних отливок изготовляют из песчано-смоляных смесей [например, песок+пульвербакелит
(ПБ) 4—9%], насыпаемых на металлическую модельную плиту, нагретую до 300— 350° С. В слое, прилегающем к плите, смола расплавляется, обволакивает зерна песка и частично затвердевает. Избыток смеси с нерасплавившейся смолой удаляют, а оболочку вместе с модельной плитой помещают в печь, где при 300—350° С происходит окончательное затвердевание смолы. Для улучшения свойств смеси в нее вводят увлажнители (керосин, мазут, фурфурол, стеарин) и растворители (ацетон). Ниже приводятся составы некоторых смесей для оболочковых форм (% вес.):
Для чугунных и стальных отливок массой до 15 кг. Песок 1К01А — 100; ПБ — 6; фурфурол — 1,1 или ацетон — 1,8.
Для отливок массой более 15 кг. Песок 1К02А — 50; песок 1К01А — 50; ПБ — 6; фурфурол — 1,0 или ацетон — 1,6.
Для алюминиевых отливок с невысокой чистотой поверхности. Кварцевый песок 1К01А — 100; ПБ—5; керосин — 0,3 или фурфурол 1,0 или ацетон — 1,2.
Для отливок с повышенной чистотой
поверхности. Кварцевый песок 1К02Б — 30—50;1К063А — 70—50} ПБ — 6; керо
син — 0,4 или фурфурол —1,2 или ацетон —1,4.
В смесь для отливок из магниевых сплавов добавляют порошок серы (серный цвет) или флотационный колчедан — 10% от массы песка.
5—9. Для литья алюминиево-магниевых сплавов {% вес.)
5
Песок кварцевыйКОЮ (А или Б)100
Песок цирконовый—
Песок кварцевыйК025 (А или Б)—
ПБ—
Смола 1805—10
Уротропин0,2—0,4
Стеарат калия0,01
6 7 8 9
70—50 100 _ — — 100 100
30—40
— 2—3 — 1,5—2
5—10 —. 3,5—5 —
0,2—0,4 — 0,15—0,2 —
0,01 — 0,01 —
Смеси лучшего качества получаются при предварительном покрытии частиц песка пленкой смолы — плакировании. Различают: холодное плакирование без добавок растворителя, горячее плакирование, холодное плакирование с малыми добавками растворителя.
Холодное плакирование. Порошок смолы (например, пульвербакелит) растворяют в ацетоне, затем вводят раствор в песок в процессе приготовления смеси в бегунах. При перемешивании продувают воздухом для более быстрого испарения растворителя.
Наилучший результат дает холодное плакирование с малыми добавками растворителя. При этом просеянный песок загружают в смеситель и при перемешивании в течение 2 мин вводят 0,8—1,2% фурфурола, затем порошок ПБ и перемешивают 8—10 мин. После загрузки ПБ смесь продувают воздухом. По выгрузке смесь размельчают и просеивают.
Горячее плакирование. Песок нагревают до 130—140° С и смешивают с порошком смолы (например, новолачной № 18), которая без катализатора не способна полиме- ризоваться и переходить в необратимое состояние. После перемешивания около 10 мин смола расплавляется и обволакивает песчинки. При температуре 80—90° С в смесь вводят катализатор — водный раствор уротропина, перемешивают еще 5 мин и выгружают смесь при температуре не выше 50°С. Средний состав смеси (% вес.): песок кварцевый — 94,5} смола — 4; уротропин — 0,5.
ПЕСЧАНО-СМОЛЯНЫЕ СТЕРЖНЕВЫЕ СМЕСИ, ТВЕРДЕЮЩИЕ В НАГРЕТОЙ ОСНАСТКЕ ИЛИ САМОТВЕРДЕЮЩИЕ БЕЗ НАГРЕВА
Смеси для стержней, быстро твердеющие при нагревании, получают все более широкое применение благодаря способно
23
сти обеспечивать необходимую точность стержней различной сложности, высокую производительность, хорошую выбивае- мость и высокие физико-механические свойства. Связующим в этих смесях служат быстро твердеющие при нагреве составы (гидросил, ССБ, силикопек и др.) или синтетические смолы (фенолформальдегидные, фурановые и др.). Наполнителем является кварцевый песок.
Используют два варианта приготовления песчано-смоляных смесей:
Предварительно наносят смолы на зерна песка и формуют стержни из плакированной смеси при давлении и нагреве.
Вводят растворы фурановых смол в смесь и формуют стержни из влажной массы.
Затвердевание стержней из плакированных смесей длится 1,5—2 мин, а из фурановых (влажных) смесей—10—20 с.
Находит также применение введение катализаторов, ускоряющих твердение, а иногда обеспечивающих отвердевание без нагрева (в холодном ящике).
Для плакирования песка при изготовлении оболочковых стержней в нагретых ящиках широко используется связующее ПК-104 (ГОСТ 13507—68), представляющее собой измельченную смесь фенолформальдегидной смолы с уротропином. Введение небольших количеств растворителей (2% ацетона или 1,5—2% эфироальдегидной фракции) предотвращает расслаивание.
Затвердевание смесей на смолах М-56, М-60, УКС и т. п. протекает при темпера
туре 240° С. Для смол ВР-1 оптимальная температура 220° С, допустима 240—260° С.
Смеси с фенолоспиртами твердеют при 220—260° С за 1—3 мин; смеси на фурановых связующих (ФФ-1С и др.) твердеют за 5—10 с при 230—240° С.
При формовании стержней в нагретых ящиках рекомендуется применять разделительный состав в виде 3%-ного раствора кремнийорганнческого каучука СКТ в уайт- спирите. Раствор наносится пульверизатором на подогретую до 80—100° С поверхность стержневого ящика и подсушивается
15 мин. Последующие нанесения раствора проводятся при рабочей температуре. Термостойкость пленки — выше 300° С. Покрытие производится один раз для 20—50 стержней.
Многие составы формовочных и стержневых смесей, имеющие в качестве связующих различные смолы (мочевиноформаль- дегидные, фурановые и др.), способны в присутствии катализатора отвердевать и без подогрева (в холодную), хотя длительность отвердевания при этом больше, чем при нагреве, а прочность отвердевшей массы несколько ниже. Таким образом, ряд песчано-смоляных составов, приведенных в данном разделе, может быть использован и при отвердевании с нагревом и при отвердевании на холоде.
Например, смеси с фурановыми смолами, имеющие в качестве катализатора фосфорную кислоту (р=1,5 г/см3) и наполнителя — чистый кварцевый песок, затвердевают при следующих температурах:
Температура, °С5—1010—1515—2020—2525—30
Содержание кислоты, %1,1—1,30,9—1,10.6—0,90,4—-0,60,4
Твердеют на холоду также смеси, содержащие карбамидную смолу И-19-62 (ГОСТ 14231—69) и фуриловый спирт (ТУ 59—17—69) в отношении 1:0,7 по весу или 4:3 по объему, а также смеси, содержащие связующее КО.
Твердеющая на холоду стержневая смесь для алюминиевых сплавов (% вес.). Катализатор— 0,8—1,0; кварцевый песок 1К02Б— до 100; связующее КО — 2—2,5. /=20—30° С. Перемешивание после каждой добавки
3 мин. Разъем ящиков — через 5— 30 мин. Отверждение на воздухе 3—6 ч. 117=0,9—1,4%; К= 120—150; оСЖвл=0,04— 0,05 кгс/см2; овСух=8—12 кгс/см2.
Песчано-смоляные стержневые смеси (вес. ч.). 1. Катализатор 1—
5; кварцевый песок—1К02 А или Б — 100; смола М-56 или УКС — 2,5—3. осжвЛ= =0,04—0,05 кгс/см2; ов сух=20—27 кгс/см2.
Кварцевый песок 1К02 А или Б—
100; связующее ВР-1 — 2,5—4. осж вЛ= =0,03—0,04 кгс/см2;сух=16—25 кгс/см2.
Мочевина — 0,2—0,3; кварцевый песок 1К02 А или Б — 100; фенолоспирт—
4. осж вЛ=0,03—0,06 кгс/см2; овсух=12— 20 кгс/см2.
1В % от связующего.
Катализатор1 — 5—7; кварцевый песок 1К02 А или Б —100; связующее ФФ-1С — 2.5—3,5. осж вЛ = 0.03—0,04 кгс/см2; свсух = 22—27 кгс/см2.
Катализатор (10%-ная соляная кислота)— 0,15—0,2; кварцевый песок 1К02 А или Б — 100; смола ФФ-1СМ —3—4.
Кварцевый песок 1К02 А или Б —100; мазут — 0,2—0,4; гидросил — 4—-6. оСЖвЛ= =0.03—0,05 кгс/см2; ов сух=22—27 кгс/см2.
Бензолсульфокислота (70%-ная) — 0,5—0,7; кварцевый песок 1К02 А или Б — 100; связующее 11-1Ф—2,5—3. оСЖвЛ= =0,03—0,05 кгс/см2; овСух=6—14 кгс/см2.
Кварцевый песок 1К02 А или Б—100; связующее (М-19—62+фуриловый спирт)—
2; фосфорная кислота — 1—1,5. осжвл= =0,03—0,05 кгс/см2; овСух=6—14 кгс/см2.
Кварцевый песок К016Б — 100; смола ФФ-1СМ — 2,8—3,0; 60%-ная бензолсульфокислота в контакте Петрова 1,0—
или смола КФ-90—2,5—3,0; фосфорная кислота—0,75—1,8 или смола ОФ-1—2,0— 2,5; (бензолсульфокислота (водный раствор)—0,6—2,0. асж через 30—60 мин —1,5—
кгс/см2, через 3—4 ч—8—12 кгс/см2. через 24 ч—24—34 кгс/см2.
Смесь для пескострельного изготовления стержней сложной конфигурации в горячих ящиках (% вес.). Кварцевый песок,— 100; смесь крепителей (50% ВР15+50% НАК)—
24
4; перемешивание — 4—5 мин. Заполнение в нагретые до 250—280° С ящики, спекание в печи — 4—6 мин прн 400— 450° С. Части стержней склеивают клеем (% вес.): жидкое стекло — 40; маршалит— 60. Диаметр стержней— 150—400 мм, масса — до 45 кг.
Для стержней, твердеющих в горячих я щ и к а х (% вес.). 1. Кварцевый песок К02 или К016 — 100; феноло- спирт — 4; катализатор—0.4. И7=1,5—2%; К1Л> 100; =сж вЛ=0,03—0,05 кгс/см2; овсух= =15—20 кгс/см2.
Кварцевый песок —100; эмульсия МФ (2 ч. смолы + 1 ч. воды) — 4,0; хлористый аммоний — 0,4 (от веса смолы).
Кварцевый песок — 100; гипс строительный—1,5; ССБ (с 16% карбамида от массы ССБ) —4,0.
Облицовочная смесь для форм и стержней при стальном литье (% вес.). Вода — до 30; пылевидный огнеупорный наполнитель — до 100; растворитель — до 40; сажа белая — до 2; связующее ПР или ПРС — 2—15.
Связующее ПР — отход (маточный раствор) производства пентаэритрита, обработанный персульфатом щелочного металла; связующее ПРС — 25—40% ПР+60—75% ССБ+катализатор (персульфат; перекись водорода; фосфорная кислота).
Длительность отверждения и пористость смеси регулируют применением ацетона, введением до 20% спирта; противопригарные свойства улучшают заменой (до 5%) пылевидного кварца окисью железа; для улучшения смачиваемости вводят до 0,5% ПАВ.
Смесь для изготовления стержней в горячих ящиках при чугунном литье (% вес.). Кварцевый песок 1К02—100; окись железа — 0,5; катализатор — 0,6; смола КФ-90 — 2,3. Ос ж в л =0,03 кгс/см2; Об сух=8 кгс/см2. (Минимальное время отверждения 10 мм образца — 8 с)
Смесь для изготовления стержней в горячих ящиках при алюминиевом литье (% вес.). Кварцевый песок—100; катализатор — 0,5; смола КФ-40 — 2,4. ос ж в л “0,03 кгс/см2; ов сух=14 кгс/см2. (Минимальное время отверждения 10 мм образца — 5 с).
Облицовочные смеси для форм и стержней (% вес.).
1. Вода
Кварц пылевидный Растворитель Сажа белая (Si02) Связующее ВР-1
А Б
18—24 5—25
62—75 До 100
7—11 7—40
До 1 До 2
0,5-3 0,5—15
Для улучшения противопригарных свойств можно заменять до 5% кварца окисью железа; для улучшения смачиваемости вводят до 0,5% ПАВ (контакт Петрова), алкамон и др.
Огнеупорный наполнитель — до 100; ПБ — 1—6; растворитель — 20—50; сажа белая (БЮг) — ДО 2.
Длительность отверждения и пористость изменяют, вводя ацетон или ацетон — 80+
+спирт — 20; до 5% кварца можно заменять окисью железа.
Стержневые й формовочные смеси (вес. ч.): 1. Катализатор — 0,045— 0,3; мочевиноформальдегидная смола —
2;наполнитель огнеупорный — 95—
105; углеводно-белковый гидролизат —
1,5. (Повышенные физико-механические свойства).
Огнеупорный наполнитель — основа; водоэмульсионная резольная смола с 2— 12% вес. ацетона — 2—4. (Сниженная при- липаемость, повышенная живучесть и прочность в сухом виде).
Стержневая смесь. Вода — 1—1,5; кварцевый песок — 100; контакт Петрова — 0,03—1,0; мочевина—0,2—0,5; смола ММФ—2—3; ССБ (концентрат КБЖ-А или аммоний сернокислый)—0.3—1,0; фосфорная кислота 40%-ная—0,5—1,0. (Повышенная прочность и термостойкость).
Смесь для оболочковых стержней при литье из магниевых сплавов. Огнеупорный наполнитель — основа; ПБ — 4%; эфироальдегидная фракция—1%. 0всух = 21 кгс/см2; Ос* сух=4б,5 кгс/см2; К>300. Перемешивание — 6 мин; газотворность — 11 см3/г (слеживания иет, пыление небольшое).
СОСТАВЫ ДЛЯ УГЛЕРОДНЫХ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ
Одним из прогрессивных направлений литейной технологии, обеспечивающим возможность изготовления отливок из тугоплавких легкоокисляющихся химически активных металлов и сплавов, является применение углерода (графита, углеродсодержащих композиций и др.) для производства литейных форм.
Изготовление углеродных литейиых форм может осуществляться различными способами:
механической обработкой готовых графитовых блоков или заготовок;
набивкой или прессованием графитовых формовочных смесей (по обычной литейной технологии);
окунанием и обсыпкой (по технологии оболочкового литья с выплавляемыми моделями);
карбонизацией углеродистых формовочных композиций обжигом под давлением на модели.
При механической обработке графитовых заготовок используют графиты марок ГМЗ, МГ и т. д. Здесь этот метод не рассматривается.
При изготовлении углеродных форм прессованием или набивкой наполнителем смеси служит углеродный порошок различной зернистости, от величины которой и состава связующего в основном зависят свойства готовых форм.
В большинстве практически применяемых составов сочетаются в различных соотношениях порошкообразный графит (наполнитель) и синтетическая смола в растворе или порошке (пульвербакелит, смо
25
ла ВИАМ-Б, бакелитовый лак и др.). Растворителем обычно служит спирт
Смеси изготовляют и без синтетических смол Состав такой графитовой формовочной смеси (% вес.). Графит — 77—63; связующее — 23—37. Связующее: каменноугольный пек — 33; деготь березовый— 27; крахмал злаковый (маисовый, рисовый, кукурузный) — 17; вода — 23.
Для улучшения смачивания графитовых зерен рекомендуется добавлять до 1% ПАВ. Пек и деготь взаимозаменяемы. Крахмальный раствор упрочняет форму в сыром состоянии, пек и деготь — в процессе коксования, при высокой температуре.
Ниже приведено несколько составов углеродных формовочных смесей, в табл. 2.6 —- характеристики связующих, которые могут применяться для изготовления таких смесей.
Т а б л и ц а 2.6
СМОЛЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В КАЧЕСТВЕ СВЯЗУЮЩИХ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ УГЛЕРОДНЫХ ФОРМ
Смолы Марка ГОСТ, ТУ Сухой остаток *
% с. %**
Фенолформальдегидные Пульвербакелнт 3552—63 100 58
ВИАМ-Б ТУ МХП 4158-54 80 48
№ 18 18694-73 100 56
901-71 50 30
Фенолфурфуролформальдегидная ФМ-2 МРТУ 59-13-69 80 57
Фурнловая ФЛ-2 СТУ ПО-21-258-64 65 36
Фурилово-фенолформальдегндная Ф-10, Ф-4 МРТУ 6-05-1092-67 40 25
Фурфуролацетоновая Мономер ФА МРТУ 6-05—945-64 85 58
Фурфуролацетоновая с кремне органикой ФАТ 78
Фурфурол ацетоно-формальдегидная ФАФФ-31 ТУ П—359-63 96 58
Фурфурол оцетоноэпоксндная ФАЭД МРТУ 59-15-69 3
При 220°С, 4 ч.
Выход углерода при нагреве до 630°С.
Углеродные формовочные сме- с и (% вес.) для черного и цветного лптья (в основном — титана и жаропрочных сплавов). 1. Вода —15; графит (порошок) — 65; крахмал — 1; ПАВ — 1; пек — 12; фенольная смола—6.
Бентонит — 7; вода — 3,5; углеродистый наполнитель — 89,5.
Графит (порошок)—60; спирт-растворитель— до рабочей консистенции; фенольная смола — 40.
Графит (порошок)—80, уротропин — 3; фенольная смола № 18— 17.
Графит (порошок) — 80; ПБ — 20.
Для суспензии при литье по оболочковым формам.
Вода — 56, графит (порошок) —37,8; коллоидный графит — 6; ПАВ — 0,03, эмульгатор — 0,17.
Формовочная противопригарная углеродистая смесь. Графит, кокс, антрацит— 82—89; глина огнеупорная молотая —
18; ССБ (сверх 100%)—2—2,5.
Стержневая противопригарная графитовая смесь, используемая при изготовлении массивных стальных отливок (толщина стенки—до 150 мм). Кварцевый песок К016—66; кварц пылевидный — 15; графит серебристый — 25; глина огнеупорная— 4. Сверх 100%: крепитель КО—4; ССБ — 1. Квл=30—40; Ксух=60-70; оСЖвЛ= =0,3—0,4 кгс/см2; св сух=6—8 кгс/см2.
Крупные стержни окрашивают краской на пылевидном кварце и сушат при 220— 240° С.
Сталь насыщается углеродом на глубину 1—1,2 мм от поверхности.
26
Смесь оболочковых форм по горячей модели. Углеродистый наполнитель — 94; фенольная смола — 6.
Для снижения склонности к растрескиванию и сокращения цикла изготовления рекомендуют применять в качестве связующего не готовую смолу, а смесь низкомолекулярных органических веществ резорцина и фурфурола. Эта смесь обладает высоким коксовым числом (75—82%), за счет чего обеспечивается высокая прочность форм; кроме того, сокращается продолжительность технологического процесса изготовления форм (до 1 сут).
Такое связующее содержит (вес. ч.): резорцина — 30—50, фурфурола — 50—70 и НзР04 — 0,6—5. Процесс сополимеризации, а следовательно, и формирования связующего материала происходит непосредственно на наполнителе (графите).
При йзготовлении оболочковых углеродных форм для литья по выплавляемым (растворяемым) моделям на модель наносится суспензия из графитового порошка со связующим (обычно ФФ-смолы), которая затем обсыпается графитовым порошком. Формирование оболочки (отверждение) можно проводить путем добавки отвердителя или (что лучше) термически — нагревом до 80—130° С. В этом случае модели изготовляют из термостойких масс, в частности из водорастворимых карбамидных композиций, например МПВС (95— 98% вес. карбамида, 2—5% вес. поливинилового спирта). Применимы также модельные массы КБ, БК, «Соль 137» и др. Оболочки, полученные термическим отверждением, перед заливкой не прокаливают.
Для получения углеродных форм высокой точности применяют метод карбонизации под давлением, заключающийся в том, что после создания необходимого давления прессования оснастку вместе с формой фиксируют болтами или другим способом для сохранения созданного прессом давления и в таком виде переносят в печь для карбонизации, где происходит полимеризация, а затем обжиг при 430—530° С. Подобным же методом изготовляют формы, сочетая сыпучую термореактивную коксующуюся смолу и графитированную ткань или волокно. '
ЖИДКИЕ (НАЛИВНЫЕ) САМОТВЕРДЕЮЩИЕ
СМЕСИ НА ОРГАНИЧЕСКИХ СВЯЗУЮЩИХ
В последнее время получают заметное распространение составы наливных само- твердеющих смесей, связующим в которых служит высыхающее органическое вещество (например, ССБ), а отвердителем—соединения шестивалентного хрома (хромовый ангидрид).
Рекомендуемый состав такой смеси (% вес): песок кварцевый К0315 — 97; глина молотая — 3. Сверх 100%:ССБ (р=
=1,16 г/см3)—10; водный раствор хромового ангидрида (р=1,3 г/см3) — 1,6.
Песок и глину перемешивают 1 мин, вводят ССБ, перемешивают еще 2 мин, вводят хромовый ангидрид, перемешивают 1 мин. И7=6—6,5%; Ясух=200; Осж сух = =4,5 кгс/см2; Он сух = 1,5—1,8 кгс/см2.
При употреблении песка, подогретого до 50—60° С, время затвердевания сокращается до 8—12 мин. Без подогрева затвердевание протекает 20—30 мин после заливки, а достаточная для извлечения из ящика прочность достигается через 80— 90 мин. Смесь легко выбивается и не склонна к пригару.
СОСТАВЫ ФОРМОВОЧНОСТЕРЖНЕВЫХ СМЕСЕЙ НА НЕОРГАНИЧЕСКИХ СВЯЗУЮЩИХ
Применение разнообразных синтетических связующих в литейном производстве непрерывно расширяется, однако объем смесей, изготовляемых на связующих неорганической природы, еще весьма значителен и в близкой перспективе не имеет тенденции к уменьшению.
ПЕСЧАНО-ГЛИНИСТЫЕ СМЕСИ
Несмотря на значительное расширение ассортимента материалов, применяемых для формовочных и стержневых составов в литейном производстве, формовочные пески и глины остаются пока наиболее распространенными из них.
Формы из песчано-глинистых смесей применяют как сырыми (мелкие и тонкостенные отливки), так и высушенными
(крупные и толстостенные отливки). Облицовочные смеси для крупных и толстостенных отливок готовят, как правило, из свежих материалов. В наполнительную смесь может добавляться в значительных количествах отработанная (оборотная) формовочная смесь.
Замена глины бентонитом улучшает качество смесей и позволяет снижать их влажность. В качестве заменителя глинистых связующих для формовочных смесей предложено вводить гуматы щелочных металлов, например гумат натрия, что в 3—5 раз повышает прочность сухих смесей, улучшает их податливость и выбиваемость.
Примерный состав смеси (% вес.): кварцевый песок — 94; гумат натрия — 4; известь — 2.
Можно также наполовину снизить содержание глины в смесях, заменив ее 2% гумата натрия.
Для повышения прочности сухих форм в песчано-глинистые смеси иногда вводят небольшие (1—2%) количества твердеющих при высыхании связующих, например, сульфитно-спиртовую барду. Для повышения текучести при прессовании и прочности применяется введение в смеси добавок поверхностно-активных веществ. Например, в состав смеси вводят понизитель вязкости лесохимический фенольный (ПФЛХ), представляющий собой метансульфонированный новолак.
Рекомендуемое соотношение компонентов (вес. %)• наполнитель — до 100; глина —10—12; каменный уголь молотый — 0,01—5,0; ПФЛХ — 0,1—2,0; вода — 3,0—3,5. (Вместо 10—12% глины в состав смеси может быть введено 6—8% бентонита).
Смесь при введении ПФЛХ имеет текучесть 80—85%, 0сжвл=О,3—0,4 кгс/см2. ПФЛХ можно вводить непосредственно в глинистую суспензию в виде сухого продукта или раствора, а также в виде увлажняющей добавки непосредственно в смеситель вместе с наполнителем. После этого вводят глину или бентонит.
Типовые составы облицовочных формовочных смесей при чугунном литье в сухие формы(% вес.). 1. Для отливокмассой до 100 кг. Оборотная смесь — 70—40; свежие материалы—25—57; древесные опилки—0,3; глина (сверх 100%) —12—14. Зерновой состав: 02А, 0315А. №=6—7%; КвЛ=60— 80; оСЖвЛ=0,50—0.80 кгс/см2.
Для отливок массой более 100 'кг. Оборотная смесь — 60—35; свежие материалы—37—62; древесные опилки — 0,3; глина (сверх 100%)—12—16. Зерновой состав: 0315Б, 04А. W—6—8%; /<СвЛ=80— 100; ®сж вл-“0,50—0,80.
Для отливок массой до 2000 кг с
толщиной стенки до 30 мм. Оборотная смесь —60—50; свежие материалы—28— 40; древесные опилки —10—12; глина (сверх 100%)—12—14. Зерновой состав: 0315Б, ОДА. 117=7—8%; КвЛ=70;оСжвл=0.50-
65 кгс/см2.
Для отливок массой 2000—15 000 кг прн толщине стенки до 50 мм. Оборотная смесь — 50—40; свежне материалы — 38— 50; древесные опилки —10—12; глина
27
(сверх 100%)—14—16. Зерновой состав: 04А.0315Б. Км = 70; сСЖвЛ = 0.65-
80 кгс/см2; Ц7=7—8%.
Для кирпичных форм при литье крупных отливок (10—30 т) с толщиной стенки до 60 мм. Оборотная смесь — 20; песок—47; глина — 20; древесные опилки—13. Зерновой состав—04А. авСух= =1,5—2,5 кгс/см2.
Для кирпичных форм при литье особо крупных отливок (10—15 т) с толщиной стенки более 60 мм. Оборотная смесь — 20; песок — 43—42; глнна — 20; кокс—4—5; древесные опилки — 13. Зерновой состав: 0315Б. св сух=1,5—2,5 кгс/см2.
Типовые составы формовочных смесей при чугунном литье в сырые формы (% вес.): I. Наполнительная смесь (% об.). Оборотная смесь — 97; освежающая добавка—3. 117=5—5,5%; /<ЕЛ>60; оСЖвЛ= =0,25—0,35 Кгс/см.2.
Для мелких чугунных отливок (массой до 20 кг).
Оборотная смесь А
78—59 Б
96,5—94,5
Свежие материалы 20—38 3—5
Каменный уголь 2—3 0,5
Глина (сверх 100%) 8—10 8-10
А — облицовочная; Б — единая; при
толщине стенки до 10 мм зерновой состав— 01 А, при толщине более 10 мм— 016A. W=4,5—5,5%; КБл=25—35; оМвЛ= =0,30—0,50 кгс/см2.
3. Для средних (20—200 кг) отливок с толщиной стенки до 25 мм:
АБ
Оборотная смесь75—45 94,3—92,3
Свежие материалы22—515—7
Каменный уголь3—40,7
Глина (сверх 100%)7—107—10
А — облицовочная; Б — единая; зерновой состав — 016А.И7=4—5,5%; Къл=
=40—60; ссж ЕЛ=0,3—0.5 кгс/см2.
Для средних отливок (20—200 кг) с толщиной стенки свыше 25 мм:
А — облицовочная; Б — единая. Зерновой состав—02Б. №'=4,5—6%; ДЕЛ=60—80; °сж ЕЛ=0,40—0,60 кгс/см2.
Для крупных отливок (200—1000 кг) с толщиной стенки свыше 40 мм (% вес.):
АБ
Оборотная смесь70—4088,8—83,5
Свежие материалы25—5210—15
Каменный уголь5—81,2—1,5
Сульфитная барда1—2—
Глина (сверх 100%)10—1210—12
А — облицовочная; Б—единая; зерновой состав: 02А, Ь0315Б. 117=4,5—6,5%; КвЛ= =70—100; осж вЛ=0,45—0,70 кгс/см2.
Облицовочная смесь для особо крупных отливок (1000—5000 кг).
А Б
Оборотная смесь 60—40 60—40
Свежие материалы 34—52 34—52
Каменный уголь 6—8 6—8
Сульфитная барда 1—2 1—2
Глина (сверх 100%) 11—13 12—14
W. % 5—7 5—7
К, л 100—200 100—130
Осжвл. кгс/см2 0,50—0,60 0,60—0,80
А — толщина стенки до 40 мм, Б — свыше 40 мм. Зерновой состав: А — 02А; Б — 0315Б, 04А.
Единая формовочная смесь для чугунного литья массой до 100 кг (% вес.). Асбест (крошка)—0,5—1,0; вода — 5—5,5; бентонит М1/1—3—0,5—0,6; кварцевый песок 2КРСБ — 8—9; контакт Петрова — 0,01; мазут — 0,2—0,4; оборотная смесь — 87— 90,8; содакальцинированная — 0,015—
024.
К оборотной смеси добавляют бентонит и песок (перемешивают 60—90 с), асбестовую крошку (перемешивают 150—210 с), мазут, содовый раствор (перемешивают 90—120 с), воду (перемешивают7—10мин).
Формовочные смеси различного назначения при чугунном литье (% вес.):
Для неответственных отливок, формуемых прессованием (рпрес=5—18 кгс/см2):
АБ
75—45
21—50
4—5
1—2
8—10
93,2—89.2
6—10
0,8
8—10
Оборотная смесь Свежие материалы Каменный уголь Сульфитная барда Глина (сверх 100%)
А — облицовочная; Б — единая; зерновой состав—02Б. 117=4—5,5%; ДвЛ=50— 70; осж ЕЛ=0.3—0,5 кгс/см2
5. Для крупных отливок (200—1000 кг) с толщиной стенок до 40 мм:
Оборотная смесь Свежие материалы Каменный уголь Сульфитная барда ССБ
Глина (сверх 100%)
Оборотная смесь95
Кварцевый песок К016А5
Кварцевый песок 1К02Б—
Кварцевый песок П063А—
Глина каолинитовая —
W. %4,5—6.0
Квл35
°сжвл. кгс/см20,25—0,4
85
8
с.
5
2
4,5—5,535
0.25—0.5
А g чистотой поверхности V4. формуемых
70—40 91—86,8 прессованием (^прес=1® кгс/см2):
В
26—55 8—12 А Б 4—5 1—1.2 Оборотная смесь 72 76 60
1—2 — Кварцевый 9—11 9—11 песок 1К02А 19 20 33
28
Глина каолинитов ая 3.5 2,0 2,0
Глина
монтморил
лонитовая 1 Пек древесный 2.0 0,5 Нефтебитум Ks 3 3 2
Каменно
угольная
пыль 2 0,5 Графит
кристалли
ческий 0,5 Древесный
уголь _ 3
W, % 2.3—2,5 1,9—2,1 1,9—2.1
квл 35 35 70
°СЖ ВЛ*
кгс/см2 1,1—1.25 0,5—0,9 0,8
Смесь повышенной текучести для
прессовой формовки. Кварцевый песок 1К02А —100%. Сверх 100%:бентонит
огланлинский — 4; битум Б11-11—2; вода—
№=3%; АвЛ=150; оСж„л=0.4 кгс/см2; текучесть — 80 %.
Смеси пониженной влажности для
применения на автоматических линиях и в массовом производстве при прессовании под высоким давлением (% вес.). Оборотная смесь — 92—94; кварцевый песок К02 — 5—7; глина монтмориллонитовая—до
6; уголь марки Г молотый — до 0,5; поверхностно-активные вещества (ДС-РАС. контакт Петрова и др.) — 0.05—0,2; щелочные добавки (едкий натр, сода, жидкоестекло) — 0,01—0,03. №=2,8—3,2%;
Квл=55—65; осжвЛ=0,4—0,5 кгс/см2.
Единая формовочная смесь для крупных корпусных отливок (% вес.). Глинисто-древесная суспензия (р=1,25 г/см3) — 2,95; кварцевый песок — 9,98; мазут—0,14; отработанная смесь — 86,93.
[Глинисто-древесная суспензия (% вес.): 97,15% глины+2,85% древесной муки с водой при 40—50° С перемешивать в бегунах 15—20 мин.]
Смесь для сырых стержней III и IV
классов сложности при литье чугуна и стали (% вес.). Кварцевый песок — 45; оборотная смесь — 45; глина огнеупорная—8; ССБ — 2. №=4,5—5%;КвЛ=150;
°сж вл=0.5—0.6 кгс/см2.
Типовые составы формовочных смесей при литье стали (% вес.). 1. Облицовочная для сырых форм; масса отливки—до 100 кг; толщина стенки — до 25 мм. Оборотная смесь — 80—40; кварцевый песок—
53; глина — 3—6,5; ССБ — до 0,5 (общее содержание глины — 8—10). Зерновой состав: К016А К02А, К02Б. №=3,5— 4,5%; АГкл=80—100; зсж вл=0.3—0,5 кгс/см2.
Облицовочная для сырых форм; масса отливки — 100—500 кг; толщина стенки — до 25 мм. Оборотная смесь — 75—40; кварцевый песок — 20,5—51,5; глина—4—8; ССБ — до 0,5 (общее содержание глины— 10—12). Зерновой состав:К02Б, К02А.
№=4,0-5,0%; /\вЛ—ЮО—120, осжвл=0,4— 0,6 кгс/см2.
Облицовочная для сырых форм; мас-са отливки — до 500 кг; толщина стенки—до 50 мм. Оборотная смесь—60—40;кварцевый песок—33,5—51,0; глина—6—8,5;ССБ — до 0,5 (общее содержание глины—
13). Зерновой состав: К02А, К0315Б.№=4.5-5,5%; КвЛ=Ю0-130; ссж вл=0.5-
7 кгс/см2.
Облицовочная для сухих форм; масса
отливкн — до 5000 кг; толщина стенки—до50 мм. Оборотная смесь — 80—40; кварце-выйпесок — 15,5—50,5;глина — 4—9;
ССБ — до 0,5 (общее содержание глины—
14). Зерновой состав. К02А. №=5—7%;Квл—70—100; осж вЛ=0,5—0.7 кгс/см2.
Облицовочная для сухих форм приизготовлении отливок толщиной стеикидо 80 мм, склонных к горячим трещинам.Оборотная смесь — 80—40; кварцевый пе-сок—12,5—45,5; древесные опилки—до 8%;глина — 4,9; ССБ—2,4—1,5 (общее содер-жание глины — 12—14). Зерновой состав:К02А. К0315Б. №=5—7%; КвЛ=70—100;асжвл=0-35—0,6 кгс/см2.
Единая для сырых форм; масса от-
ливок— до 100 кг. Оборотная смесь—92—90; кварцевый песок — 6,5—8.0; ССБ—1,5—2,0 (общее содержание глины — 8—10).Зерновой состав: К016, К02А, К02Б. №==3,4—4,5%; КвЛ=80—100;°сжвл=0>3—
5 кгс/см2.
Наполнительная для сырых форм
при литье стали (%об.). Оборотная
смесь—97—95; освежающая добавка—3—
№=5-5,5%;КвЛ=90;ОсЖвЛ=0,30-
40 кгс/см2.
Наполнительная для сухих форм прилитье стали (% об.). Оборотная смесь—75—45; освежающая добавка — 5; дре-весные опнлки—20—50. №=6—7% (7—8%);°сж вЛ=0,25—0.35 кгс/см2 (0,35—0,45 кгс/см2).
Облицовочные при стальном литье
(% вес.):
А Б в
Кварцевый песок
К02 А или Б 48 95 94
Оборотная смесь 48 — —
Глина Монтмориллонитовая 4 5 6
Сода 0,2 — 0,2—0,
Сульфитная барда — 0,7 0,7
Типовые составы формовочных смесей при литье медных сплавов (% вес.):
Единая для сырых форм. Оборотная
смесь — 82—89,5; свежие материалы—7— 10 (общее содержание глины—8—12); мазут— 1—1,5. Зерновой состав: 016А, 01 А. №=4,5-5,5%;Квл=30; асжвл=0,3—
0,5 кгс/см2.
Облицовочная для сырых форм. Оборотная смесь—40—80; свежие материалы—18,5—59 (общее содержание глины— 8—12); мазут — 1,5—1,0. Зерновой состав: 016А, ОДА. №=4,5-5,5%; КвЛ=30; оСЖвЛ= =0,3—0,5 кгс/см2.
Для сухих форм. Оборотная смесь—
60—80; свежие материалы — 20—40 (общее содержаниеглины — 10—15). Зерновой
состав. 016А.№=5,5—7,0%;КвЛ=30,
29
°ок пл = 0,4—0,6кгс/см2; св сух = 0,8—
1,2 кгс/см2.
Наполнительная для сырых форм (96 об.). Оборотная смесь — 97; освежающая добавка—3.117= 5—5,5%; КвЛ=30; °сж „л=0,30—0,45 кгс/см2.
Наполнительная для сухих форм (96 об.). Оборотная смесь — 95; освежающая добавка—-5.117=6—796; ДвЛ>3 0; °сжрл=0,35—0,50 кгс/см2.
Типовые составы формовочных смесей при литье алюминиевых сплавов (96 об.):
Единая смесь для сырых форм. Оборотная смесь — 90—92; свежие материалы— 8—10 (общее содержание глины— 8—10). Зерновой состав: 01 А. 117=4,5—5,5%; /С„л=20; осжвл=0,3—0,5 кгс/см2.
Облицовочная для сырых форм. Оборотная смесь — 60—80; свежие материалы— 20—40 (общее содержание глины— 8—12). Зерновой состав: 01А. 117=4—5%; Квл—20; аСЖвЛ=0,3—0,5 кгс/см2.
Облицовочная для сухих форм. Обо
ротная смесь — 60—80; свежие материалы— 19,5—39; ССБ — 0,5—1.0 (общее содержание глииы — 8—12). Зерновой состав: 0,1 А. 1^=5—6 96;ДвЛ=20; сСЖвЛ=0.4—
6 кгс/см2; свСух=0,7—1,2 кгс/см2.
Наполнительная формовочная смесь для сырых форм при литье алюминия (96 об.). Оборотная смесь —97; освежающая добавка — 3. 117=4,5—5,096; 7СвЛ>50; °сжвл=0,30—0,40 кгс/см2.
Наполнительная формовочная смесь для сухих форм при литье алюминия (96
об.). Оборотная смесь — 96; освежающая добавка—4. W—6—7%; Двл>50; оСЖвЛ= =0,35—0,45 кгс/см2.
Единая формовочная смесь при литье магниевых сплавов (96 вес.). Оборотная смесь—85—90; свежие материалы—10—15; фтористая присадка — 5—9. Зерновой состав: 01 А; 0063А. 117=4,5—6,096; ДвЛ=30— 70; ссж ел=0,4—0.8 кгс/см2.
БЫСТРОТВЕРДЕЮЩИЕ ПЛАСТИЧНЫЕ ЖИДКОСТЕКОЛЬНЫЕ СМЕСИ
В производстве отливок из углеродистой и легированной стали широко применяются песчано-глинистые смеси с добавками жидкого стекла (пластичные жидкостекольные смеси), играющего роль химически отверждаемого связующего.
Отвердевание таких смесей происходит частично за счет высыхания, частично за счет разложения жидкого стекла углекислотой воздуха (либо специально вдуваемой углекислотой), под действием которой происходит разложение силикатов натрия и образование геля кремнекислоты, прочно цементирующего смесь.
Жидкостекольные пластичные смеси могут уплотняться пескометным, пескодувным, пескострельным способами, встряхиванием, пневмо- и ручной трамбовкой и т. п.
Ниже приводятся некоторые составы быстротвердеющих жидкостекольных смесей.
Формовочные смеси при стальном литье (% вес.):
30
Для мелких и средних отливок. Гли
на (общее содержание) 4—8; жидкое стекло содовое — 5—7; кварцевый песок К02А или КОШ — 50; едкий натр (3096-ный раствор)— 0,5—1,5; отработанная смесь — 50. 117=4,5—5,596;КвЛ=70;ссж пл=0.25—
0,35 кгс/см2; св сух=8 кгс/см2.
Для средних отливок. Глина (общее содержание) — 5; жидкое стекло содовое— 7; кварцевый песок К02А или К016 — 75; мазут—-0,5; NaOH (30%-ный раствор)—1,0; отработанная смесь—25. 117=3—5%; Квл— =80; ссж вЛ=0,25—0,35 кгс/см2.
Для крупных отливок. Глина (общее содержание) — 5; жидкое стекло содовое—
7,5; кварцевый песок К02А или КОШ— 100; мазут — 0,2—0,3; NaOH (3096-ный раствор)—1,0. 117=3—5%; К*л=180; асж вл= =0,2—0,35 кгс/см2; свСух=12 кгс/см2.
Для отливок общего назначения. Гли
на (общее содержание) — 1; жидкое стекло содовое—5,2; кварцевый песок К02А или КОШ—69; мазут — 0,6; NaOH (3096-ный раствор)—1.1; отработанная смесь — 30. 117=2,6-3,0;Квл=150, <ЪКвЛ=0,IS-
О.27 кгс/см2, овСух=10—18 кгс/см2.
В составы (1) — (4) добавки глины вводятся в зависимости от ее содержания в песке.
Для отливок с повышенной чистотой
поверхности. Кварцевый песок—81—89; пылевидный кварц —10—15; каолииитовая глииа—1—4. Сверх 10096: жидкое стекло— 4—6; NaOH (10%-ный раствор)—1— 1,5; мазут — 0,5.117=3—4,5;7СБЛ=70;
°сж wi=0,2—0,4 кгс/см2; св суХ=10—15 кгс/см2.
Для тонкостенных отливок (вес. ч.). Кварцевый песок 1К02А—-69,68—70,7; кварцевый песок 1К016А—25; глина огнеупорная— 4—5; мел (порошок) — 0,3—0,32; жидкое стекло —5—6; NaOH (1096-ный р аствор) — 1,0—1.5. 117=2,5—4.5 %; KvM > 80; ссж «л=0,2—0,3 кгс/см2.
Для крупных "отливок (% вес.). Цирконовый песок — 92; глина—I; цирко- новая мука — 3,5; жидкое стекло (М= 1,6)— 3,5. овСух=13—23 кгс/см2.
Для форм при стальном и чугунном литье. Оборотная смесь — 21—30; кварцевый песок — 67—74; каолииитовая глина—
5. Сверх 10096: жидкое стекло—-4—6; NaOH (30%-ный раствор) —1,5; мазут—0,5. 117 = 3—4%; Квл > 80, асж вл = 0,20— 0,35 кгс/см2; св сух=6 кгс/см2.
Противопригарная формовочная смесь
при мелких чугунных отливках (96 вес.). Оборотная смесь—-30—50; кварцевый песок—47—65; каолииитовая глина—3—5. Сверх 10096: жидкое стекло—4—6; NaOH (3096-ный раствор)—1—1,5; каменный уголь — 4—6;мазут—0,5.1Г=3—4%;
Дел>80; оСЖвЛ=0,22—0,3 кгс/см2; овсух= =5 кгс/см2.
Смесь для форм и стержней при их пескострельном изготовлении (вес. ч.). Глина—5—3, NaOH (о=1,2 —1,26 см3) —
1,5; жидкое стекло (М = 2,6 — 2,8; р = = 1,36 — 1,46 г/см3)—2,5—3,5; NaCl—2—3; огнеупорный наполнитель—95—97. (Пониженная прилипаемость, улучшенные технологические свойства.
Формовочная смесь при цветном литье. Оборотная смесь — 30—50; кварцевый песок — 47—65; каолинитовая глина—3—5. Сверх 100%; жидкое стекло — 4—6; NaOH (30%-ный раствор) — 1—1.5; мазут — 0,5. W■ 3 - —4%; КеЛ>50; осжвЛ=0,2—0,4 кгс/см2; °всух=6 кгс/см2.
Стержневые быстротвердеющие смеси на жидком стекле применяются в основном для простых, без тонких выступающих частей, стержней среднего и крупного развеса, свободно выбивающихся из отливок. Они отверждаются без нагрева, имеют повышенную текучесть, быстро твердеют при продувании углекислотой иа холоду, но при машинной формовке выбиваются из ящиков труднее и более склонны к пригару.
Ниже приводится несколько составов этих смесей.
Для стержней, изготовляемых меха
низированным способом при литье стали и чугуна (% вес.). Кварцевый песок—100; жидкое стекло — 4—5,5; NaOH (30%-ный раствор) — 0,5—1,5; мазут — 0,5.W=3%.
Квл=120; осж;л=0,04—0,07 кгс/см2; а„ сух= =10—15 кгс/см2.
Для стержней, требующих податливости, при литье стали и чугуйа. Кварцевый песок — 94—97; глина—3—6; жидкое стекло — 4,5—6; NaOH (30%-ный раствор)— 0,5—1,5; древесные опилки — 1,5. W = 3-4,5%; Квл > 80; осж вЛ = 0,12- 0,30 кгс/см2; св сух=8—12 кгс/см2.
Для стержней III класса сложности при литье стали. Жидкое стекло (М=2.6—
— 7; кварцевый песок 1К0315 — 100; NaOH (30%-ный раствор) —1,0; уголь ПЖ —1,5. 1^=2,5-3,0%; К,л=120; сСЖвЛ= =0,04—0,05 кгс/см2; овСух=1,5 кгс/см2.
Для стержней III класса сложности при литье стали. Вода — 2,1; графит серебристый—0,6—0,8; жидкое стекло (М=2,6—
— 5,0; кварцевый песок 1К02А—100;
керосин — 0,5; связующее ПС — 1,5—2,0. 1Г=3.3—4,2%;Км=100; ссж вл=0,06—
1.0 кгс/см2; свСух=1,8—3,0 кгс/см2.
Для стержней [I и III классов слож
ности при литье стали. Боксит —5; вода— 0,5; жидкое стекло (М=2,6—3,0) —5—6; кварцевый песок 1К02Б — 95; NaOH (30%-ный раствор) — 1—2.117=2,5—3,0%;
КвЛ=100; оСЖвЛ=0,04—0,05 кгс/см2; свСух= =2,5—3,0 кгс/см2.
Для стержней II и III классов сложности при литье стали. Г'идрол ДС —1,2— 1,5; жидкое стекло (М=2,6—3,0) — 2,5—4,8; кварцевый песок 1К02Б —100. 1Г=2,5— 3,0%; КвЛ=100; оСЖвЛ=0,04—0,05 кгс/см2; °в сух—2.5—3,0 кгс/см2.
Для стержней I и III классов сложности при магниевом литье. Масса отливок от 0,5 до 25 кг и более. Борная кислота— 0,5—0.7; вода — 2,4—2.6; глина формовочная— 1—2; жидкое стекло (М=2,6—
—2,3—3,0; кварцевый песок 1К02А—■ 98—99; NaOH (30%-ный раствор)—1,2—1,3; сера порошковая — 0,6—0,7. Ц7=2,4—2,6%; КвЛ=100; оСЖвл=0,07—0.12 кгс/см2; свсух= =2,3—3,5 кгс/см2; после 3—8 ч вылеживания иа воздухе свСух=5—8 кгс/см2.
Для стержней при литье силумина. Асбест (крошка) — 2; жидкое стекло (М= =2,6—3,0) — 5; кварцевый песок К0315А— 98; мазут—0,5; NaOH (30%-ный раствор)— 0,75.117=2,7-3; КоЛ=150;сСЖвЛ=0,05-
08 кгс/см2.
Формовочные и стержневые смеси на жидком стекле в качестве связующего получили широкое распространение в литейном деле, благодаря ряду существенных достоинств. В то же время этим смесям присущи и недостатки, в числе которых трудность удаления стержней из отливок и склонность к образованию пригара, особенно при чугунном литье.
В настоящее время разработан состав смесей, практически лишенных отмеченных недостатков. Некоторые из них приводятся ниже.
Легковыбиваемые смеси (% вес.):
Формовочная при литье углеродистой стали. Отливки толщиной стенки 40—60 мм. Песок кварцевый — 92—94; шамот молотый— 6—8; после перемешивания 2—3 мин вводится NaOH—0,75; гидросил (смесь жидкого стекла с гидролом) — 6,5—7. Перемешивание длится еще 5—6 мин. W—3—3.5%; КвЛ=Ю0; ссжвЛ=0,1 кгс/см2; °срез после продувки С02— 3 кгс/см2. Окраска стержней — цирконовой или хромомагнезитовой краской на поли- винилбутиральном лаке.
Формовочная при мелком тонкостенном литье. Кварцевый песок — 100. Сверх 100%: эмульсия КУС —1,0; жидкое стек- - ло — 4,0; вода — 1,0.
Порядок загрузки: песок — эмульсия — вода — жидкое стекло. Длительность перемешивания — 10—12 мин.
Состав эмульсии КУС (% вес.): крепитель ГТФ или П — 50; уайт-спирит или керосин — 30; сланцевая мука (сито 016) —
В смесь жидких составляющих высыпается мука и перемешивается несколько минут до однородной смеси.
Формовочная при среднем и крупном литье. Песок кварцевый — 100. Сверх 100%: эмульсия КУС—I; глина огнеупорная — 1; жидкое стекло — 5; вода — 1.
Газотворность эмульсии может быть уменьшена заменой крепителей ГТФ и П на сульфитно-спиртовую барду. При этом несколько снижается живучесть смеси.
Смеси (2) и (3) пригодны для чугунного, стального и цветного литья. Они имеют следующие характеристики:
2
3
W, %
КВЛ
°сж вл* КГС/СМ2°всух* кгс/см2:при продувке С02при тепловой сушке
2,8—3,43,0—3.5
120100
0,05—0,15 0,12—0,25
2,5—3,52—2,5
12—1515—16
Стержневая при стальном литье. Кварцевый песок — 97; бокситы — 3; жидкое стекло — 4—5; NaOH (30%-ный раствор) — 1.117=3,3—4,2%;КвЛ=80;
осж вл=0,05—0,07; овСух=5,0 кгс/см2; св
31
после продувки углекислотой 1,8— 2,2 кгс/См2.
Стержневая при чугунном литье.
Кварцевый песок — 95; асбест — 5; жидкое стекло — 5. W = 2,8—3,0%;КвЛ — 120;
°сж Ел = 0.10—0.15 КГС/СМ2; ов сух = 5— 8 кгс/см2; о„ после продувки углекислотой— 1.5—2,0 кгс/см2.
Стержневая при стальном и чугунном литье. Оборотная смесь — 30—50; кварцевый песок — 50—70; жидкое стекло—5; NaOH (10%-ный раствор)— 0,5— 1,5. 117=3,5-4,5%; КвЛ=80; сСЖвЛ=0.12- 0,25 кгс/см2; ов Сух=8—10 кгс/см2; вв после продувки углекислотой > 2—3 кгс/см2.
СОСТАВЫ ДЛЯ ПОЛУПОСТОЯННЫХ И ПОСТОЯННЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ
* В связи с непрерывным повышением требований к качеству отливок (точности размеров, чистоте поверхности), а также вследствие все более широкого использования сплавов с особыми свойствами (высоколегированных, тугоплавких, магнитных) в условиях массового и механизированного производства расширяются масштабы применения новых разновидностей литейных форм и стержней. К их числу относятся полупостояниые и постоянные формы и стержни, изготовляемые как обычными методами, так и приемами керамической технологии.
Так, например, литые детали точных размеров, в частности мелкие и средние отливки сложных форм из труднообрабатываемых сплавов, изготовляют в керамических формах, получаемых нанесением огнеупорных быстротвердеющих составов на поверхность съемной (разборной, составной) модели либо на поверхность модели, выплавляемой перед заливкой металла или уничтожаемой в процессе заливки (газифицируемой) расплавленным металлом. Последние два варианта получили массовое распространение.
При изготовлении керамических литейных стержней методами керамического производства измельченные высокоогнеупорные наполнители смешиваются с пластификаторами (парафин, церезин, полиэтилен) и минерализующими добавками, формуются и обжигаются при высокой температуре.
Например, для изготовления тонких стержней, применяемых с целью получения в отливках внутренних отверстий малого диаметра (каналов охлаждения в турбинных лопатках), используются различные специальные материалы, например порошки моиосульфида церия (CeS) на связке из эпоксидных или кремнийорганических смол, парафине, латексах. Растворителями в этих смесях служат бензин, керосин, толуол, ацетон. Масса наносится на проволочный стержень из вольфрама или молибдена окунанием, сушится и обжигается при 1700°С 1 ч в вакууме ([-10-4 мм рт. ст.).
Составы масс для неразъемных форм (оболочек), изготовляемых по выплавляе
32
мым или газифицируемым моделям, включают в себя огнеупорный наполнитель (электрокорунд, пылевидный кварц, циркон, двуокись титана, магнезит) и связующее. В качестве связующего иногда применяют чистое жидкое стекло, а наиболее часто — гидролизованный (разложенный водой) раствор этилсшшката.
Для использования в смесях раствор этилсиликата в ацетоне, спирте или эфиро- альдегидиой фракции разбавляют водой в присутствии соляной кислоты. Получающийся раствор частично коллоидного характера содержит в основном коллоидные частицы кремневой кислоты. При сушке этот раствор затвердевает, превращаясь в нерастворимое в воде химически инертное огнеупорное твердое стекловидное вещество, прочно связывающее частицы огнеупорного наполнителя. Сушка (отверждение) ускоряется воздействием паров аммиака.
Применяют также этилсиликат-конден- сат с различными добавками, например этилцеллюлозой и фенольными смолами, а также коллоидные растворы кремиекис- лоты АРК-1; АРК-2.
СОСТАВЫ ДЛЯ КЕРАМИЧЕСКИХФОРМ-ОБОЛОЧЕК
Широко применяемые при литье по вы-плавляемым моделям керамические формы-оболочки получают нанесением на поверх-ность выплавляемой модели полужидкойсмеси (суспензии), содержащей огнеупор-ный наполнитель и связующее. В качествесвязующего в большинстве случаев исполь-зуют гидролизоваиный (разложенный во-дой) раствор этилсиликата.
4 Составы керамических суспензий, нано-симых на поверхность выплавляемых моде-лей, имеют различные соотношения напол-нителя и гидролизованного раствора этил-силиката, в зависимости от формы моделии характера отливки. Суспензия наноситсянесколькими слоями окунанием, с обсыпкойкаждого слоя порошком наполнителя илипеском. Для первого слоя отношение рас-твора этилсиликата и пылевидного кварцанаходится в пределах 1 : (2,2—2,6), а дляпоследующих слоев — 1 : (2,0—2,4).
Число наносимых слоев определяетсянеобходимой толщиной отливки. Керамиче-ские формы изготовляют с использованиемв качестве материала для обсыпки кварце-вого песка, силлиманита, коруида, плавле-ного кварца, магнезита, оливинита, шамо-та, причем применение кварцевого песканаиболее распространено.
Рекомендуемая степень дисперсностипылевидных огнеупорных материалов длякерамических оболочек (удельная поверх-
ность, смг/г):
Двуокись цирконияДистен-силлиманитОкись кальцияКварцМагнезитМуллит
8000—9000
5000—6000
5000
4000—6000
'000—6000
6000—7000
Циркон' 7000—8000
Шпинель5000—6000
Электрокорунд6000—7000
Средний размер зерна — менее 50 мкм. Для обсыпочного слоя оболочек средний размер зериа (первого слоя) 0,1—0,2 мм и 0,6—1,2 мм — последующие.
Изготовление керамических форм с обсыпкой слоев, например, силлиманитом, корундом и т. д. обеспечивает их достаточную термостойкость. Одиако при этом понижается газопроницаемость керамических форм по сравнению с кварцевыми. Использование же в качестве материала обсыпки слоев керамических форм кварцевого песка приводит при их прокаливании к полиморфным превращениям их кварцевой основы, способствующим появлению микро- и макротрещин, что обусловливает низкую термостойкость форм. Кроме того, применение кварцевого песка отрицательно сказывается на санитарно-гигиенических условиях производства.
Повышение термостойкости керамических форм при сохранении их газопроницаемости и улучшение санитарно-гигиенических условий труда в цехах, производящих литье по выплавляемым моделям, достигается обсыпкой слоев керамических форм перидотитово-дунитовым песком, содержащим 60—80% дунита и 40—20% перидотита, который в температурном интервале прокаливания не имеет полиморфных превращений, вызывающих появление микро- и макротрещин.
Перцдотитово-дунитовый песок получают путем прокаливания при температуре 800—1000° С дробленых магниевых силикатов; потери при прокаливании составляют 5-16%.
Предлагаемый способ имеет следующие преимущества: в два с лишним раза сокращается (по сравнению с применением кварцевого песка) термическое расширение, что способствует повышению точности отливок; обеспечивается значительно большая теплопроводность, что ускоряет остывание отливок; основной характер материала ускоряет процесс гелеобразования и способствует сокращению цикла производства форм; материал недефицитен и относительно дешев.
Керамические суспензии с наполнителем — пылевидным кварцем и связующим — этилсиликатом, применяемые для формирования оболочек в производстве литья по выплавляемым моделям, не всегда обеспечивают достаточную стойкость форм против термической усталости. Применение в качестве наполнителей огнеупоров типа плавленого кварца, электрокорунда, глинозема, дистена или смеси кварца с одним из перечисленных пылевидных компонентов или огнеупорной глиной повышает термостойкость, но ухудшает податливость форм и затрудняет выбивку из них сложных отливок. Кроме того, используемые алюмосиликаты дороже кварцевого песка.
Для получения термостойких форм, обладающих податливостью и упругостью, в состав суспензии вводят синтезируемую алюмосиликатную добавку. Состав ее (%
вес.): А12Оз — основа; огнеупорная глина— 17—50; окислы железа — 0,5—2,5; двуокись кремния — 0,2—1,2; окислы кальция — до
5.
В зависимости от того, каким металлом заливают форму, добавку вводят в облицовочный слой формы в разных количествах. Так, например, при заливке легированных сталей, содержащих повышенное количество марганца, титана, или сплавов на основе редких металлов, в облицовочный слой вводят не более 0,1% указанной добавки. Со второго слоя покрытия ее вводят в количестве 8—9%. При производстве отливок из сплавов на основе меди или алюминия в облицовочные покрытия вводят до 3% добавки. Керамическая суспензия содержит основу — огнеупорный наполнитель (кварц, силикат циркония, дистен), связующее — гидролизованный раствор этилсили- ката, добавки — борная кислота и электродный пек.
Во всех случаях после затвердевания формы-оболочки необходимо удалить из нее выплавляемую модель.
Выплавление модели из формы после затвердевания последней может производиться в зависимости от состава модельной массы в горячей воде (94—98° С), в потоке воздуха (140—190° С), в расплаве той же модельной массы при температуре ее жидкотекучести (например, для ПТБ — 130—140° С).
Наиболее полно удаляется модельная масса в воде, однако и в этом случае в порах формы остается некоторое количество ее, которое нужно удалить во избежание газовыделения при соприкосновении с расплавленным металлом. Для этой цели форму прокаливают в течение 3—4 ч при 400—420° С.
Соответственно в число требований, которым должны удовлетворять составы для керамических форм, входит требование достаточной стойкости к горячей воде, с помощью которой выплавляют модель.
Приводим несколько рецептов составов смесей — суспензий, применяемых для образования форм-оболочек по выплавляемым моделям (% вес.).
АБ
Кварц пылевидный7065
Гидролизованный3035
этилсиликат
А — для первого слоя; Б — для последующих слоев; св после прокаливания— 40—80 кгс/см2
Вода — 1,2—6,0; огнеупорный наполнитель — до 100; органофильный монтмориллонит — 5—15; полярный диспергатор (например, ацето») — 10—25; H,S04 (р= =1,84) — 0,2—1.0; НС1 (р=1,19) — 0,02—0.2; этилсиликат — 6—22. (Повышенная прочность и огнеупорность формы после обжига.)
Покрытие модели при точном литье стали. Основа: вода дистиллированная —
л; глицерин —500 см3; НС1 (р= 1.19) — 200 см3; этилсиликат —10 л; эфироальдегидная фракция — 12,5 л.
&
2 Л. Я. Пипилов
Наполнитель: для 1-го и 2-го слоев — 90 кг окиси циркония; с 3-го по 15-й слой — 60 кг маршалита+0,4 кг электродного пека; с 16-го по 20-й слой добавляется борная кислота. Обсыпка каждого слоя — сухой кварцевый песок или электрокорунд.
Сушка — в воздушно-аммиачной среде. Выплавление модели—в кипящей воде 60 мин. Прокаливание при £=900—950° С.
Суспензия для форм при точном литье, наносимая электрофорезом (% вес.). Вода — 14—18; глина — 6—15; огнеупорный наполнитель — до 100; электролит — 0,05— 0,2.
Состав огнеупорного наполнителя: мар- шалит — 50—70; кварцевый песок — 30—50. Электролит — 5—10%-ные растворы: гексаметафосфата натрия — для увеличения выхода осадка; тринатрийпирофосфата — для уменьшения влажности осадка; триполи- фосфата натрия — для увеличения устойчивости суспензии; пирофосфата натрия — для увеличения плотности осадка.
Суспензии для покрытий модели при изготовлении форм-оболочек или стержней (% вес.). Ацетон—5—25; вода— 0—8; НС1 (р=1,19)—0,2—1; огнеупорный наполнитель—-до 100; сажа белая — до 1; этилсиликат иегидролизов энный — 4—15.
Вода — 22—30, сажа белая — до 1; жидкое стекло —1—4; пылевидный кварц— до 100; НС1 (р=1,19) — 1—3.
В составах (5), (6) длительность отверждения и пористость можно изменять, вводя в качестве растворителя ацетон или его смесь с 20% спирта. Улучшение противопригарных свойств достигается заменой до 5% пылевидного кварца окисью железа. Для улучшения смачиваемости вводят ПАВ (контакт Петрова, алкамон) до 0,5% от веса смеси.
Суспензия для изготовления керамических форм Этилсиликат — 5—9; вода — 14—18; НС1 — 0,25—0,35; H2SO4 — 0,25— 0,35; огнеупорный наполнитель — 75—77; ПАВ, ограниченно адсорбирующееся на поверхности зерен огнеупорного наполнителя, — 0,02—0,1. (Сниженный расход этил- силиката при улучшении физико-механических свойств суспензии.)
Состав для форм повышенной теплопроводности (% вес.). Графит — 23—70; гидролизованный раствор этилсиликата — 2—15; гелеобразователь (например, 2—3%- иый раствор аммиака)—0,1—2,0; наполнитель огнеупорный (маршалит, дистен-сил- лиманит, циркон) —до 30; электродный бой—10—30. (На отливках отсутствует обезуглероженный слой.)
Смесь для полу постоянных керамических стержней и форм (% вес.). Гидролизованный этилсиликат — 9—18; огнеупорный наполнитель — до 100; 30—100%-ный раствор триэтаноламина — 0,3—5,0.
Наполнитель для крупных форм и стержней: 20—40% крошки зернистостью 3— 25 мм из огнеупора пористостью не более 25%.
Керамические формы (облицовки) также широко используют при изготовлении двухслойных форм, у которых лицевая часть (соприкасающаяся с расплавленным
металлом) изготовляется из керамической смеси, а внешняя (заполнение) состоит из обычной формовочной смеси (песчано-глинистой, жидкостекольной и т. п.). Составы смесей для таких форм приводятся ниже.
Смеси для керамических двухслойных форм (% об.) (наполнительная смесь — жидкостекольная):
Маршалит 1
19 2 3
13 4
Кварцевый песок 6 6 6 6
Циркон — 34 13 —
Электрокорунд — — — 27
На 100 мл гидролизованного этилсиликата вводят 2—2,5 мл (летом — 2 мл, зимой— 2,5 мл) ПЭПА в 2—8 мл спирта. В полиэтиленовом сосуде перемешивают этилсиликат с наполнителями. Затем вводят полиэтиленполиамин (ПЭПА — катализатор) , перемешивают 20—30 с и выливают в формы. Жизнеспособность смеси регулируется содержанием спирта. Газопроницаемость при отношении ПЭПА к спирту 1 : 1 равна 55, при 1 : 2 — 79, при 1 :3 — 83 и т. д.
Предварительная сушка форм — 2—3 ч при 450° С в печи и прокаливание широкопламенной горелкой при 950° С или сразу прокаливание горелкой.
Гидролизованный раствор этилсиликата получают из следующего состава (вес. ч.): ацетон — 185, вода дистиллированная — 100; НС1 (р=1,19)—3; спирт гидролизный — 185; этилсиликат — 740.
В гидролизатор вливают спирт, ацетон и этилсиликат, затем 10%-ную подкисленную воду, перемешивают 12 мин при pH смеси 5,5, добавляют кислую воду до рН=5—4,5, перемешивают 6 мин, еще добавляют кислую воду до pH=4,5—4,0, перемешивают 6 мин выдерживают раствор 15—20 мин при pH=3,5 для стабилизации, вливают остаток воды, перемешивают 30 мин при рН=3,5, отстаивают 2 ч при 15° С. Гидролизованный раствор жизнеспособен 5—7 сут.
Керамическая облицовка двуслойных форм. Калиевый палевой шпат — 4,5; кварц — 12,5; окись хрома — 1; плавиковый шпат — 4; циркон — 78.
Сухая смесь смешивается с 25—28% жидкого стекла (М=2,6—2,8;р = 1,41 г/см3), содержащего 0,6% вес. бихромата калия. Толщина облицовки—1—3 мм. Модель покрывается слоем парафина 0,2—0,6 мм, который при нагреве после прессования плавится, что облегчает ее удаление. Форма сушится 24—30 ч при 25—30° С, затем нагревается до 450° С. Стойкость формы — 150—250 заливок металлом.
Керамические стержни изготовляются из тех же составов, что и формы, либо для них применяют специальные составы, ряд которых приводится ниже.
Смеси для керамических стержней, изготовляемых методом гелеобразоваиия.
Основа (силлиманит пылевидный—75%, силлиманит зернистый — 25%)—2,5—3 кг; связующее (этилсиликат-40 в этиловом спирте — 25—30% -ныйраствор) — 1 кг;
34
гелеобразователь (насыщенный водный раствор углекислого аммония) —4—6 см3.
Основа (кварц пылевидный — 75%, кварцевый песок — 25%)—3—4 кг; связующее (этилсиликат-32 в этиловом спирте, 18—20%-ный раствор) — 1 кг; гелеобразователь (едкий натр, 15%-ный раствор) — 8—9 см3.
Основа (кварц пылевидный—20%-ный, кварцевый песок — 50%, крошка, до 10 мм, керамических стержней — 30%)—3—4 кг; связующее (этилсиликат-32 в этиловом спирте, 18—20%-ный раствор) — 1 кг; гелеобразователь (едкий натр—15%-ный раствор)—9—10 см3.
Основа (кварц пылевидный — 65%, кварцевый песок — 35%)—3 кг; связующее (этилсиликат-40 в этиловом спирте, 24—25%-ный раствор)—1 кг; гелеобразователь (магнезит каустический пылевидный) — 2—3 см3.
Основа (кварц пылевидный — 75%, кварцевый песок 2К0315 — 25%)—2,5— 3 кг; связующее (этилсиликат-32 в спирте гидролизном с ацетоном в соотношении 1 : 1, 20—22%-ный раствор) — 1 кг; гелеобразователь (триэтаноламин — спиртовый раствор’1—3%-ный) —7—8 см3.
Основа (кварц плавленый пылевидный— 75%, кварц плавленый зернистый — 25%)—4,4—4,7 кг; связующее (этилсиликат-40 в этиловом спирте, 14—16%-ный раствор) — 1 ,кг; гелеобразователь (раствор, содержащий триэтаноламина — 1, спирта — 2, 25%-ной аммиачной воды — 0,5)—7— 8 см3.
Основа (кварц пылевидный — 70%, кварцевый песок — 30%) — 10—12 кг; связующее (этилсиликат-50 в этиловом спирте, 50%-ный раствор) — 1 кг; гелеобразователь (едкий натр, 10%-ный раствор) — 200—220 см3.
Быстротвердеющие стержневые смеси (% вес.). 1. Основа (маршалит — 60%, кварцевый песок — 40%) — 100. Сверх 100%: гидролизованный этилсиликат — 23— 25; едкий натр, 15%-ный раствор — 1—1,5.
2. Основа [кварц пылевидный КП-2 (ГОСТ 9077—59) —70; кварцевый песок 1К02 — 30] — 3 кг; связующее (этилсили- кат-40 — 55, ацетон — 36,2, соляная кислота— 0,6, вода — 8,2) — I л; гелеобразователь (90—120 мл 5%-ного едкого натра на 1 л гидролизованного связующего). Твердение— 5 мин.
Различные составы для изготовления полупостоянных форм и керамических стержней (% вес.). 1. Состав для полупостоянных форм при литье чугуна и стали. Шамот молотый — 3—60; глина формовоч- ■ пая — 25; графит (бой электродов) — 5—10; асбестовые отходы — 10; молотый кокс — 5—10; льняная костра или шерстяные очесы — 10—20.
2. Смесь для полупостоянных форм при лптье чугуна и стали. Порошок шамотный— 60—70; порошок полукислых огнеупоров— 40—30; связующее (сверх 100%); едкий натр (раствор р = 1,2)—5; жидкое стекло Б (р=1.48—1,52) —14—16. 117=9,5— 10,5%; ссж вл=0,35—0,45 кгс/см2; оЕСух= =40 кг с/с м2.
Для стержней повышенной точности и термостойкости. Карбид кремния — 1,5— 2; пластификатор — 14—15; полиорганоалю- мосилоксановая смола — 5—6; трансформаторное масло — 0,5—2; электрокорунд — до 100%.
Состав керамических стержней для сложных тонкостенных отливок. Глинозем —10,6; маршалит — 71,4; парафин — 15,3; полиэтилен — 2,7.
Состав для обсыпки керамического покрытия, наносимого на блоки выплавляемых моделей. Асбест — до 100%; графит — 20—30; шамот — 30—60.
Содержание компонентов в кварцевых смесях для прочных керамических стержней, стойких при прокаливании формы, по патентным данным, может колебаться в широком диапазоне, например (вес. ч.): бентонит— 3,5—65; кварцевая мука—100—- 600; жидкое стекло (30% БЮг)—26—176; кремнийорганическая жидкость (т) = = 10 000 П) — 12—97; вода — 0—91. Смеси запрессовывают в формы, подогретые до 65—230° С, и отверждают в них в течение 1—10 мин.
САМОТВЕРДЕЮЩИЕ СМЕСИ С ВНУТРЕННИМИ АКТИВНЫМИ ОТВЕРДИТЕЛЯМИ
К этой группе смесей относятся разнообразные составы, отверждение которых происходит в результате протекания химических реакций между введенными в них компонентами без применения внешних воздействий (продувки газом, нагрева и т. п.). Некоторая часть рассмотренных выше составов, приготовляемых на этил- силикате, входит в эту группу. Типичными же ее представителями являются экзотермические наливные смеси, наливные и пластичные самотвердеющие смеси на жидком стекле с активными добавками (шлаками, нефелиновым шламом и др.), гипсовые и цементные жидкие смеси, твердеющие в результате гидратации, и т. д. Эти смеси технологичны, недороги, отвердевают за короткое время (10—30 мин) и относятся к технически прогрессивным и перспективным материалам литейного производства.
По консистенции и некоторым другим свойствам самотвердеющие смеси делят на заливочные (наливные, жидкие) низкой вязкости и пластичные (уплотняемые), имеющие консистенцию обычных формовочных смесей.
Экзотермически твердеющие смеси (% вес.). 1. Жидкое стекло (М=2,2)—6,5; кварцевый песок — 91,5; кремний (порошок) —2.
2. Жидкое стекло (М=2,2)—6,5; кварцевый песок—91,5; ферросилиций 75%- ный— 2. Ов через 24 ч=50 кгс/смг.
В жидкоподвижном состоянии применяются быстротвердеющие составы, содержащие жидкое стекло и силикатно-кальциевые шлаки, либо нефелиновый шлам.
Жидкие самотвердеющие сые- с и для стержней и форм, обладающие хорошей текучестью и устойчивостью пены,
35
получают по следующим рецептам (вес. ч).
Вода — 3,5—5; кварцевый песок — 85— 90; гипс высокопрочный—15—10; пенообразователь (ДС-РАС и т. п.)—0,05—0,15.
В качестве органической добавки можно применять: мочевину техническую — 0,5—2; танин — 0,0075—0,0125; соли сульфолигнино- вых кислот и их термополимеры — 0,2—2; фурановые или мочевиноформальдегидные смолы — 0,2—2; кальциевые соли арабино- вой кислогы — 0,05—0,5 н др.
Кварцевый песок можно заменять хромомагнезитом, оливином и другими огнеупорными наполнителями. Сет через 2 ч — 6 кгс/см2, через 24 ч — 19—11 кгс/см2.
Жидкая самотвердеющая смесь для цветного литья (вес. ч). Песок кварцевый 1К0315А — 95; шлак феррохромовый белый (МРТУ 14—11—64)—5. Сверх 100%: жид кое стекло В — 5,5—6; канифоль — 0,1—0,3; ПАВ 1 * — 0,4—0,6; вода — 1,5—2,0.
Выбиваемость несколько улучшается при добавке 0,5—0,7% серебристого графита.
Типовой состав наливной жидкосте- кольиой смеси для форм и стержней при стальном литье (% вес.). Вода — 1—2; жидкое стекло — 5—7; кварцевый песок — 94—97; контакт Петрова — 0,5—0,6; мылонафт— 0,05—0,10; феррохромовый шлак —
6.
Плотностьсмеси — 1,30—1,36г/см3;
текучесть — 350—400мм; устойчивость
пены—3—-12 мин; время твердения—20— 40 мин; ссж через 24 ч —4—8 кгс/см2; св=1,5—3 кгс/см2; с рез—2—4,5 кгс/см2; К через 24 ч —120—200. усадка<0,2%.
Пластичными самотвердеющими смесями, в отличие от жидких, названы смеси на жидкостекольном связующем с ферро- хромовым шлаком в качестве отвердителя, используемые для обычных методов формования при чугунном литье (крупном, среднем). Как правило, применяются они для облицовочного слоя; наполнителем служит стандартная песчано-глинистая смесь, например, состава: отработанная смесь — 1000 л, глинистая эмульсия (р=1,34—1,40) — 35—40 л.К=93—100; аск вл=0,4—
5 кгс/см2; W= 5—5,6%.
Смесь готовится в два приема. Вначале приготовляют базовую жидкостекольиую смесь, а затем непосредственно перед употреблением вводят в нее отвердитель — феррохромовый шлак или нефелиновый шлам (СТУ 30—478—64).
Для машинного формования на 100 об. ч. базовой смеси вводят 2,5—3 об. ч. шлака (первый состав), а для ■ пескометного формования— 0,8—1,2 об. ч. (второй состав). Первый состав пригоден к употреблению 15—20 мин, второй 50—90 мин. сСт вл первого состава—0,17—0.28 кгс/см2, второго— 0,13—0,20 кгс/см2; а„—через 2 ч составляет соответственно 1,2—1,5 и 0,7— 0,9 кгс/см2.
1 Контакт Петрова (ГОСТ 463—53) с нейтрализацией едким натром или газой- левый контакт Петрова без нейтрализации; мылонафт (ГОСТ 13302—67); для стабилизации пены:ДС-РАС, нейтрализованный
черный контакт (НЧК).
Типовой состав базовой жидкостекольной смеси (%об.). Песок кварцевый
КРКА — 71—72; регенерированный песок — 20; формовочная глина ВФ-1—4—5; уголь молотый ГК — 4,0; раствор NaOH1 — 0,8; жидкое стекло (М—2,6—3,0; р = 1,50 г/см3) марки В (ГОСТ 8264—56)—5,5. К-150; 47=3,5—4,0%; Ос ж „л-=0,12—0,15 кгс/см2, после продувкиуглекислотой — 2—
кгс/см2.
Для приготовления смеси вначале 1—2 мин перемешивают сухие составляющие, затем вводят раствор едкого натра и снова перемешивают 2—3 мин, после чего добавляют жидкое стекло и перемешивают еще 3—4 мин.
Смесь пригодна к употреблению в течение 8—10 ч.
Состав для проверки пригодности фер- рохромового шлака к использованию в пластичных самотвердеющих смесях (% вес.). Песок кварцевый 1К02Б — 97; шлак феррохромовый — 3; жидкое стекло сверх 100% — 6.
При испытании с„ не ниже (кгс/см2): через 30 мин — 0,4—0.8; через 60 мин— 0,9—1,2; через 120 мин — 1,5—1,8.
Для значительного повышения активной fl-формы в составе отвердителя самотвердеющих смесей — дикальциевого силиката рекомендуется изготовлять такой материал искусственно, подбирая соотношение Si02:Ca0=l,6—2,4:1 и проводя обжиг смеси при 1180—1200° С в присутствии минерализаторов и стабилизаторов, например фторидов щелочных и щелочноземельных металлов и окисей либо солей фосфора. Например: 1) 500 ч. шлака с отношением Si02 : СаО=1,15:1 в смеси с 422 ч. СаСС^ обжигают 2 ч при 1200° С; 2)500 ч. шлака с Si02 :СаО=0,90:1 в смеси с 355 ч. СаС03 обжигают 0,75—1 ч при 1200° С; 3) 500 ч. шлака фосфорной печи с S102 :СаО=1,15:1 в смеси с 422 ч. СаСОэ и 1 ч. В2Оэ обжигают при 1180° С 2 ч; 4) смесь 10 ч. СаС03, 6 ч. SiOs, 0 6 ч. CaF2 и 0,1 ч. В203 обжигают 1 ч при 1200° С.
Составы пластичных облицовочных самотвердеющих смесей:
Доменный шлак (цемент)—2,5; жидкое стекло (М=2,0) —5; кварцевый песок— 91,5; пек— 1; ссж через 24 ч — 15,5 кгс/см2.
Жидкое стекло (М=2,0)— 6,0; кварцевый песок — 92; портландцемент—-2,0;
Кварцевый песок — 97,5; НэР04—0,7; фурановая смола — 1,8. ссж через 1ч — 15 кгс/см2.
Глицеролтриацетат — 2; декстрин— 1,5; жидкое стекло — 5; кварцевый песок— 91,5. ссж=20 кгс/см2.
Агломерат железной руды — 8; жидкое стекло—-5; кварцевый песок — до 100; огнеупорная глина — 2—3.
Жидкое стекло — 5; кварцевый песок— 89; NaOH (30%-ный раствор)—-1,1; патока —1; цемент — 4. ссж через 6 ч— 5.7 кгс/см2.
* При 12—16° С плотность раствора р = 1,23—1,25, при 21—25°С — 1,29—1,31; при 31—35° С —1,34—1,36 г/см3.
36
Составы легковыбиваемых жидкоподвижных цементно-органических смесей для стержней III—V классов сложности и форм при чугунном и стальном литье до 50 т (% вес.). Вода — 2— 5; контакт Петрова— 0,1—0,4; коптильный препарат — 2—5; песок кварцевый IK, 2К марок 02, 0315, 016— 93—90; портландцемент (400, 500) — 7-—10; ССБ —0.5—1,5. р=1,16—1,17 г/см3; 117=4— 5,5%; стойкость пены 6—12 мин; °сЖел через 2 ч—1,5—2,0 кгс/см2; °в сух = 5— 12 кгс/см2; Квл через 1 ч>100; тОТе=45— 80 мин. Разогреваются при смешивании до 40—50-° С.
Быстротвердеющая смесь для стерж
ней и форм (вес. ч.). Нефелиновый шлам— 0,5—0,7; огнеупорный наполнитель—-99,5— 99,3; ССБ (р=1,2—1,21г/см3) —1,4—1,5;
фенолформальдегидно-фурановая смола—
2,0—2,1.
Состав нефелинового шлама (% вес.): СаО— основа; SiOs—29—-31,5; А1203—-3—5; F,03 — 2,5—4; Nа20 — 2,2—2,8;п. п. п. —
1,86—2,57.
САМОТВЕРДЕЮЩИЕ СМЕСИ НА ГИПСЕ, ПОРТЛАНДЦЕМЕНТЕ И НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЛЯХ
В состав гицсовых смесей входят наполнитель, гипс, вода, добавки. Наполнителем может служить кварцевый песок, шамот, маршалит. В качестве добавок, повышающих прочность, используются борная кислота, ММФ-смолы, цементы, силикаты натрия, каолин, тальк, асбест и др.
Отверждение гипсовых смесей происходит за счет гидратации гипса — перехода обожженного (полуводного) гипса CaS04 • НгО в двугидрат CaS04 ■ 2НгО с превращением в твердое, камнеподобное тело. Сушка гипсовых форм и стержней длительна (50—80 ч); их нельзя применять для заливки сплавов при температуре выше 1200° С. Основное применение — изготовление форм, моделей, прессформ для сложных по конфигурации, в том числе крупногабаритных отливок из цветных сплавов (при температуре расплава не выше 1200°С). Ниже приводятся составы гипсовых формовочных смесей (% вес.).
Для тонкостенных и точных отливок из цветных сплавов. Гипс высокопрочный — 80; асбест — 20.
После тщательного перемешивания сухая смесь засыпается в воду из расчета 100 вес. ч. сухой смеси+70 вес. ч. воды.
Для отливок из цветных сплавов. Кварцевый песок (мелкий) — 50; гипсовый цемент — 40; тальк и небольшие добавки силиката натрия, портландцемента и гипса.
Смесь затворяется водой (до 35% в готовой- смеси) и в жидкотекучем состоянии заливается в опоку с установленной моделью, где в течение 4—7 мин происходит схватывание. Освобожденные от модели формы пропариваются в автоклаве 6—8 ч при 1—1,2 атм, затем выдерживаются 14— 15 ч на воздухе и затем сушатся в печах при 235—245° С 25—50 ц\
Трещиноустойчивая при обжиге. Вода (сверх 100%)—35—36; гипс—10—30; известняк— до 100.
Гипс и известняк применяются измельченными до остатка 5% на сите 4900 отв./см2. Средний состав известняка (%):Si02 —4,7;(Fe203+Al203) —1,95:
СаО —54,5; С02 —41,5. '
Гипс и известняк в сухом виде смешивают 10—15 мин, затем затворяют водой. Начало схватывания — через 12—14 мин, конец — через 25—30 мин.
В основной состав цементных само- твердеющих смесей входят песок, цемеьСт и вода. Могут вводиться органические связующие, катализатор твердения и другие вещества. Смесь твердеет в результате гидратации силикатных минералов, входящих в состав цемента, и образования прочных гидросиликатов (Ca0-Si02-mH20), гидроалюминатов (ЗСаО • А1203 • 6Н20), гидроферритов (3Ca0-Fe203-6H20) кальция. Органические добавки повышают пластичность и текучесть смеси в жидком состоянии и несколько увеличивают прочность при затвердевании. Смеси хорошо выбиваются.
Ниже приводятся составы некоторых цементных смесей.
Цементные формовочные смеси для стального литья (% вес.):
Вода — 8—9; кварцевый песок 2К016Б —83—85; ПАВ (ОП-7) —0,1—0,15; портландцемент (400, 500) или термоцемент (глиноземистый, 500, 600) — 7—8. р=1,35— 1,42 г/см3; U7 через 24—30 ч — 0,2—0,3%; °сж через 3—4 ч — 0,11—0,14 кгс/см2; К=50—80.
Вода —8—9; ПАВ (ОП-7) —0,2-0,15;
портландцемент (400—500) или термоцемент (глиноземистый, 500,600) — 7—8;
цирконовый песок КЦЗ или КЦ4 — 83—85. р=2,31—2,40 г/см3; 117 через 24—30 ч—0,2— 0,3%; ссж через 3—4 ч — 0,13—0,16 кгс/см2; К=0.
Для приготовления смеси песок и цемент перемешивают 1—2 мин, вводят воду, перемешивают 3—4 мин, добавляют ПАВ, перемешивают еще 3—4 мин. Формуют в жестяном (1,5—2 мм) кожухе. Толщина слоя 10—25 мм для отливки со стенкой
20 мм. Заливочный стояк металлический. Для предотвращения прилипания модель покрывают химически стойким лаком. Поверхность формы покрывают цирконовой краской. Для удаления газов в стенках кожуха предусмотрены отверстия. Качество отливок и выход годного выше, чем в песчаных формах.
Для особо тяжелых и сложных сталь
ных отливок. Кварцевый песок 1К0315А— 88—90; портландцемент—10—12. 117=6— 7,5;КеЛ=250; Кс ух>350,ссж вл=0,1—
11 кгс/см2; °сжсух.—5—6 кгс/см2. Отвердевание 30—70 ч.
Для тяжелых стальных отливок при машинном формовании. Кварцевый песок 1К02А — 61—62; оборотная смесь—-30; портландцемент — 8—9. 1^=5—6%; Кил= =200; КсуХ>300; осж вЛ=0,12—0,13 кгс/см2; °сжсух=3—4 кгс/см2. Отвердевание 48 ч.
37
1
1/20
1/22
1/24
1/26
Группа 9/00 9/02 9/04 9/06 9/10 9/12
Подкласс В 22 Группа 27/00
27/18
27/20
органических связующих из искусственных или натуральных смол из жировых или масляных веществ; из остаточных продуктових
дистилляции
из углеводородов; из остаточных продуктов их
дистилляции
Литейные формы или стержни
песчаные для фасонного литья
керамические формы и стержни
постоянные для фасонного литья
стержни; изготовление и установка
обработка форм или стержней, ^ например, сушка, отверждение Литье металлов и прочих материалов Обработка расплава в жидком или вязком состоянии в литейных формах
Использование химических способов воздействия на поверхностный слой отливок Прочие способы воздействия на структуру зерна или строения материала; выбор компонентов для этого
Некоторые индексы УДК, которыми сведения гл. II классифицируются в печатных изданиях:
621.74
621.74.02
621.74.04
621.74.041
621.74.045
621.742
621.742.4
621.742.43
621.742.434
621.742.486
621.742.487
621.743
621.743.42 621.743.422 621.744.56
Литейное производство в целом
Предварительная обработка сырья
Технологические процессы производства отливок. Специальные виды литья
Литье в разовые (песчаные) формы вообще Литье по выплавляемым моделям. Точное литье Формовочные материалы и их подготовка. Подготовка песков и глин. Приготовление смесей Формовочные материалы. Наполнители. Связующие материалы (крепители)
Песчано-глинистые смесн Наполнительные смеси Неорганические связующие
Органические связующие Стержни и их изготовление
Стержни и стержневые материалы
Состав и свойства стержневых материалов Связующие материалы для стержней Формовка в оболочковые формы
1/20
1/22
1/24
1/26
Группа 9/00 9/02 9/04 9/06 9/10 9/12
Подкласс В 22 Группа 27/00
27/18
27/20
органических связующих из искусственных или натуральных смол из жировых или масляных веществ; из остаточных продуктов их дистилляции
из углеводородов; из остаточных продуктов их дистилляции
Литейные формы или стержни
песчаные для фасонного литья
керамические формы и стержни
постоянные для фасонного литья
стержни; изготовление и установка
обработка форм или стержней, ^ например, сушка, отверждение Литье металлов и прочих материалов Обработка расплава в жидком или вязком состоянии в литейных формах
Использование химических способов воздействия на поверхностный слой отливок Прочие способы воздействия на структуру зерна или строения материала; выбор компонентов для этого
Некоторые индексы УДК, которыми сведения гл. II классифицируются в печатных изданиях:
621.74
621.74.02
621.74.04
621.74.041
621.74.045
621.742
621.742.4
621.742.43
621.742.434
621.742.486
621.742.487
621.743
621.743.42 621.743.422 621.744.56
Литейное производство в целом
Предварительная обработка сырья
Технологические процессы производства отливок. Специальные виды литья
Литье в разовые (песчаные) формы вообще Литье по выплавляемым моделям. Точное литье Формовочные материалы и их подготовка. Подготовка песков и глин. Приготовление смесей Формовочные материалы. Наполнители. Связующие материалы (крепители)
Песчано-глииистые смеси Наполнительные смеси Неорганические связующие
Органические связующие Стержни и их изготовление
Стержни и стержневые материалы
Состав и свойства стержневых материалов Связующие материалы для стержней Формовка в оболочковые формы
ГЛАВА III
ПРОТИВОАДГЕЗИОННЫЕ И ПРОТИВОПРИГАРНЫЕ СОСТАВЫВ ЛИТЕЙНОМ ПРОИЗВОДСТВЕНа различных стадиях литейного производства — при изготовлении моделей и при формовании по ним, при заливке расплава в формы и при извлечении отливок — технолог-литейщик сталкивается с неблагоприятным влиянием тесных контактов между поверхностью модельной оснастки и формовочными материалами либо между поверхностью отливки и стенками форм или стержней. Отрицательное влияние таких контактов — прилипание смесей к оснастке или пригорание смесей к отливке — проявляется в повышении трудоемкости операций, увеличении^ процента брака, снижении качества изделий.
Разработка и осуществление мер, предотвращающих или уменьшающих эти недостатки, является предметом постоянной заботы технологов литейного производства. Одним из основных путей достижения цели является применение специальных составов (противоадгезионных, противопригарных), которыми покрывают поверхность оснастки перед ее соприкосновением с формовочными или стержневыми материалами или которые наносят на поверхность форм и стержней перед заливкой их металлом.
Большое число разнообразных рецептов таких составов, приводимое в этой главе, имеет целью, как и в предыдущих главах, предоставить технологу, мастеру или исследователю, занимающимся разработкой и применением противоадгезионных и противопригарных составов, материал для выбора и сопоставления, а также отправные данные длн самостоятельного подбора оптимальных составов применительно к местным условиям.
СОСТАВЫ, ПРЕДОТВРАЩАЮЩИЕ
ПРИЛИПАНИЕ МОДЕЛИ К ФОРМЕ(ПРОТИВОАДГЕЗИОННЫЕ)
Основным назначением этих составов является предотвращение прилипания формовочных (или стержневых) смесей к поверхности модели. Они бывают разовыми и многократными (постоянными).
При выборе материалов модельных покрытий следует учитывать характер применяемых формовочных смесей и заранее определять их правильные сочетания. Так,
например, неполярные растворители (нефтепродукты, каменноугольные продукты) не растворяют шеллак, канифоль и т. п. смолы, но хорошо растворяют углеводороды (битум, парафин). Полярные—растворы щелочи, спирт — хорошо смачивают и растворяют шеллак, канифоль и тому подобные материалы, поэтому как покрытия моделей они непригодны в случае применения жидкостекольных смесей.
РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЕ СОСТАВЫ
По характеру исходных компонентов разделительные составы весьма разнообразны. Ниже приводятся рецепты некоторых разделительных составов с указанием преимущественных областей их применения соответственно характеру формы или модели и соприкасающимся материалам. Рекомендуемые составы не являются строго ограничивающими, и технологу предоставляется широкий простор для подбора других оптимальных сочетаний иа данной исходной основе.
В квадратных скобках [ ] приведены разделяемые сочетания материалов формы или модели с материалами изготовляемой по ним оснастки (гипсовой, цементной, пластмассовой) либо с формовочными смесями. Например, [гипс—эпоксипласт] относится к изготовлению модельной оснастки из эпоксидных композиций по гипсовой модели или из гипса — по эпоксипластовой.
Вода — 95; мыло — 5 [гипс — гипс; цемент — гипс; эпоксипласт — гипс].
Вода — 93; крахмал —7 [гипс — гипс; эпоксипласт — гипс].
Вода — 45; гидролизный спирт -— 45; поливиниловый спирт — ПВС-10 [гипс — эпоксипласт; древесина — эпоксипласт; цемент — гипс; цемент — цемент; эпоксипласт — эпоксипласт].
Состав (3) готовят так: ПВС вводят в расчетное количество воды и выдерживают 48 ч. Затем добавляют гидролизный спирт и смесь встряхивают 15—20 мин. Наносят двукратно кистью с интервалом 15— 20 мин.
Сырая резина — 20; толуол — 80 [гипс — эпоксипласт; гипс — фураноэпокси- пласт; цемент — эпоксипласт; эпоксипласт— цемент; древесина — фураноэпоксипласт].
40
Для приготовления состава (4) и аналогичных ему резину, каучук или полиизобутилен нарезают мелкими кусочками, заливают бензином или толуолом и оставляют на 2—3 ч до полного растворения при периодическом помешивании. Наносят мягкой кистью 2—3 раза с интервалом 10— 20 мин. После нанесения последнего слоя форму просушивают при 80—90° С 25— 30 мин.
Вода — 28,5; жидкое стекло — 71,5 [цемент — цемент].
Скипидар — 70; технический воск — 30 [цемент — гипс; древесина — гипс; металл — эпоксипласт; эпоксипласт — гипс; эпоксипласт — эпоксипласт; формопласт — цемент].
Состав (6) — оптимальный — готовят в следующем порядке; расплавляют воск, затем вливают в него скипидар и тщательно перемешивают- Наносят тампоном или мягкой кистью. После высыхания натирают фланелью или шерстью до блеска.
Осветительный керосин — 58; технический воск—14; технический скипидар — 28 [то же, что (6)].
Осветительный керосин — 65; технический стеарин —35 [то же, что (6)].
Бензин — 80, полиизобутилен — 20 [древесина — фураноэпоксипласт; эпоксипласт — цемент; цемент — цемент; гипс — цемент].
Вода — 70; столярный клей — 30 [цемент — цемент].
Гидролизный спирт — 84; шеллак — 16 [цемент — формопласт].
1213
Вода4314
Гидролизный спирт4358
Глицерин ■614
ПВО814
[гипс — эпоксипласт; древесина — эпоксипласт; цемент — гипс; цемент — цемент; эпоксипласт — эпоксипласт].
Льняное масло [формопласт — гипс; древесина — гипс; металл — цемент; металл — формопласт; эпоксипласт — формопласт].
Канифоль—10—20; инден-кумароно-
вая смола — 1—8; перхлсрвиниловая смола — 10—20;растворитель — остальное.
Для модельной оснастки и оборудования, соприкасающихся с жидкими самотвердею- хцими смесями.
Керосин — до 100, мазут — 45—50; связующее УСК-1 —-10—20. Облегчает удаление модели из формы и улучшает качество поверхности формы.
Термостойкий каучук СКТ-4; уайт- спирит — 96. Для смазки плит при изготовлении оболочковых форм. Опрыскивание
i раза в смену.
Вода — до 100; полисилоксановая жидкость № 5 — 5; мыло хозяйственное —
3. Предотвращает прилипание пенополистироловых моделей к прессформам.
Для металлических форм при изготовлении в них выплавляемых моделей.
АБ
Битум0.1—0,50,2—0,5
Глицерин1.9—4,52,8—5
Касторовое масло8—14,5
Толуол50—15—
Уайт-спирит—30—10
Этилсиликат негидро- 40—8065—80
лизованный
Для (А) битум, глицерин и касторовое масло растворяют в толуоле и вводят в этилсиликат, для (Б) битум и глицерин смешивают с уайт-спиритом, а касторовое масло — с этилсиликатом и сливают эти смеси вместе.
А Б
20. Битум 10—0,5 до 0,5
Касторовое масло 8—3,5 4,5
Уайт-спирит 1,5—2 1,5—2
Этилсиликат негидро- 90—94 87—63
лизованный
Эфироальдегидная — 5—30
фракция (ЭАФ)
Для (А) касторовое масло смешивают
с этилсиликатом, затем растворяют битум.Для (Б) битум и касторовое масло раство-ряют в ЭАФ и смесь вводят в этилсиликат.
Химически стойкие эмали ХС-710;ХСЭ 26; лак ХСЛ,
В качестве полупостоянных . раздели-тельных покрытий модельной оснастки приработе с жидкостекольными смесями.ХС-710 позволяет сделать до 70 съемов,лак ХСЛ — до 30—50.
Кроме перечисленных выше в практикенаходят применение и многие другие со-ставы.
Разделительные составы при формиро-вании изделий из стеклопластика пометаллической (сталь, легкие спла-вы) и неметаллической (гипс, по-крытый лаком, дерево) оснастке
Вода—90; ПВС — 10; сушка 120—180 мин при 18—22° С, 30—40 мин — при40° С.
Вода — 90; глицерин — 1; мыло —0,5; ПВС —10. Состав применяется дляполированной оснастки.
Вода — 46; глицерин — 5; ПВС — 8;этиловый спирт — 46; сушка 30—40 минпри 18—22° С.
Ориентировочный расход составов(22)—(24)—80 г/м2. Чтобы различать этисоставы от других слоев, можно добавлятьв них 0,9—1,2% люминесцирующего кра-сителя ФН (флуоресцеин натрия — уранин).При необходимости отмывки оснастки отсоставов (22)—(24) применяют?—10%-ныйводный раствор кальцинированной содыпри 40° С, отмывку производят ветошьюили щетками.
ПРИПЫЛЫ
Припылами называются разнообразные, обычно измельченные до состояния пудры составы, наносимые (напыляемые) на поверхность моделей или стержневых ящиков для предотвращения прилипания к ним
формовочных или стержневых смесей. В качестве припылов используют минеральные вещества (тальк, кварц), мелксизмельчен- ный древесный уголь, ликоподий, серебристый графит. Рекомендуется также зола — продукт пережога углеродсодержащих материалов растительного происхождения (листьев, трав, соломы, виноградной лозы, древесных стружек, опилок и угля) на открытом воздухе.
Различные золы имеют химический состав в следующих пределах (% вес.): SiOa — 30—50; А1203— 6—36; Fe208—5—21; СаО — 5—40; MgO — 1—5;К20 — 1—30;
Р205 — 1—6. Входящие в состав золы тугоплавкие окислы не взаимодействуют с составляющими формовочных и стержневых смесей в процессе набивки и съема, а при заливке форм предохраняют отливку от пригара. По сравнению с древесным углем зола обладает меньшей газотворной способностью и большей огнеупорностью, что повышает качество поверхности отливок.
При подготовке припыла золу высушивают при температуре 150—200° С в течение 0,5—1 ч, а затем просеивают через сито с ячейкой 0,2 мм. На рабочую поверхность стержневых ящиков и моделей припыл наносят любым способом.
Составы припылов могут быть весьма разнообразными. Применяют, например, минеральные порошки следующего химического состава (% вес.): А1203— до 100; 1-1,0 —0,001—3; ТЮ2 — 0,001—4; Fe,03—4— 16"; СаО —0,001—1; SiOg — 26—32; MgO-
О.1—2.
В качестве припыла можно также применять мраморную пудру (100 вес. ч.) со стеарином (3 вес. ч.). В пудру, нагретую до 90—100° С, добавляют расплавленный стеарин и хорошо перемешивают.
ПРОТИВОПРИГАРНЫЕ ПОКРЫТИЯ
Основным назначением противопригарных покрытий является предотвращение взаимодействия расплавленного металла с материалом форм или стержней. Для этой цели в состав покрытия вводят вещества повышенной огнеупорности на различных связующих. Составы противопригарных покрытий весьма разнообразны. Выбор наполнителя в них определяется характером заливаемого металла, толщиной стенок, весом и габаритом отливок и ряда других факторов.
ПАСТЫ И КРАСКИ ЦЛЯ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ
К простым и дешевым противопригарным покрытиям относятся краски, в которых основным наполнителем служит графит. Ниже приводится ряд таких составов (% вес.):
Краска для сырых форм и стержней при литье чугуна. Серебристый графит — 48—48,4;водорослеваямука — 3,4—3,8;
вода — 48,6—47,8.
Краска для форм при центробежном литье чугуна. Аморфный графит — 58,5; бентонит — 3,5; патока (р= 1,3) — 10,0; вода — 28,0.
Краска для форм при крупном чугунном литье. Серебристый графит — 47; вода — 47; гидрол (отход при получении глюкозы) — 6.
Коксографитовая краска для форм при чугунном литье. Молотый кокс — 63,2; серебристый графит — 31,6; глина — 5,2; гидрол — 2,6.
Шлаковая краска для сухих стержней при чугунном литье. Ваграночный шлак молотый — 23,32; глина огнеупорная молотая — 3,33; тальк молотый — 10,83; графит аморфный — 8,74; ССБ (р не ниже 1,26)—4,74; бентонитовая суспензия в воде (р=1,04—1,06)—49,04; р краски—1,42— 1,50; продолжительность сушки — 30 мин при температуре 260° С.
Тальковая краска для сухих стержней при алюминиевом литье. Тальк молотый — 42,4; бентонитовая суспензия в воде (р= = 1,04—1,08) —57,6; 'р краски — 1,30—1,36; продолжительность сушки — 30 мии при температуре 260° С. Окраска производится пульверизатором.
Краска для сырых стержней при чугунном литье. Патока — 0,15; серебристый графит — 2,90; тальк молотый — 27,32; бентонитовая суспензия (р=1,04—1,08)—61,63. р краски— 1,25—1,32. Окраска производится пульверизатором.
Во все составы, содержащие органические связующие, добавляют для консервации формалин — около 40 см3 на 1 кг пасты.
Пасты для форм и стержней при чугунном литье (% вес.): 1. Паста ГБ-1. Вода — 33; графит черный — 60; декстрин — 3,5; стабилизатор — 3,5.
Паста ГБ-2. Вода — 23; графит черный — 58,2; патока — 10; стабилизатор —
3,5.
Паста ГБ-3. Вода — 28; графит черный — 58,5; стабилизатор —■ 3,5; ССБ — 10.
Краски для сырых форм при чугунном литье (% вес.):
Графит черный2525
Графит серебристый30—
Керосин4025
Машинное отработанное масло 550
Графит черный — 20, уайт-спирит — 40; асфальтовый лак — 40.
Графит черный — 20; графит серебристый — 20; керосин — 55; соляровое масло — 5.
Краска для стержней и форм из само- твердеющих _ смесей (ЖСС, ПСС) при средних и тяжелых чугунных отливках. Г рафит черный — 35; графит серебристый— 9; смола ФФ-1С—14; поливинилацетат (ПВАЦ) бисерный — 1. Растворитель (АКР или спирт+ацетон 2:1)—41. р = 1,2— 1,25. Отверждение — 40—50 мин.
Краски на подмыльном щелоке при стальном и чугунном литье (% вес.):1. Вода — до" 1,6—
42
г/см3; глина огнеупорная — 2; марша- лнт — 87; подмыльный щелок — 6,5; ССБ —
4,5.
Бентонит —20; вода — до 1,8—1,9 г/см3; марганцевая руда — 8; маршалит — 78; подмыльный щелок — 6; ССБ — 6.
Применение подмыльного щелока позволяет получать противопригарные краски с хорошей кроющей способностью, не склонные к трещинообразованию на стержнях. При применении наполнителей, обладающих большим объемным весом, рекомендуется в такие краски вводить 4—8% подмыльного щелока (р = 1,05—1,09 г/см3).
Кварцевые противопригарные пасты для красок при мелком стальном литье. При изготовлении красок пасты разводят водой до р = 1,1—1,08 г/см3.
Паста СТ-1. Бентонит — 3, вода — 25; декстрин — 1,5; маршалит — 70,5.
Паста СТ-2. Бентонит — 3; вода—17; маршалит — 70; патока — 10.
Паста СТ-3. Бентонит — 3; вода — 17; маршалит — 70; ССБ — 10,
Паста КГП. Вода — 30; графит черный — 35; патока — 3; стабилизатор — 3.
Самотвердеющая краска для стержней и форм при литье черных и цветных металлов (% вес.). Вода— до р = 1,3—1,4 г/см3; NaOH (р= =1,41 г/см3) — 18—19; огнеупорный наполнитель (графит, тальк, циркон и т. д.) — до 100%; отвердитель хромовый, например хромовая кислота (р=1,15— 1,16 г/см3) — 11—18. Отвердители—кислоты хромового ряда (Н2СЮ4,112Сп,07, Н2Сг3О10, Н2Сг4013 и т. д.) или их соли.
Краска для форм и стержней (вес. ч.). Вода — 25—27; глинистая суспензия (р= =1,2 г/см3) — 4—6; жидкое стекло — 5—9; наполнитель — 60—62;ПАВ — 0,1—0,15;
ССБ — 0,04—0,1;эмульсол — 0,14—0,18.
Улучшенные технологические и противопригарные свойства.
Пасты для форм и стержней при крупном стальном литье (% вес.): 1- Хромомагнезит — 88; патока или ССБ — 11; декстрин — 1; вода — до требуемой плотности (12—13%). Пасту наносят слоем 1,5—4,0 мм.
Хромит — 97; ССБ или патока — 3;
декстрин — 2 Вода — до требуемой плотности (Ц7= 12—13%);плотность пасты
р—2,3—2,4 г/см3.
Хромит — 82—85; патока — 3; вода — 12—15. (Наносят слоем 3—5 мм).
Вода—10; ССБ — 10; хромит —80.
Жидкое стекло (р = 1,5)—8; хромомагнезит — 92.
Декстрин—0,1; патока — 8; хромомагнезит — 92.
Декстрин — 0,1; патока — 10; хромит — 90.
ССБ (сверх 100%) —33—40; хромит — 100.
Гидрол (р=1,05) (сверх 100%) — 40—50; декстрин — 2; хромит — 100.
Хромомагнезит—100. Сверх 100%: бентонит — 0,9; патока — 5,7; ССБ — 1,1.
И. Состав покрытия форм из наливных или уплотняемых смесей при изготовлении тяжелых стальных отливок (% вес).
Вода — 28—29; глина огнеупорная — 1— 4; подмыльный щелок — 3—6; ССБ — 3—6; шлам хромитовый — до 100.
Окраска производится до тепловой обработки форм или стержней в 1, 2 или 3 слоя (соответственно р, г/см3: 1,45; 1,55; 1,75).
Состав шлама хромитового (отход химической промышленности) (% вес.): А]203 —4—9; Si02 — 3—8;Сг,03 — 6—9;
Ре203 — 8—12; СаО—43—50; MgO —7— 10; Na20 — 1—1,5; п. п. п. —12—20.
Краски на основе циркона для форм при стальном и чугунном литье (во всех составах вода — до р=1,7—1,95 г/см3) (% вес.):
Для форм всех видов. Глина огнеупорная — 2; циркон обезжелезненный — 8; ССБ—5—10.
Для форм, длительно простаивающих до заливки. Глина огнеупорная — 2—4; крепитель 4ГУ — 5—10; циркон обезжелезненный — 88—86; ССБ — 5—0.
Для сырых форм:
Олифа-оксоль 10 10
Уайт-спирит (сверх 100%) 60 —
Циркон обезжелезненный 90 90
Спирт технический (сверх 100%) — 60
Для сухих форм и стержней: 4. Глина огнеупорная — 2; ССБ -10;
циркон обезжелезненный — 88. 5. Глина огнеупорная 2 2
Крепитель 4ГУ 10 5
Циркон обезжелезненный 88 88
ССБ — 5
Глина огнеупорная — 2; олифа-ок- соль —5; циркон обезжелезненный —88; ССБ—5.
Крепитель ГТФ — 10; циркон обезжелезненный — 90.
Вода — 16,0; бентонит — 2,0; декстрин —1,5; циркон обезжелезненный —
80,5.
Для крупных стальных отливок. Циркон обезжелезненный — 70; растворитель № 646 — 25, ПБ — 5.
После нанесения прогревают 5 мин пламенем ацетиленовой горелки до светло- желтого цвета.
Подмыльный щелок — 6,5; ССБ—* 4,5; циркон обезжелезненный — 87.
Краска наносится пульверизатором. Для ускорения высыхания рекомендуется поджигать нанесенный слой.
Для форм и стержней из самотвер- деющих смесей при среднем и тяжелом чугунном и стальном литье. Циркон — 60; смола ФФ-1С — 15; ПВАЦ (бисерный) — 1,5; растворитель (АКР или спирт или спирт + ацетон = 2 : 1)—23,5. р= 1,75—1,8. Отверждение — 45—55 мин.
Цирконовые краски эффективны, но относительно дороги. На практике циркон успешно заменяют циркон-силлимаиитом или силлиманитом (до 85% вес.) при литье
43
из углеродистой и легированной стали и форстеритом (до 75% вес.) при литье из марганцовистой стали.
Составысиллиманитовых
красок:
Для форм при литье марганцовистой стали. Бентонит—1,5; вода—12,5;' мыло жидкое — 0,5; силлиманит или циркон-силлиманит — 83; ССБ — 2,5.
Для форм чугунного литья (не требующая сушки). Крепитель КО — 28—50; силлиманит — до 100; стабилизатор (например, тальк) —2—5.
Краска повышенных противопригарных свойств. Глина огнеупорная—11—16; дистен-силлиманит — 25—40; хлористый натрий — 3—6; растворитель — 40—50; связующее — 3—6. Растворитель — вода, спирт, бензин; связующее — ССБ, жидкое стекло и т. п.
Для форм при литье марганцовистой стали. Бентонит — 3; вода—17; древесный пек — 2; мыло жидкое — 0,6; патока — 6,0; форстерит — 71,5.
Дистен-силлиманитовая краска для форм и стержней при литье стали (% об.). Бентонит — 2; дистен-силлиманит — 98; подмыльный щелок (сверх 100%)—4—6; сульфитная барда (ЛКБЖ) (сверх 100%) —
6. Для отливок массой более 6 т вводят дополнительно 2% вес. сланцевой смолы ГТФ.
Разводится водой до р = 1,40—1,50 г/см3 для стержней при мелком стальном литье и 1,60—1,70 г/см3 для форм и стержней при среднем и крупном стальном литье. Сушка при 220—280° С. Окраска мелких стержней— слоем 0,2—0,4 мм, крупных — 0,7— 2,0 мм.
Пасты-краски для форм из жидкостекольных смесей при чугунном литье (% вес.):
Графит черный — 43,5; графит серебристый— 15; бентонит — 3,5; ССБ—10; вода — 28. Перед употреблением разбавляют водой до р=1,28—1,3 г/см3.
Графит черный — 43,5; бентонит — 3,5; ССБ — 10,0; вода — 43,0. Перед употреблением разбавляют водой до р = 1.28—-
г/см3.
Самовысы хающие противопригарные краски (% вес.).
Паста ГБ (с влажностью 18%)—44; ССБ —6; изопропиловый спирт — 50: р= = 1,19—1,21 г/см3.
Графит серебристый — 6; графит
аморфный — 36; древесный пек ДП-9 — 8; растворитель №646 — 50;р= 1,15—
1,17 г/см3. [(1)—для крупных, (2)—для средних стержней. Пек ДП-9 можно заменять более дешевым древесным пеком по ТУ МБДП 218—52, ио при этом требуется более тщательное размешивание.]
Отработанное машинное или соляровое масло — 80; графит серебристый — 20.
Кальций хлористый технический —
вес. ч: вода — 1 вес. ч. Краска эффективна для облицовочных смесей на мелкозернистых песках.
При ее применении образуется корочка пригара, легко удаляемая при выбивке.
Для форм из жидкостекольных смесей или из жидких самотвердеющих смесей можно применить покрытие состава (% вес.): наполнитель — до 100; связующее (жидкое стекло)—39—40; хлористый аммоний— 15—16; вспученный перлит—1,3— 1,4.
Покрытие готовят следующим образом. Жидкое стекло разводят водой до р= =1,4 г/см3 по ареометру, затем добавляют
8%-ный раствор хлористого аммония. Образовавшуюся при этом творожистую массу непрерывно перемешивают в течение
8 ч до полного растворения комьев. В подготовленное таким образом жидкое стекло добавляют 1,4—1,3% вес. вспученного перлита и после тщательного размешивания вводят наполнитель, например цирконовую муку, в количестве 42—44% вес.
При использовании покрытия для стержней готовую краску наносят кистью: на наружные стержни — в один слой, на внутренние — в два или три слоя, в зависимости от толщины отливки или технологических условий. Один слой покрытия сушится на воздухе 20—30 мин.
Пасты и краски для форм из жидкостекольных смесей при стальном литье (% об.): 1. Кварц пылевидный — 60; бентонит—1; водный раствор патоки — 39,0. Перед употреблением разводят водой до р= 1,58—1,6 г/см3.
Графит черный — 27; графит серебристый — 13; бентонит — 2,5; ССБ — 7,5; вода — 50. Перед употреблением разводят водой до р=1,58—1,6 г/см3.
Битум № 3 — 55—67; графит серебристый— 7—10; древесная мука — 3—5; керосин —• 23—30.
Самовысыхающая краска для отверждаемых СО2 форм и стержней при стальном литье толщиной стенок 50—250 мм (% вес.). Алюминиевый порошок — 44; эпоксидная смола ЭД-1—5; растворитель № 646 или РДВ — 51; р= 1,18—1,19.
Когда растворитель улетучивается, смола образует на поверхности формы или стержня тонкую прочную пленку, предупреждающую осыпание алюминиевого порошка. Во время заливки смола образует ококсованный остаток и создает восстановительную атмосферу в форме. Краска обладает хорошей кроющей способностью, предотвращает засоры, плены и ужи- мины.
Краска для форм и стержней из твердеющих без нагрева смесей (ЖСС, ПСС) при среднем и мелком чугунном литье. Шлак феррсхрсмовый — 55; смола ФФ-1С— 20; ПВАЦ (бисерный) —1,5—2,5; растворитель (АКР или спирт или спирт+аце- тон=2 : 1) — 23,5—22,5.р = 1,47— 1,53.
Отверждение—:50—60 мин.
В противопригарных стеклокерамических покрытиях, содержащих плавящуюся стеклообразующую составляющую и огнеупорные наполнители (глина, глинозем, графит, хромит, тальк, двуокись циркония, двуокись титана и др.), соотношения компонентов примерно такие (% вес.): стекловидная составляющая — 10—20; огнеупор
44
ный наполнитель — 90—80. Толщина покрытия 0,3—0,6 мм. При взаимодействии с расплавленным металлом покрытие плавится, образуя защитный силикатный жаропрочный покров, защищающий форму.
Стеклообразующая часть при чугунном литье имеет примерно такой состав: SiOs — 15—20;А1208 — 22,5—25; В2Оэ—
14,5; Na20 — 37,5—40; ВаО —остальное. Смесь плавят при 1250—1350° С, гранулируют в воде и сушат.
Стеклокерамическое покрытие графитовых изложниц при литье стали (% вес.). Дистен — до 100; КМЦ — 15— 17; эмаль — 14—18. Смесь перемешивают 25—30 мин в краскомешалке с водой до р = 1,8 г/см3.
Состав эмали (% вес.): Si02 — 8—12; А1203— до 100; СаО —8—11; СоО—0,3— 0,5; Na20 — 35—40. Эмаль приготовляют по обычной технологии.
Противопригарные покрытия для форм и стержней при литье цветных металлов: Краски для сырых форм при литье алюминиевых сплавов (% вес.). 1. Тальк прокаленный — 30; спирт-денатурат — 70.
Тальк прокаленный — 30—20; керосин — 0,5—1,0; ЭАФ — 67—76; ПБ — 2,5— 3,0.
Краска для сырых форм при литье медных сплавов (% вес.). Графит черный— 2,5; керосин—10; мазут—87,5.
Быстросохнущая краска для химически твердеющих форм. Тальк — 32,5; лак № 68—13,5; авиабензин — 54. р = 1,08— 1,1 г/см3. Сушка — поджиганием краски.
Краска для сырых форм при литье магниевых сплавов. Тальк прокаленный — 30—20; керосин — 0,5—1,0; ЭАФ—65—72; ПБ — 1,5—2,0.
Краски для форм и стержней, снижающие шероховатость отливок (% вес.).
При литье алюминиевых сплавов:
Жидкое стекло—10; тальк — 20; вода — 70.
Тальк — 27; бентонит — 3; вода — 70.
При литье магниевых сплавов:
Тальк—7—10; фтористая присадка — 18—20; вода—70—75. Для стержней, подсушиваемых при температурах до 180° С. Состав фтористой присадки (%): F — 61,5; NH4 — 22,5; В — 4,5—5,5.
Тальк — 7—10; борная кислота—3— 10; вода — 80—85. Для стержней, подсушиваемых при 220—250° С.
Крепитель М —20; борная кпслота —
5; вода — 75—77. Для стержней, подсушиваемых при 220—250° С.
БЫСТРОСОХНУЩИЕ КРАСКИ
Быстросохнущими называются краски, содержащие легколетучие растворители, быстро испаряющиеся на воздухе после нанесения покрытия, либо твердеющие при выжигании горючего растворителя. Этот вид красок можно условно разделить на несколько групп: краски на основе поливи- нилбутираля (ПВБТ) на полививдшбути-
ральных лаках; пиклогексановые краски; краски на смоляных или нитроцеллюлозных лаках и эмалях. Все быстросохнущие краски пожароопасны и требуют осторожного обращения.
Поливинилбутиральные краски (% вес.).
Графит черный — 35; графит серебристый — 10; поливинилбутираль — ПВБТ — 2,5; спирт этиловый — 52,5. р — 1,10— 1,25 г/см3.
Для форм при стальном литье. Цирконовый концентрат — 60; ПВБТ — 2,5; спирт этиловый — 37,5. р = =1,75—185 г/см3. Высыхание на воздухе — 30—40 мин.
Циркон — 58 — 51;ПВБТ-лак (3%-ный) — 42—49. р=1,75—1,85 г/см3.
Пылевидный кварц —60; ПВБТ-лак (3%-ный) — 40. р=1,4—1,42 г/см3.
Дистен-силлиманит — 45—50; ПВБТ— 2,0; спирт гидролизный — до 100. р=1,1—
г/см3.
Для сырых форм при чугунном литье. Бентонит — 5; тальк — 40; ПВБТ—
55; спирт гидролизный — до 100. р = 1,16— 1,20 г/см3.
Дляформ при цветном литье. ПВБТ — 2,5; спирт гидролизный— до 100; тальк — 42. р=1,08—1,1 г/см3.
Для форм при литье из высокомарганцовистой стали. Хромомагнезит— 61; ПВБТ—1; растворитель N° 646—38. р=1,7—1,8 г/см3. Высыхание —15—20 мин на воздухе.
К быстросохнущим краскам для жидкостекольных форм относится и следующий состав: лаковая часть: спирт гидролизный— 66,8; ПВБТ — 4,7; растворитель N° 646 — 16,7; древесный пек—11,8; наполнитель (сверх 100%): графит аморфный — 65; графит кристаллический—11.р=1,07—
г/см3. Сушка на воздухе — 30—40 мин.
Циклогексановые краски для форм и стержней при чугунном литье (% вес.).
Графит серебристый — 5; графит черный— 15; пропан-асфальт —1,5—2; циклогексан1— 58; шамот — 20.
Графит черный—25; пропан-асфальт—1,5—2; цемент — 22; циклогексан — 58.
Графит серебристый — 3; кокс молотый—30; пропан-асфальт — 1,5—2; циклогексан — 65.
Графит серебристый — 5—10; кокс молотый—20—25; пропан-асфальт —1,5—2; циклогексан — 58; шамот —10.
Краски на различных связующих (% вес.). Для форм и стержней при чугунном литье. 1. Ацетон — 23; графит серебристый —15,5; графит черный — 23; нитроэмаль НЦ-25—15,5; спирт этиловый— 23. р=1,04—1,06 г/см3.
Графит серебристый —13; графит черный—23; лак № 68—37; уайт-спирит- 13. р=1,25—1,30 г/см3.
Графит серебристый —12; графит черный — 30; лак № 68—41; растворитель № 646—17; р=1.25—1,28 г/см3.
1 В составах (1)—(4) с добавкой 2%' стеарата алюминия.
45
Графит серебристый — 5; графит черный — 45; древесный пек — 5,5; спирт (или ацетон) — 44,5. р=1,25—128 г/см3.
Бензин „галоша"—42; графит сере бристый — 10; графит черный — 33; клен резиновый 45-08—10; смола 101М—-5. р=1,1—1,2 кгс/см3. Вязкость по Вз-4—58 с.
Бензин „галоша" — 49,7; графит серебристый — 10; графит черный — 35; полиизобутилен П-200—0,3; смола 101М—5. р=1,07 г/см3. Вязкость по Вз-4—43 с.
Краски для форм при стальном литье.
Нитролак № 624—10; растворитель № 646—37; цирконовый концентрат — 53. р=1,9—2,0 г/см3.
Графит серебристый—-4; древесный пек—5; спирт гидролизный—60; тальк—31. р=1,16 г/см3.
Краски для форм при стальном и чугунном литье.
Бензин „галоша"—21; клей резиновый 45-08—10; смола 101М—2; цирко- новый концентрат — 67. р=1,6—1,65 г/см3. Вязкость по Вз-4—98 с.
Бензии „галоша"—28,8; полиизобутилен П-200—0,2; смола 101М — 2; цирко- новый концентрат — 69. р=1,7 г/см3. Вязкость по Вз-4—95 с.
Краска для форм при литье медных сплавов. Бензин — 40; графит серебристый—-20; графит черный—20; лак № 16—20.
Краска для форм при литье цветных сплавов. Бензин „галоша" —43; клей резиновый 45-08—5; тальк —46. р=1,1— 1,14 г/см3. Вязкость по Вз-4—56 с.
Лак для самовысыхающих противопригарных покрытий. ПВАЦ бисерный — 1—3; растворитель — до 100; смола ФФ-1С — 26—32. (Прочность повышенная, оседание замедленное).
Для защиты от пригара форм из само- твердеющих смесей на жидком стекле применяют быстросохнущие краски на основе фурилофенолформальдегиднойсмолы
ФФ-1С с комбинированным растворителем АКР (смесь сложных эфиров уксусной кислоты, этилового спирта и древесноспиртовых растворителей).
Краска для форм при стальном литье. Циркон обезжелезненный — 60; смола ФФ-1С — 20; растворитель АКР—20.
Краска для форм при чугунном литье: графит аморфный — 39; графит кристаллический— 9; смола ФФ-1С — 17; растворитель АКР — 35.
При приготовлении красок в растворитель АКР вводится смола, смесь перемешивается 5—7 мин, затем добавляется наполнитель, и перемешивание длится еще 10—15 мин. Краска наносится кистью за один раз. Провяливание на воздухе — 1 ч.
Для сокращения расхода смолы и повышения качества поверхности получаемых отливок в состав краски вводят как связующее продукт поликонденсации фурило- вого спирта с ксилитом в присутствии малеинового ангидрида — фурилоксшштовую смолу.
Соотношение компонентов (% вес.): наполнитель (например, графит) — до 100;
46
фурилоксилитовая смола — 4—7; растворитель (например, ацетон) — 40—50.
Количество наполнителя определяется удобной для нанесения консистенцией краски.
Краска для чугунного литья содержит в качестве наполнителя графит и некоторые силикаты (кианит, тальк), а для стального литья, в зависимости от химического состава стали, веса отливки, толщины ее стенок, — циркон, кианит, силлиманит, магнезит, маршалит.
Для получения устойчивой краски с высокой кроющей способностью наполнитель перемешивают в бегунах с насыщенным раствором смолы в ацетоне в течение 5— 10 мин, а затем добавлением в полученную пасту ацетона приготовляют краску требуемой консистенции. Наносят ее на форму или стержень кистью или пульверизатором. Краска высыхает на холоде за 30—40 мин. При этом образуется прочное противопригарное покрытие и происходит упрочнение формы или стержня на глубину 2—4 мм.
Близкой по составу к предыдущей является краска, в состав которой в качестве связующего введен продукт конденсации фуриловсго спирта с фургидразином — смола ФАГИ. Это позволяет сократить расход смолы, улучшить качество поверхности отливок и повысить экономичность процесса.
Состав этой краски (% вес.): наполнитель (например, графит) —до 100; смола ФАГИ — 4—7; растворитель (например, ацетон) — 40—50.
Для приготовления краски, обладающей высокой кроющей способностью, наполнитель следует перемешивать в бегунах с насыщенным раствором фуриловой смолы ФАГИ в ацетоне в течение 5—10 мин. Из полученной пасты добавлением в нее ацетона готовят краску требуемой консистенции. Краска высыхает на холоде за 30— 40 мин, образуя прочный слой противопригарного покрытия и упрочняя формы и стержни.
ПРОТИВОПРИГАРНЫЕ ОБЛИЦОВКИ
Противопригарные облицовки, в отличие от красок и паст, наносятся более толстым слоем и часто являются составным элементом формы или кокиля. В большинстве случаев они сохраняют стойкость при многократных заливках металлом. Приводим сведения о некоторых составах противопригарных облиповок.
Противопригарные облицовочные смеси (% вес.):
Жидкое стекло
(сверх 100%)8—10 8—10 8—10
Хромит—10070
Хромомагнезит100—30
°сж „л=0,2—0,3 кгс/см3; св сух=10 кгс/см2; КБЛ=50; «7=5-6%.
ССБ (сверх 100%) — 7,5; хромомагнезит—100. К„л=50; W—4,5—5,5%; оСЖвЛ= =0,25—0,4 кгс/см2; сБ сух=5—6 кгс/см2.
Жидкое стекло (сверх 100%) — 7,1; NaOH (сверх 100%) — 5,3; хромомагнезит— 100. сСМвл=0,2—0,3 кгс/см2; АСвЛ=20; 1F=4,5—5%.
Патока (сверх 100%) — 2,1; ССБ (сверх 100%)— 4,3; хромомагнезит—-100. W = 5—-5,5%; сСЖвЛ=0,25—0,4 кгс/см2.
ССБ (р=1,08—1,10 г/см3) (сверх 100%) —10—15; хромит — 100. КвЛ=20; W=5—6%; °сж вЛ=0,45—0,65 кгс/см2; ав сух=3 кгс/см2.
Жидкое стекло (р=1,25—1,3 г/см3);
(сверх100%) —18—20;хромит—100.
КвЛ=0', W—6—7; оСЖвЛ=0,55—0,65 кгс/см2; °В сух —4 кгс/см2.
ССБ — 3; хромит — 97. ЙГВЛ=0—30; W = 5,5 — 6,5 %; ссж вл=0,55 — 0,6 кгс/см2; св сух=5 кгс/см2.
NaOH (сверх 100%) — 8; хромомагнезит—100. Продувка углекислотой и тепловая подсушка —10 мин. КвЛ=Ю; W=0,4%; сСЖвЛ=0,25—0,4 кгс/см2; сБСух= =5 кгс/см2.
В числе других составов противопригарных облицовок, выдерживающих многократную заливку, следует указать на пленку чистого углерода. По одному из известных способов литейные полуформы, изготовленные любым способом из высокоогнеупорных окислов, перед сборкой помещают в сосуд с «кипящим» слоем графитовых или других огнеупорных частиц, приводимых в псевдоожиженное состояние углеводородным газом. Нанесение покрытия производят по ступенчатому режиму в два периода: первый — нагрев до 800—950° С со скоростью 100—150° С в час и выдержка при этой температуре в течение 1—2 ч; второй период — нагрев с практически максимально возможной скоростью до 1100—■ 1200 С и выдержка в течение 2—3 ч.
При этом на поверхности полуформы образуется плотный слой пиролизного углерода, который сглаживает ее шероховатости и полностью исключает контакт расплавленного металла с материалом формы.
Общая продолжительность цикла нанесения покрытия по этому способу не превышает 4—5 ч.
Разнообразны также приемы нанесения противопригарных облицовок. Приводим один из вариантов, относящийся к облицовочной смеси следующего состава (% вес.).
Цирконовый порошок (61—67% Zr02; 33—39% S102)— до 100; кварц молотый—■
1,5; калиевый полевой шпат — 3.0—6,5; плавиковый шпат —1,5—-3,5; окись хрома—-0,5—1,5. Связующим служит жидкое стекло (р=1,2—1,4 г/см3; М=2,6—2,8) с добавкой 0,6—0,8% вес. двухромовокислого калия. Количество связующего—25—30% от веса сухой смеси.
Сухие составляющие перемешивают 10 мин, затем после введения жидкого стекла еще 15 мин до однородной консистенции. На стенки литейной формы покрытие наносят следующим образом: модель покрывают тонкой пленкой парафина, затем погружают в приготовленную смесь и вместе с налипшим слоем смеси переносят
в форму. Избыток облицовочной смеси при этом выдавливается наружу через специальные желобки и отверстия. Затем форму с моделью подогревают, парафиновая пленка плавится и модель извлекается из формы, а покрытие остается на стенках последней. Последующая сушка формы с покрытием ведется нагревом со скоростью 30°С/ч до достижения 380° С.
При толщине стенок шамотио-графито- вой формы 20 мм и толщине покрытия
мм стойкость ее — свыше 500 отливок из серого чугуна.
ЗАЩИТНЫЕ ОБЛИЦОВКИ ДЛЯ КОКИЛЕЙ
Защитные облицовки для кокилей имеют своим назначением повышение стойкости кокилей, уменьшение загрязненности сплава, облегчение извлечения отливок. Характер облицовочного состава зависит от вида литья. При литье тугоплавких материалов в графитовые формы рекомендуется покрывать их рабочие поверхности волокнистыми углеграфитовыми материалами (угольной тканью УУТ-1, графитовой тканью ТГ-2, графитовым войлоком, графитовой ватой). Для отливки титановых изделий применяют графитовые стержни из массы АТМ-1, опрессованной в металлическом ящике при давлении 50—100 кгс/см2, со смазкой крем- нийорганической жидкостью с серебристым графитом.
Состав облицовочных покрытий (% вес.).
Для кокиля при литье чугуна и алюминия. Песок К016Б — 97; ПБ—3; ацетон — 0,9; стеарат кальция — 0,015.
Для кокиля при литье чугуна. Вода (сверх 100%) —12; глина формовочная обожженная — 7; кварцевый песок — 46; шамот молотый — 47. Стойкость — до 8 заливок.
Покрытие на цирконовой основе для керамических, металлических и металлокерамических форм (толщина 0,5—3 мм). Циркон — 80; кварц молотый — 13; калиевый полевой шпат — 4; плавиковый шпат — 2; окись хрома — 1. Связующее (сверх 100%)—25—30 (жидкое стекло М=2,6—■ 2,8; р= 1,41 г/см3, содержащее не менее 0,6% бихромата калия).
ПРОТИВОПРИГАРНЫЕ КРАСКИ ДЛЯ ГАЗИФИЦИРУЕМЫХ МОДЕЛЕЙ
Назначение и характер красок при использовании газифицируемых моделей — те же, что и для других стержней и форм, но требования к их составу и свойствам несколько жестче, так как краска, наносимая на пористую поверхность, должна кроме своего основного назначения играть роль сглаживающего и упрочняющего покрытия.
Для покрытия пенополистирольных газифицируемых моделей применяют краски, не растворяющие пенопласт, например на 3—5%-ном растворе поливинилбутираля в этиловом или изопропиловом спирте. Они сравнительно дороги Жидкостекольиые
47
краски недостаточно газопроницаемы. Удовлетворительные результаты дает -применение дешевых составов на сульфитной барде.
Противопригарные краски для газифицируемых моделей при чугунном литье
(% вес.): 1 2
Графит черный Изопропиловый спирт 30
25 30
ССБ 45 70
Длительность сушки, мин 80 120
3 4
Графит черный 30 30
Серная кислота 5 —
ССБ — 25
Этиловый спирт 65 45
Длительность сушки, мин 90 80
Вода — до р= 1,4 г/см3; паста ГБ — 91; ССБ — 9. Сушка при 20—22° С.
Те же составы с 30% дистен-силлимани- та или пылевидного кварца вместо графита применимы для окраски моделей при стальном литье.
Противопригарные краски для газифицируемых моделей при стальном литье (% вес.):
Борная кислота — 0,06—0,08;вспученный перлит — 7—9; ПВБТ — 2—3; фенолформальдегидная смола — 9—11; этиловый спирт — до 100.
Вода — до р=1,4 г/см3; паста СТ— 45,5; ССБ — 9; цирконовый концентрат— 45,5.
3 4
Ацетон 37
Вода 13 50
H,S04 (р = 1,84) 0,5 0,5
HCI (р=1.19) 0,5 0,5
Этилсиликат 50 50
Наполнитель - - цирконовая пудра или
маршалит до требуемой вязкости.
5. Бентонитовый гель — 5; графит — 10; изопропиловый спирт — 57; канифоль — 5; тальк — 25.
Упрочняюшее покрытие для газифицируемых моделей. Асбест — 5—25; графит — 3—10; клей полистироловый — 0,05—0,15; органическое связующее — 0,5—3; шамот — 5—20.
ЛЕГИРУЮЩИЕ КРАСКИ И ПАСТЫ
Краски и пасты, содержащие вещества, вступающие во взаимодействие с расплавленным металлом, заливаемым в форму, и при этом изменяющие в нужном направлении его состав или структуру, называются легирующими. Составы их могут быть чрезвычайно разнообразны и метод поверхностного легирования покрытием краской или пастой относится к весьма перспективным.
Составы легирующих красок (% вес.);
Теллуровая краска для отбела поверхности отлнвок из легированного чугуна;
Теллур
Декстрин
Бентонит
Медь
Вода
30 75
20 5
25 20
20 —
до плотности 1,35—1,40 г/см3
Теллуровая краска для уплотнения структуры в местах скопления металла при литье из перлитного серого чугуна. Теллур — 15; декстрин — 40; бентонит — 45; вода —до р=1,35—1,40 г/см3.
Расплавляющаяся краска для получения износостойкой и коррозионностойкой наплавки на стальных отливках. Феррохром (63% Сг)—основа; фенольная смола (4%-ный спиртовой раствор) —до нужной плотности. Толщина покрытия —5 мм.
Легирующие пасты-пленки при чугунном и стальном литье в песчано-глинистые формы (% вес.):
Бура10—1510—1510—15
Поливиниловый
спирт10—15——
Полиэтилен——10—20
Пульвербакелит—5—7—
Феррохром углеро-дистый (60% Сг,
8% С)80—7085—7880—65
Для удаления газов развальцованные пленки прокаливают при 350° С.
Легирующие пасты при чугунном литье (% вес.):
Патока — 10
Пирит — 90 70
Сера черенковая 100 — —
Ферромарганец — — 10
Флюс — — 20
90
10
Толщина покрытия — 1 мм. Заливка — при 1350° С. Глубина легированного отбеленного слоя — до 1,2 мм.
Легирующие пасты при литье марганцовистой стали в сырые песчано-глинистые формы (% вес.):
Ферромарганец углеродистый (75% Мп, 6% С)—46; феррохром углеродистый (60% Сг, 8% С)—50; электрокорунд (зерно 0,02 мм) — 4. Связуюшее — жидкое стекло (2—3%-ный раствор) или пульвербакелит (ПБ). Расход пасты — 0,5—1,0 г/см2. (Отливки приобретают высокую износостойкость) .
Феррохром углеродистый (60% Сг, 8% С) — 90—99; электрокорунд (зерно 0,02 мм)—1—10. Связуюшее—жидкое стекло (2—3%-ный раствор) или ПБ. Расход пасты — 0,5—6,0 г/см2.
Легирующая паста для отливок из стали ЗОЛ в песчано-глинистые формы (% вес.). Ферромарганец Мн4 — 50; феррохром ФХ650 — 50; толщина слоя пасты —
1,5 мм; толщина легированного слоя —
3.0 мм; заливка при 1500—1560° С.
Легирующая паста для чугуна СЧ 18-36 (% вес). Ферромарганец Мн4 — 4; феррохром ФХ004 — 96.
48
ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ СОСТАВЫЛИТЕЙНО-ФОРМОВОЧНОГОПРОИЗВОДСТВА
Здесь приводятся сведения о некоторыхсоставах, применяемых в процессе изготов-ления форм и стержней и подготовки ихк заливке. Применение описываемых соста-вов обычно совмещается с нанесением про-тивопригарных покрытий.
СОСТАВЫ НАТИРОЧНЫХ СТЕРЖНЕВЫХПАСТ
Натирочными пастами называются со-ставы, которыми натирают вручную по-верхность литейных стержней в тех слу-чаях, когда необходимо обеспечить особовысокую чистоту поверхностей стенок поло-стей в отливках.
Натирочные пасты (% вес.):
Графит серебристый — 75; С.СБ илирастительное масло — 25. После натира-ния — сушка при 220—240° С.
Та-льк — 50; молотый шамот или се-ребристый графит — 35; глина — 15. 1 кгпорошка смеси разбавляют 0,5 л воды.
Тальковая натирка (НТ) при чугун-ном литье. Тальк молотый — 50; графиткристаллический КЛЗ-1 или КЛЗ-2 — 35;огнеупорная глина — 15. Применяется длявысушенных песчано-глинистых стержней.
Шамотная натирка (НШ) при чугун-ном литье. Шамот молотый—35;графит
кристаллический КЛЗ-1 или КЛЗ-2 —50;огнеупорная глина — 15. Применяется длявысушенных песчано-глинистых стержней.
Цирконовые натирки для стальноголитья:
НЦ-1 НЦ-2
Циркон обе.чжелезненный9565
Крепитель ПТ или 4ГУ5—
Жидкое стекло (р=1,3——35
г/см3)
НЦ-1—для сухих песчано-глннистыхстержней; НЦ-2 — для стержней на жидко-стекольной смеси после продувки углекис-лотой.
Натирки для алюминиевого и мед-
ного литья:
Графит серебристый 15 50—60
Гальк 70 40—45
Глина формовочная тонкомолотая 15 10—15
Вода (сверх 100%) 20—25 30-50
7. Натирки для магниевого литья:
Графит серебристый 30—20
Тальк 98—90 50—60
Глина формовочная тонкомолотая 2—5 17—16
Борная кислота 5 3—4
Вода (сверх 100%) 30—40 30—50
3.2. СКЛЕИВАЮЩИЕ СОСТАВЫ ДЛЯ ЛИТЕЙНЫХ СТЕРЖ 1ЕЙ
Отдельные элементы сложных или тяжелых стержней склеивают с помощью
специальных клеев, а образовавшиеся швы заделывают замазками.
Склеивающие составы для стержней при чугунном и стальном литье (% вес., вода — до нужной вязкости).
ССБ (р=1,28—1,30 г/см3)—50; глина каолинитовая — 50
Декстрин — 40—50; глина — 60—50.
ССБ (р=1,3 г/см3)—50; марша- лит — 50.
ССБ — 45; глина огнеупорная — 55.
ССБ — 50; кварц пылевидный — 50.
Для стержней при цветном
литье
Глина огнеупорная — 60—40; ССБ — 40—60.
Тальк — 30; бентонит — 70.
Для стержней из химически отвержденных смесей. Жидкое стекло — 50; вода — 50. В раствор вводится пылевидный кварц до плотности 1,65—1,75 г/см3.
Для сухих фигурных стержней. Декстрин — 50; вода (60—70° С) — 50. После склеивания просушка при 160—180° С.
Для полуформ при литье в оболочковые формы. Крепитель МФ-17 — 79; декстрин— 15; фосфорная кислота (20%- ная) — 6. Длительность склеивания горячих форм в прессе — 0,5—1,5 мин. Сохранность в жидком состоянии — 60—90 мин при 15— 20° С.
Замазки для швов на стержнях (% вес.)
При чугунном и медном литье.
Замазки для швов. Песок 2К063 — 65;
графит серебристый — 25; глина каолинитовая — 15. На ! кг сухой смеси добавляют 0,3 л воды. Для повышения пластичности можно добавлять 0,5% мыльного порошка.
При стальном литье Глина каолинитовая — 40; маршалит — 30; песок кварцевый— 30. Сухой порошок смешивают с 2% сульфитной барды (р= 1,3 г/см3) и 13% воды.
При литье алюминиевых сплавов. Тальк—63—70; песок П01 —36—38; декстрин— 1—2 Сухой порошок смешивают с 1—2% сульфитной барды (р = 1,3 г/см3) и 30—40% воды
Для стержней при литье магниевых сплавов в замазку добавляют 3—6% борной кислоты.
3.3. СОСТАВЫ ЗАЩИТНЫХ ПРИСАДОКПРИ ЛИТЬЕ МАГНИЕВЫХ СПЛАВОВ
Назначение защитных присадок — предотвращать возгорание или окисление жидких магниевых сплавов в процессе заливки и при соприкосновении со стенками форм и стержней.
Составы присадок (% вес.):
Фтористая присадка к формовочной смеси (химический состав) (не менее): F — 61.5; NH4 — 22,5; В — 4.5—5,5. Вводится в смесь в количестве 4—8%.
Серная присадка. Порошок серы (не менее 98%) вводится в стержневую смесь (до 2%).
Борнокислая присадка Борная кислота (не менее 99% НзВОз) вводится
49
в формовочные и стержневые смеси (до 0,3%).
Карбамидная присадка. Карбамид, сернокислый аммоний, борная кислота вводятся в формовочную смесь (4—6%).
Применяется также присадка, состоящая из сернокислого аммония с борной кислотой в соотношении 3:1 по весу. При нагревании сернокислый аммоний разлагается с выделением аммиака, серного ангидрида и воды. Серный ангидрид реагирует с магнием или окисью магния с образованием на всей поверхности отливки тонкой пленки сульфата магния, предохраняющей ее от окисления.
ЭКЗОТЕРМИЧЕСКИЕ СМЕСИ
Экзотермическими смесями (ие смешивать с экзотермически твердеющими смесями, стр. 35) называют в металлургическом производстве и литейном деле составы, выделяющие при нагревании значительное количество тепла вследствие возбуждаемых в них нагревом химических реакций. Применяются такие смеси для местного нагрева или замедления охлаждения участков слитков или отливок (преимущественно прибыльных частей) для удлинения времени нахождения в них металла в жидком состоянии.
Основой экзотермических смесей обычно служит смесь порошка металла с окислителем. Выделение тепла — результат сгорания (окисления) металла.
Составы экзотермических смесей (% вес.):
. 1. Для оформления прибылей при стальном, чугунном и медном литье. Алюминиевая стружка — 8—17,5; кузнечная окалина — 40—48; азотнокислый натрий — 7,5; фтористый кальций — 1—2; кокс мелкий — 3—7; кварцевый песок — 12,5—28; огнеупорная глина — 5; жидкое стекло — 5.
Брикеты для отливки стальных слитков:
А. Экзотермический слой:алюминий
(порошок) — 20—30; вода — 0,5—1,5; кокс— 6—8; нефелиновый шлам — 9—11; железная окалина — до 100; ПАВ — 0,65—1,0; жидкое стекло (сверх 100%) — 10—15.
Б. Теплоизоляционный слой:вода —
5—4,0;нефелиновыйшлам—9—11;
ПАВ — 0,05—1,0; шамотный порошок или песок — до 100, жидкое стекло (сверх 100%) — 10—15. Применяется для отливки спокойной стали.
Для прибыльных надставок (вес. ч.). Алюминий (порошок) — 15—30; глина —
30; древесные опилки — 10—25; железная окалина — 20—40; огнеупорный наполнитель — 10—20; связующее — 12—25.
Для прибыльных надставок. Алюминий (порошок) — 35—50; древесные опилки — 12—20; железная руда — 2—4; кокс молотый—5—10; марганцевая руда — 2— 6; натрий хлористый — 0,5—2,5; парафин — 10—14; плавиковый шпат — 2—4; шамот — до 100.
Повышенная теплотворная способность и теплоизолирующие свойства.
50
Шлакообразующая смесь для разливки стали. Железная окалина — 5—20; криолит — до 100; натрий азотнокислый —
15; силикокальций — 15—25. Для стали, раскисленной повышенным содержанием алюминия.
Шлакообразующая смесь (вес. ч.).
Алюминий (порошок) —8—12; алюминиево-магниевый порошок — 4—6; доменный шлак — 15—50;натрий азотнокислый —
10—15; плавиковый шпат—10—25; силикат-глыба— 15—30; флюс электрошлако- вый отработанный — 10—20.
Состав отработанного флюса: плавиковый шпат — 60—70; окись алюминия — 15— 30; окись кальция — 15—30.
Смесь для обмазки прибыльных надставок (вес. ч.). Алюминиевый порошок — 10—12; глина огнеупорная — 10—12; древесные опилки — 2—3; окислитель — 34— 36; связующее — 20—20,5; сплав (Са — Мп — Si — А1) в порошке — 13—14; шамот — 26—28.
ТЕПЛОИЗОЛИРУЮЩИЕ СМЕСИ
Основным назначением теплоизолирующих смесей в литейном деле является замедление отвода тепла от тех или иных участков залитых металлом форм для более длительного поддержания металла в жидком или пластичном состоянии и уменьшения вероятности возникновения горячих трещин и других дефектов,
В принципе применимы любые теплоизолирующие составы достаточной жаростойкости.
Теплоизолирующая смесь для прибы
лей стального литья (% об.). Вспученный перлит или вермикулит — 55—65; древесная мука — 20—30;глина огнеупорная — 8;
жидкое стекло — 7.
Теплоизолирующее покрытие для литейных форм (% вес.). Вода — до 100%; жидкое стекло — 7—15; фторапатитовый наполнитель — 25—33. Наполнителем служит апатито-нефелиновая руда (45—55% фторапатита, остальное — нефелин) или апатитовый концентрат (97—99% фторапатита). Покрытие наносится на металлические формы. Стойко в эксплуатации.
Теплоизолирующая смесь, используемая при разливке стали (% вес.). Вермикулит— до 100; петролатум — 5—30. Осуществляет изоляцию и смазку изложниц и защиту зеркала металла.
Теплоизолирующее покрытие кокилей
(% вес.). Вода — до 100%; жидкое стекло— 5—7; казеиновый клей — 15—17; калия перманганат — 0,15—0,25.Покрытие
предотвращает отбел чугуна и улучшает качество отливки.
Теплоизолирующая смесь для разливки стали (% вес.). Графит аморфный — 10—20; перлит вспученный — до 100.
Теплоизолирующая смесь для защиты зеркала металла (вес. ч.). Графит—25—30; криолит — 15—20; плавиковый шпат — 15— 20; слюда — 40—50. Повышенная жидкопо- движность смеси, улучшенная теплоизоляция металла.
УПРОЧНИТЕЛИ ПОВЕРХНОСТЕЙ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ
Основным назначением упрочняющих составов при изготовлении литейных форм и стержней является повышение их поверхностной твердости и уменьшение осыпаемости, что в особенности важно при работе с формовочными смесями, содержащими малое количество связующего или недостаточно уплотненными.
Составы упрочняющих смесей (% вес.): 1. Упрочнитель поверхности для сырых форм и стержней. Крепитель ГТФ — 50; NaOH — 0,7—0,9;вода — 50. Наносится
пульверизатором на поверхность. После высыхания повышает поверхностную твердость формы.
Покрытие для литейных форм и стержней. КВС (р= 1,12—1,20 г/см8) — до 100; ССБ (р= 1,12—1,20 г/см3) — 50—67. (КВС — растворимая смола пиролиза древесины, обработанная известковым молоком). Сокращенное время сушки, повышенная прочность.
Покрытие для литейных форм. Во
да— до 100%; графито-бентонитовая паста — 13,8—31,0;жидкое стекло — 0,8— 1;
кальций хлористый — 0,1—0,3; силлиманит— 8—10. Повышенная пластичность и прочность.
Покрытие для керамических форм по выплавляемым моделям. Алюминий (порошок)— 3—12; жидкое стекло (р= = 1,2 г/см3) —38—40; кварц пылевидный — до 100%; окалина железная —9—36 Повышенная прочность и трещиноустойчи- вость.
Некоторые индексы МКИ, которыми сведения гл. III классифицируются в патентной литературе.
Класс В 22Литейное производство
Подкласс В 22 с Изготовление литейныхформ
Группа 1/00Формовочные смеси и
материалы
1/04с добавками для защи
ты отливки
1/14для извлечения или от-;
деления моделей от форм Группа 3/00Выбор составов для по
крытия поверхности литейных форм, стержней или моделей
Некоторые индексы УДК, которыми сведения гл. III классифицируются в печатных изданиях.
621.74
621.743.079
621.744.079
621.744.521.4
621.744.527.7
621.746.589
621.747.58
Литейное производствов целом
Формовочные краски идругие защитные (про-тивопригарные) матери-алы (в производствестержней)
Вспомогательные мате-риалы, например формо-вочные краски, пасты иобмазки (при формовке)Припыливание моделей.Виды припыловОкрашивание формы.Краски. Графит и т. д.Экзотермические смесиИсправление дефектовотливок
ГЛАВА IV
СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩИЕ ЖИДКОСТИ (СОЖ)И СМАЗКИ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ПРИ ОБРАБОТКЕ МЕТАЛЛОВРЕЗАНИЕМ И ДАВЛЕНИЕМСнижение трения между режущим инструментом и обрабатываемой заготовкой, снижение твердости поверхности заготовки, облегчающее резание, отвод тепла, возникающего в процессе резания, и ряд других воздействий, способствующих повышению стойкости режущего инструмента и производительности обработки, осуществляется введением в зону резания различных химических соединений — твердых, жидких или газообразных. Из них наибольшее распространение в производственной практике получили жидкости, именуемые смазочноохлаждающими жидкостями (СОЖ). Разработка и применение оптимальных составов СОЖ представляет в современной технологии обработки одну из важнейших задач и одно из наиболее перспективных направлений повышения эффективности процессов механического резания материалов.
Не меньший эффект и во многом аналогичный по механизму действия СОЖ дает использование различных смазываю- щих веществ (технологических смазок) в процессах обработки металлов давлением. Достигаемые при этом снижение требуемых усилий, повышение стойкости оснастки и инструмента, снижение процента брака имеют большое практическое значение.
В данной главе приводится большое число рецептов составов СОЖ, применяемых при обработке резанием, и технологических смазок, используемых при обработке давлением. Многочисленность вариантов составов, иногда не слишком резко различающихся между собой, обусловлена тем, что единых составов (универсальных), пригодных для всех практических случаев, не существует, и СОЖ, дающая хорошие результаты при обработке сплавов одного типа, может оказаться непригодной для сплавов других типов. Иногда достигается повышенный эффект от изменения состава СОЖ даже при обработке одного и того же сплава, но инструментами различных видов.
Столь большое разнообразие составов дает технологу широкий простор для подбора оптимальной СОЖ, тем более что все они, в соответствии с принятой на практике классификацией, могут быть сведены по физико-химической природе всего лишь
в четыре основные группы, подробно описываемые ниже.
Благодаря такому группированию, подбирая состав СОЖ для той или иной конкретной цели, исходят вначале из таких важнейших характеристик жидкости, как смачивающая способность, охлаждающие свойства, влияние на коэффициент трения, коррозионная агрессивность я т. д., а также из общих представлений о желательном характере влияния СОЖ на данную конкретную операцию.
Этим определяется выбор оптимальной группы составов. Подбор же конкретного рецепта внутри группы обычно связан с экспериментальным опробованием нескольких составов и сопоставлением результатов. То же относится и к смазкам при обработке давлением.
СОСТАВЫ СОЖ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ПРИ РЕЗАНИИ МЕТАЛЛОВ
Механизм влияния СОЖ на процесс резания металла сложен и складывается из многих, параллельно протекающих физических и химических явлений, в которых уча- ствует поверхность обрабатываемого металла, сама СОЖ и поверхность обрабатывающего инструмента. Достаточно обоснованы представления о смазывающем действии СОЖ, снижающем трение в зоне ре- зания; об охлаждающем действии — в качестве теплоотвода от зоны резания; о поверхностно-активном действии, приводящем к изменению пластических свойств поверхностного слоя заготовки; о химическом преобразовании металла в зоне резания путем превращения его в различные соединения; об электроизоляционном действии, прерывающем течение термотока в паре резец — заготовка и т. д. и т. п.
Несмотря, однако, на наличие большого практического опыта применения СОЖ и определенной теоретической ясности в отправных положениях их выбора, все же в действии СОЖ остается еще много неясных вопросов, что стимулирует дальнейшую разработку вопроса и опробование новых составов.
Рецепты этих составов, как правило, не ограничиваются введением одного-двух
52
компонентов, а включают иногда значительное число их. Это обусловливается тем, что требования, предъявляемые к оптимальной СОЖ, включают в себя не только максимальное проявление перечисленных выше воздействий на процесс резания, но и включают дополнительно требования о термоустойчивости, отсутствии коррозионного действия, нетоксичности, технологичности, долговечности, экономичности и т. д. и т. п. Удовлетворение всему подобному комплексу требований вынуждает обычно вводить в состав СОЖ несколько разнообразных веществ, каждое из которых несет определенную функциональную нагрузку в совместном действии. Ниже приводится перечень основных компонентов, используемых в СОЖ.
Условные обозначения компонентов, наиболее часто применяемых в составах СОЖ и технологических смазок: АЛЗМ — ализариновое масло (ГОСТ 6990—54; ТУ 6—08—10.241—72) ACM— асидолмасляный(ГОСТ
13302—67)
ГМТА —гексаметилентетрамин (уротропин) (ГОСТ 1381—73)
КАНФ —канифоль (ГОСТ 19113—73) КЕРС—керосин(ГОСТ 18499—73;
ГОСТ 4753—68)
КМС — касторовое масло (ГОСТ 6757— 73; ГОСТ 18102—72)
ММН—масломинеральное(ГОСТ
1707—51; ГОСТ 2854—51; ГОСТ 8675—62)
МНФТ —мылонафт (ГОСТ 13302—67) МЭА — моноэтаноламин ОЛЕ— олеин;олеиноваякислота
(ГОСТ 7580—55)
ОП —продукты ОП-7 и ОП-Ю — оксиэтилированньш полиэтилен — ПАВ (ГОСТ 8433—57) ПАВ — поверхностно-активные вещества
ПОКС — петролатум окисленный СЖК — синтетические жирные кислоты (ГОСТ 9975—62)
СКИП —скипидар (ГОСТ 1571—66; ГОСТ 16943—71)
СММС — сульфированное минеральное масло
СФРЗ — сульфофрезол (ГОСТ 122—54) ТЛМС —талловое масло ' ТЭА — триэтаноламин (МРТУ 6—02— 403—67)
ТЭАО — триэтаноламинолеат ЭМС —эмульсол готовый (ГОСТ 1975—53)
ОСНОВНЫЕ ГРУППЫ СОЖ
Все практически применяемые в настоящее время СОЖ могут быть, как отмечалось выше, сведены по своей физико-химической природе в Следующие группы:
— Водные растворы:
а — электролиты (растворы различных солей) без добавок.
6 — электролиты с добавками ПАВ.
в — водорастворимые масла и водные суспензии твердых смазок.
Эмульсии типа ВМ («вода—масло»).
Активированные эмульсии (с химически активными присадками).
Масла, другие органические жидкости, масляные суспензии твердых смазок.
Ниже приведены составы некоторых СОЖ, представляющих каждую из этих групп.
Составы СОЖ группы 1-а (вода во всех составах — остальное, до 100% вес.).
Сода кальцинированная — 1,5.
Бура — 5.
3. Барий хлористый — 5. 4. Тринатрийфосфат — 1,5. 5 6 7 8
Na2B407 — 0,25
Na,C03 1,0 0,25 2,0
NaNOs 0,5 0,25 1,0 0,25
N a3PQ4 0,5 0,6 — 0,8
9. ВаС12- -5; NaN03 — 1,5. Составы СОЖ группы I-б (вода во всех составах — остальное, до 100% вес.).
NaNOs —0,5; Na2C03 —0,5; ПАВ (сульфонол) — 0,35.
Мыло — 4; Na2C03—1.5.
3 4 5
Мыло — 0,5—0,9
ПАВ НБ 0,5 — —.
ТЭА — 1 —
ВаС12 — 3 —
NaNOs 10 3 0,3—0,4
Na3P04 — — 0,3—0,5
6 7 8 9
ГМТА 0,3 — 0.2—0,5
МЭА — — — —
ОП — 0,1 ОД —
ТЭА 0,16 0,2 о
СП
к —
Na2B407 — 0.2 —. 0,2—0,5
Na,C03 — 0,3 — 0,2—0,5
NaNOs 0.16 0,4 0,25 —
Na3P04 — 0,1 — о
СП
о
10 и 12
МНФТ 2 1,5 1,0
on 0,1 — —
ТЭАО 2 1,0 —
н3во3 0,5 0,5 0,2
Na3C03 0,2 0,2 0,6
NaNOs 0,2 0,3 0,4
13 14
МНФТ 2 0,2
ОЛЕ 1 0.2
on — 0,2
ТЭА 0.5 0,5
Na3P04 — 0,2
Составы СОЖ группы 1-в (вода во
всех составах - -остальное, до 1 2 100%
3 вес.
4
ACM 0,5 5 5 2,5
Na2B407 0,25 — — —
N a2C03 — 0.2 — —,
NaN03 0,25 — — —•
Na3P04 0,6 — 0.2 0,5
53
Составы СОЖ группы II (% вес.)
1 2
ММН ИС 75- -80 80—85
тлмс 12- -14 6,5—7,5
с2н5он 1,5 1,5
NaOH 0,9- -1.0 0
СО
1
О
3 4 5
ACM 5 14—16 —
н2о 7 — 30
КЕРС — — 60
ММН ИС 62 До 100
ПОКС 22 — 10
NaOH (р=1,35) 4,0 До омыления
6 7 8
КАНФ 9 — 5
ММН ИС До 100
ОЛЕ 6 6—8 6
ТЭА — 3—3,5 —
КОН (35%-ный) 3,8 — 2,5
С2Н6ОН 2,2 — 4
9 10 11
н2о До 100%
КМС 8 15 30
ЭМС 25 30 30
Na2C03 0,5 0,5 0.5
12. Вода —24,4; мазут — до 100%; ед-
кий натр — 3,6; олифа — 24.
Едкий натр (р=1,73)— 4,2; олеин — 7; этиловый спирт — 3,4.
Асидол масляный—27; вода — 9,1;
графит-коллоид в масле — 5,5;масло
ИС — 54,5; едкий натр (р=1,34) — 3,6.
Вода — до 100%; канифоль —10; масло ИС —73; NaOH(p=l,73)—4; ОЛЕ—7; С2Н5ОН—3,4.
Составы СОЖ группы III (вода во всех составах — остальное, до 100% вес.).
ОП i 2
5
сммс 70 70
Na2C03 5 *
NaN02 0,5 0,5
Na3P04 0,5 0,5
АЛЗМ — 9,5; ММН — 37; ОЛЕ—8,5; NaCl —2,3; NaN03 —3,8.
КЕ PC — 0,4—0,6;ОЛЕ — 0,3—0,5; СФРЗ —0,2—0,4; ТЭА —0,5—1,5; Na,B,07 — 0,1—1,5.
ММН —16—18;ОП —0,02—0,15;
СЖК —8,5—9; тальк —10—11,5; Na,C03 —
1,2.
6 7
Осерненное минеральное
масло 5 —
Скипидар 5 1,4—5,0
Сульфофрезол — 1,4—5,0
Эмульсол 15 4,2—15
* Активирующая присадка — 1—5%.
Составы СОЖ группы IV (% вес.)
1 2 3 4
КЕРС 60 40 10 50
ММН ИС — — 80 50
ОЛЕ 20 30 10 —
СКИП 20 30 — —
5 6 7 8
КЕРС 25 15 15
ММН ИС — — 25 —
ОЛЕ 15 55 30 3—15
СФРЗ 60 30 30 85—97
9 10 11
КАНФ 7
КЕРС 99 75 90,5
ОЛЕ — 25 2,5
СЖК 1 — —
Дизельное топливо — 10; сульфо- фрезол — 90.
Керосин—10; ПОКС — 3; сульфо- фрезол — 87.
Керосин — 10; сульфофрезол — 90.
Керосин — 30; ММН ИС — 50; скипидар — 15; углерод четыреххлористый — 5.
Скипидар — 80; углерод четыреххлористый — 20.
Составы некоторых СОЖ, производимых промышленно:
Жидкость СОНоп (ТУ 525—52) — индустриальное масло «12», активированное присадкой окисленного петролатума. Получается простым смешиванием. Назначение — обработка черных металлов резанием.
Паста «Резец» (ТУ 159—44) — 10—18% натриевых мыл нафтеновых кислот и керосинового дистиллята, 10—25% воды и минерального масла средней вязкости. Назначение— в 3—5%-ной эмульсии для резания черных металлов при немассовых операциях.
СОЖ-1—эмульсол на маловязком масле — велосите; эмульгатор — олеат триэтаноламина и сульфированное касторовое масло.
СОЖ В-296, В-32к, В-35 (ТУ 38—1— 01—88—70) — активированные серой, хлором и другими элементами минеральные масла различной вязкости. Назначение — механическая обработка резанием труднообрабатываемых материалов (нержавеющих сталей, жаропрочных сплавов).
СОЖ В-31 (ТУ 38—1—01—89—70) — маловязкая нефтяная основа с поверхностно-активными, хлорсодержащими и другими присадками. Назначение — обработка алюминиевых сплавов (вместо скипидара, олеиновой кислоты и смеси ее с касторовым маслом).
Сульфофрезол (ГОСТ 122—54) — смесь нефтяных масел — дистиллятного средней вязкости и остаточного осерненного (не менее 1,8% S) высокой вязкости (нигрол, масляный гудрон). Назначение — обработка черных металлов резанием.
Эмульсол кислый синтетический ЭКС (А и Б) (МРТУ 38—1—199—66) — минеральное масло вязкостью 17—23 сСт из
54
смеси масел ИС. Присадки: для ЭКС-А — синтетические жирные кислоты С20 и выше, для ЭКС-Б — окисленный петролатум.
Эмульсол НГЛ-205 (ТУ 38—1—242— 69) — раствор сульфоната натрия в масле АС — 6,5, пассивирующие добавки, вода. Назначение — в 3—10%-ных водных эмульсиях, при различных операциях резания черных и цветных металлов.
Эмульсол СДМУ-2, эмульсол Т (МРТУ 38—1—258—67) — раствор сульфоната натрия в масле АС — 6,5, дисульфид молибдена ультразвукового помола (не менее 0,5%), пассивирующие добавки, эмульгатор — олеат триэтаноламина.
Эмульсол на тйлловом масле (ТУ 38— 1—228—69)—нейтрализованное едким натром талловое масло в нефтяном масле средней вязкости. Часть кислот — в свободном состоянии. Стабилизаторы — спирт и вода.
Эмульсолы Э-1(А),Э-2(Б), Э-З(В)
(ГОСТ 1975—53). Основа всех марок — минеральное масло вязкостью 17—23 сСт при 50° С. Эмульгатор — высокомолекулярные нафтеновые кислоты масляного асидола, частично или полностью нейтрализованные 0,75—1,3% NaOH. Для Э-3 — сульфоиафте- новые кислоты, нейтрализованные 0,5— 0,7% NaOH. Стабилизаторы — спирт, вода, этиленгликоль, полигликоли; при длительном хранении — свободные высокомолекулярные кислоты. Содержание органических кислот (общее): Э-1 — 10—12; Э-2— 7—10; Э-3 — 4—7.
Эмульсол осерненный (ТУ МНП 468—53)—эмульсол Э-2 и сульфоф резол. Назначение — резание сплавов типа ЭИ437.
СОСТАВЫ СОЖ ДЛЯ ОТДЕЛЬНЫХ ОПЕРАЦИЙ
Ниже приведены некоторые из весьма большого количества специализированно применяемых на практике составов СОЖ для определенных операций. Однако следует иметь в виду, что все эти составы редко ограничивают свою эффективность лишь данной операцией и могут быть пригодны также для ряда других. Содержание всех компонентов приводится в % вес.
Точение (токарная обработка) *. Предварительное точение:1. Водные
растворы эмульсола № 4 (Гр. II, с. 54) в концентрациях от 1 до 20%.
Водные растворы эмульсола № 15 (Гр. II, с. 54) в концентрациях 15 и 20%.
Водный 5%-ный раствор эмульсола №3 (Гр. II, с 54).
Черновое точение и растачивание чугу- нов и углеродистой стали.
5%-ная или 10%-ная эмульсия на основе состава: асидол масляный (с 15— 50% нафтеновых кислот) — 14—16; раствор NaOH — из расчета омыления 75— 95% кислот; масло ИС-20 — остальное. 1
1 Здесь и далее для краткости приводится только название операции, при осуществлении которой применяют данные составы СОЛС
5%-ная эмульсия на основе состава: ПОКС— 22,4; асидол масляный ACM — 5, ММН ИС-20—62,3; NaOH (р=1,38 г/см Э—3,5; Н20 —6,8.
7%-ная осерненная эмульсия на основе состава: СФРЗ—1,4—5,0; ЭМС—4,2—15; СКИП —1,4—5; НйО — остальное.
15%-ная эмульсия на основе состава:
ализариновое масло (АЛЗМ) — 25; ММНИС-20—17; осерненное соевое
масло — 13,5; NaOH (20%-ный) — до прозрачности; Н20 — 32.
Чистовое точение и растачивание углеродистых и легированных сталей:
5%-ная эмульсия на основе состава: ПОКС—22,4; АМС —5,0; ММН ИС-20—62,3; NaOH (р=1,38 г/смз) —3,5; Н20 — 6,8.
9 Осерненная 7%-ная эмульсия на основе состава.СФРЗ—1,4—5,0;
ЭМС—4,2—15; СКИП —1.4—5,0; Н20 —до 100%.
Чистовое точение и растачивание нержавеющих и жаропрочных сталей;
Керосин окисленный — 100.
Керосин — 60; скиппдар — 20, олеин — 20.
Керосин — 75; олеин —• 25.
Масло ИС-12 — 90; углерод четыреххлористый — 10.
Сульфофрезол—• 80—85; углерод четыреххлористый — 20—15.
Точение легированных и нержавеющих сталей.
Na2C03 — 0,1—0,8; Na КМЦ)—0.03— 0.3; NaNOs —0,1—0,5; СКИП — 0,1—0.5; Н20—.до 100%.
Фасонное точение. Точение широкими быстрорежущими резцами углеродистой и легированной стали 16. Керосин окисленный — 100.
Масло ИС-12—95; смазка АМС-3—5.
Осерненный мазут — 20; обезвоженный мазут — 30; керосин — 45—47; олеин — 3—5.
Масло ИС-12 — 95; осерненный рыбий жир — 5.
Фасонное точение. Точение широкими быстрорежущими резцами кислотостойких и жаропрочных сталей 20. Керосин — 75; олеин — 25.
Масло ИС-12 — 90; углерод четыреххлористый — 10.
Сульфофрезол — 80—85; четыреххлористый углерод—20—15.
Точение алюминиевых сплавов:23. Ализариновое масло — 5; во
да — 95.
Работа прорезными и отрезными резцами по углеродистым и легированным сталям (кроме кислотостойких и жаропрочных): 24. Масло ИС-12 — 95; смазка АМС-3 —5.
Осерненный мазут — 20; обезвоженный мазут — 30; керосин — 45—47; олеин — 3—5.
Сульфофрезол — 85—97; олеин, или растительное масло, или рыбий жир—• 3—15.
55
ММН ИС-12 — 80; ОЛЕ — 10; КЕРС — 10.
Масло ИС-12 — 95; осерненный рыбий жир — 5.
Работа прорезными и отрезными резцами по Кислотостойким и жаропрочным сталям; 29. Керосин — 75; олеин — 25.
Масло ИС-12 или ИС-20 — 90; четыреххлористый углерод—10.
Сульфофрезол — 80—85; четыреххлористый углерод — 20—15.
Приводим один из конкретных составов такого типа:
Различные виды резания. Для обработки резанием высокопрочных и труднообрабатываемых сплавов известны смазки с активирующими присадками типа следующих:
3233
Канифоль62—5220—27
Мыло хозяйственное —20—25
Стеарин—15—10
Сульфофрезол35—4040—35
Хлорамин-Б3—85—3
Состав (32)—твердый, в форме брусков, получают расплавлением канифоли с сульфофрезолом, добавкой хлорамина-Б и отливкой в металлические формы. Состав (33) — мягкий — применяется выдавливанием из тюбиков, в которые заливают расплав.
Для резания меди и ее сплавов. Абразивный порошок — 0,5—2; керосин —
24,5; олеат кальция — 75—93.
Для распыления при резании
сплава ВТ14. Na2B,,07— 0.1; NaN02 —0,15; Na2C03 — 0,3; Na3P04 — 0.4;ТЭА —0,2;
ОП — 0,1. (Стойкость резцов в два раза выше, чем при поливе стандартной эмульсией.)
Для резания нержавеющих сталей и никелевых сплавов. Вода—до 100%; водорастворимая соль кобальта (в пересчете на кобальт) — 0,05—5; сода кальцинированная— 0,1— 0,3; керосин — 0,5—10; соли щелочных металлов высших жирных кислот, мылонафт или ТЭА — 0,4—4. (Повышает скорость резания и стойкость режущего инструмента.)
Концентрат СОЖ — 3—5; вода — до
100%; Г4а2СОз —1,5. Состав концентрата (% вес.); нефтяное масло — 85,8—93,8; по- лиоксиэтилированныйалкилфенол — 4,8—
8,8; спирты вторых неомыляемых —1,4— 5,4. (Повышенная стабильность.)
Сахароза — 0,5—1,0;NaHS03 —
0,05—0,1; NaN02—1,0—2,0;вода — до
100%. (Повышенное качество обрабатываемой поверхности):
NaN02 — 0,15—0,2; Na2C03 — 0,3— 0,5; Ма(КМЦ)—0,15—0,3; амид акриловой кислоты —0,1—0,4; глицерин — 0,2—0,4; вода—до 100%.
Для механической обработки меди и ее сплавов. Вода — до 100%; крахмал или сахар — 0,5—10; соли щелочных металлов высших жирных кислот — 0,1—30; этиленгликоль —1—2.
Для резания металлов и металлокерамических сплавов. Основа (до 100%) — очищенное дистиллятное масло, фракции, кипящей при 290—410° С, вязкостью 7,8—
сСт при 50° С. Присадки: БФК-1 — 4— 6; ПМС-200А — 0,005—0,015; хлорэф-40 —
3
Фрезерование. (Для всех видов фрезерования применимы также многие СОЖ, используемые при точении.) Предварительное фрезерование углеродистой и легированной стали. 42. 5%-ньтй водный раствор эмульсола № 14 (Гр. II, с. 54).
15 и 20%-ные водные растворы эмульсола № 4 (Гр. II, с. 54).
5 и 15%-ные водные, растворы эмульсола № 14 (Гр. II, с. 54).
Чистовое фрезерование. Применимы составы, используемые при чистовом точении.
Сверление. Сверление углеродистых и легированных сталей.
ЭМС —5;ВаС12—2;NaN02— 1;
Н20—до 100%.
Эмульсол — 5; осерненный эмуль- сол —7; вода —до 100%.
Сверление нержавеюще.й и легированной стали. 47. Na2C03—0,1— 0,8; №(КМЦ) —0,03—0,3; NaN02 — 0,1— 0,5; СКИП —0,1-0,5; Н20 — до 100%.
Сверление стали 45Г17ЮЗ сверлами из быстрорежущей стали Р18.
Масло ИС-20; присадка ЛЗ-23К (до содержания серы ~ 2 %).
Масло ИС-20; присадка ЛЗ-ТХМС-З (до содержания серы 1,1%; хлора — 0,2%).
Сверление жаропрочной стали ЭИ481:
Масло ИС-20 — 95; дисульфид молибдена — 5.
Масло ИС-20 — 70; порошок сплава Вуда — 30.
Масло ВНИИНП-401 — 90; присадка ЛЗ-23К — 10.
Na2B407 —0,5;ТЭА —0,2;
NaN02 —0,15; Na2C03 —0,3; Na3P04 —0,3; ОП — 0,1; H20 — до 100%.
Вибрационное сверление жаропрочной стали ЭИ481:
А Б
Масло ИС-20 95 95
Г рафит 5 —.
Дисульфид молибдена —■ 5
Сверление маломаги и т н О Г О
сплава на никелевой основе.
Масло ИС-20; присадка ЛЗ-23К (до содержания серы 2%).
Масло ИС-20; присадка ЛЗ-309/2 (до содержания серы 2,5%, хлора—1,4%).
Масло ИС-20; присадка ЛЗ-318 (до содержания серы 2%, хлора — 1%).
Сверление марганцовистых и высоколегированных сталей.
ММН — 35; ПОКС — 5; СФРЗ — 60.
Керосин — 50; олеин — 5; осерненный мазут—25; обезвоженный мазут — 20.
56
Развертывание. Зенкерование и развертывание углеродистых сталей. 60. Керосин — 75; олеин — 25.
Сульфофрезол — 90; керосин — 10,
5 и 10%-ные эмульсии на составе: мыло жидкое (20—30%-ное)—30—40; вода— 20—25; мазут — до 100% или на составе: мыло хозяйственное (воды 50%) — 10; масло ИС-20 — 90.
Осерненный мазут — 20; обезвоженный мазут — 30; керосин — 45—47; олеин —
5.
Сульфофрезол — 85—97;олеин —
15.
ММН ИС —80; ОЛЕ —10; КЕРС —10.
Развертывание нержавеющих сталей:Na2C03— ОД—0,8;
Na (КМЦ) —0.03—0,3; NaNOs — 0,1—0,5; СКИП —0.1—0,5; Н20 —до 100%.
Развертывание алюминиевых сплавов:
10 и 15%-ные эмульсии на пасте состава; ОЛЕ—10; КЕРС — 60; Н20 — 30; едкий натр — по числу омыления с оставлением кислотности 1—4 мг КОН.
10%-ная эмульсия на составе: ОЛЕ —6—8; ТЭА —3—3,5; ММН ИС —до 100%.
25%-ные эмульсии на эмульсоле состава: СФРЗ—■ 1,4—5,0; ЭМС — 4,2—15,0; СКИП — 1,4—5,0; Н20 — до 100%.
-25%-ная эмульсия на эмульсоле состава:масло индустриальное осернениое
(0,5% серы)—20; эмульсол—15; скипидар — 5; вода — 75.
Строгание и долбление. Черновое строгание и долбление стали и чугуна.
Скипидар—5;10%-ная водная
эмульсия (канифоль — 9; олеин — 6; 35 %- ный раствор КОН—3,8; спирт — 2,2; масло ИС —до 100%) —95.
5%-ная водная эмульсия на эмульсоле № 3 (Гр. II, с. 54).
7%-ная эмульсия на основе состава: СФРЗ — 1,4—5,0; ЭМС — 4,2—15,0; СКИП-
5,0; Н20 — до 100%.
Чистовое строганиеи
долбление сталей и ч угуна:
74 75
ММН 50 КЕРС ' 30
СКИП 15 80
СС14 5 20
Протягивание. П р о т я г иван:
а л и: 76 77
Эмульсол 25
Касторовое масло Сода кальциниро 8 —
ванная 0,5 3
Вода 66,5 93—95
Олеиновое мыло — 2—4
Протягивание чугуна.
78. Эмульсол — 25; касторовое масло — 8; сода кальцинированная — 0,5; вода — 66,5.
Растительное масло — 7; зеленое мыло — 6; сода кальцинированная — 0,2; вода — 86,8.
10%-ная эмульсия на эмульсоле состава № 4 (Гр. II, с. 54).
Протягивание кислотостойких и жаро-
прочных сталей 81 82 83
Эмульсол 25 30 30
Касторовое масло Сода кальцинирован 8 15 30
ная 0,5 0,5 0.5
Вода 66,5 54,5 31,5
Растительное масло — 7; зеленое мы-ло — 6; сода кальцинированная — 0,2; во-да — 86,8.
Сульфофрезол—85—97; олеин—■3—15.
Протягивание латуни, брон-з ы. 86. Эмульсол — 25—30;касторовое
масло — 8—30; сода кальцинированная —0,5; вода — до 100.
87. Вода (горячая) — 75; хлопковоемасло — 5; скипидар — 5; 15% пасты сле-дующего состава (вес. ч.): машинное ма-сло— 600; канифоль —100; мыло хозяй-ственное — 120; рыбий жир — 200; едкийнатр — 100; вода — 350.
Шевингование. 88. Керосин — 90,5;олеин или стеарин — 2,5; канифоль — 7.
89. Масло ИС-45 — 95; рыбий жир — 4;олеин — 1.
Протягивание вязких сталей.90. Вода — 89,0; йодистый калий — 0,1; нат-рий азотистокислый — 0,1; сульфорицинагЕ — 10. (Используется при шлицевом про-тягивании, обеспечивая чистоту V7—V8,при о=2 м/мин). Стойкость инструментаповышается иа 50—60%.
Нарезание резьбы. Нарезаниерезьб в стали и чугуне. 91. Суль-фофрезол — 90; керосин — 10.
92. Керосин — 75; олеив — 25.
Зубоиарезание и шлицефре-зерование стали. 93. 15—20%-ныеэмульсии на основе состава: олеин — 7,0;канифоль—10,0; масло ИС-20 — 73; едкийнатр (р= 1,73 г/см3) — 4,2; спирт-денату-рат— 3,4; вода — до 100%.
10, 15 или 20%-ные водные эмуль-сии на эмульсоле № 4 (Гр. II, с. 54).
5%-ная эмульсия на эмульсоле № 14(Гр. II, с. 54).
Нарезание резьб в кислото-стойких и жаропрочных сталях.
96 97
КЕРС 60 25
ММН ИС 90 90
ОЛЕ 20 15
СКИП 20 —
СФРЗ 60 6С
СС14 10 10
Нарезание резьб в алюми-
[ е в ы х сплавах: 98 99
Сульфофрезол 30 30
Керосин 15 15
Олеиновая кислота 30 —
Масло ИС 25 55
57
При резьбонарезании в сталях
с целью улучшения противоизносных, противозадирных и антикоррозионных свойств СОЖ предлагается вводить в их состав госсиполовую смолу, смешанный ангидрид бутилксантогеновой и фосфорной кислот (АБКФ) и соль декстрамина. Примерный состав СОЖ (% вес.): растительное масло (кориандровое) — 12—16; госси- половаясмола — 3—5;АБКФ — 2—3;
ОП-4 — 3—5; соль декстрамина—1; минеральное масло—до 100%.
Госсиполовая смола, представляющая собой отходы переработки хлопкового масла, является эффективной противозадирной присадкой. Состав смолы: органические вещества —97,3—99,69 %, неорганические вещества— 0,31—2,71%, кислотное число 50— 86 мг/КОН, число омыления 109— 210 мг/КОН, эфирное число 48— 134 мг/КОН, АБКФ — смешанный ангидрид бутилксантогеновой и фосфорной кислот — усиливает противоизносиые и противозадирные свойства СОЖ. ОП-4 — ПАВ (эмульгатор), представляющий собой поли- оксиэтилированный алкилфенол. Ингибитор коррозии — маслорастворимую соль декстрамина — вводят для усиления антикоррозионных свойств СОЖ (для обеспечения консервации деталей на весь межоперационный период).
Приготовление СОЖ (100). Минеральное и растительное масла хорошо перемешивают (2000—3000 об/мин) в эмульгаторах при температуре 60—65° С, добавляя ОП-4, госсиполовую смолу, АБКФ и ингибитор коррозии, в течение 30 мин, после чего всю смесь перемешивают при той же температуре в течение 1,5 ч.
Нарезание резьбы в стали. Масло косточковое растительное — 90—95; масло минеральное — до 100%; присадка — 0,5— 3,0. (Косточковое масло — томатное, вишневое и т. п. Присадка содержит S, С1, Р, N).
Шлифование. Круглое наружное, внутреннее бесцентровое и плоское шлифование конструкционной углеродистой стали:
102ЮЗ
NagCOa22—3
NaNOo1—
Н209798—97
Масло ВНИИНП-117 — 2; вода— 98.
Эмульсол НГЛ-205 или СДМУ или Т — 3—5; вода — 97—95.
2%-ная эмульсия на эмульсоле № 1 (Гр. II, с. 54).
2%-ная эмульсия на эмульсоле № 3 (Гр. И, с. 54).
Шлифование врезанием среднеуглеродистых конструкционных сталей с поливом.
2%-ный раствор Na2C03.
10% дизельного топлива, 90% суль- фофрезола.
Внутреннее шлифование незакаленных среднеуглеродистых сталей.
Эмульсол Э-2 — 2,5; сода кальцинированная — 0,6; вода — 96,9.
Резьбошлифование стальных деталей. 111. Осерненное масло — 25; обезвоженный мазут — 20, керосин — 50; олеин или талловая кислота — 5.
А ЛЗМ — 9,5;ММН — 36.9;
ОЛЕ — 8.45;ТЭ А — 6,45;N аС1 — 2,28;
NaN03 — 3,82; Н20 — 32,6.
Керосин — 50; олеин — 5; осернен- ный мазут — 25; обезвоженный мазут — 20.
Для повышения чистоты поверхно
сти и производительности шлифования закаленных сталей, а также предотвращения прижогов рекомендуются СОЖ следующего состава: масло ИС-12— 99,5—85; присадка ВНИИНП-360 — 0,5—15; присадка ПМС-200А—0,002—0,005. Так, при обработке стали ШХ15 (HRC=60—62) применение СОЖ, содержащей 97%ИС-12,3%
ВНИИНП-360 и 0,002% ПМС-200А, повышает производительность вдвое, снижает износ круга, повышает чистоту поверхности на один-два класса.
Для повышения стойкости инструмента и чистоты поверхности при протягивании, резьбошлифовании и шлифовании сталей предлагается в состав СОЖ вводить йодистый калий (KI) и сульфорици- нат Е, содержащий сульфированное касторовое масло, сульфат натрия, оксанол ДЛ-12, оксанол 0-18 и воду. Состав СОЖ:
Сульфорицинат Е — 4,5—5; сода
кальцинированная — 0,25—0,5;йодистый
калий —0,15—0,25; вода—до 100% [Состав сульфорицината Е: ализариновое масло — 50,2—43,5;сульфат натрия — 2—3;
вода — 45,0—50; оксанол ДЛ-12 (ПАВ) —
2,5; оксанол 0-18 (ПАВ)—0,8—1].
Для легированных и инструментальных сталей.ТЭА—0.5—0,7;
NaNO,— 0,25; ОП — 0,1; Н20 — до 100%.
118 Масло ИС-20—95; хлорированный парафин — 5.
119120
Эмульсол НГЛ-20530—4020—25
Вода70—60 80—75
Круглое шлифование быстрорежущих сталей алмазными и боразоиовыми кругами. 121. Тринатрийфосфат — 0,6; масло ализариновое — 0,5; бура — 0,25; натрий азотистокислый — 0,25; вода — 98,4.
Для шлифования труднообрабатываемых инструментальных сталей, например РЭКЮФ, предлагаются составы СОЖ на основе хлоргидринов и СК — экстракта водного слоя продуктов конденсации при производстве изопрена. Они повышают производительность и чистоту шлифования и предотвращают прижоги. В табл. 4.1 приводятся рецепты составов на хлоргид- рине.
Шлифование высоколегированных труднообрабатываемых сталей.
Масло ИС-209597
Присадка ВНИИНП-2325—
Присадка ЛЗ-23К—3
58
СОСТАВЫ НА ХЛОРГИДРИНЕ (в % вес.)
Таблица 4.1
Компоненты 1 2 3 4
Хлоргидрии глицерина
Хлоргидрин стирола 80 40 - -
— — 58 —
CR —побочный продукт производства 18 59 40 72
Прочие ПАВ ' иа основе поли этиленгли- долевых эфиров — 2 Соль моноэтанол- амина и масляной кислоты — 1 Полиэтиленгликоле- вые эфиры олеинового спирта — 1,5 Полиакриламиды —
0,5 Хлоргидрнны октена —25 Na соль моноамида себацнновой кислоты — 3
Все компоненты смешивают при ияют 5%-ные водные растворы. подогреве. Для использования в качестве СОЖ приме-
Эмульсол НГЛ-205—40; вода—60.
Фтористый натрий — 3; кремнефто- рид морфолина — 1; смачиватель — 0,05; ПАВ на окиси этилена — 0,05.
ВаС12 — 5; NaNOs —1.5; Н20 — 93,5. Шлифование жаропрочных
сплавов. 127. Сульфонол — 0,35; сода кальцинированная — 0,5; натрий азотистокислый— 0,5; вода — до 100%.
ТЭА — 1; ВаС12 — 2; NaNOs — 3. Шлифование вязкого сплава
ЭИ454 (HRC=56—58).
НГЛ-205—10; осерненное терпентинное масло (присадка)—1,8; вода-—88,2.
Шлифование легированных сталей. 130.Na2C03 — 0,1—0.8;
Na(KMU) —0,03—0,3;NaNOs — 0,1—0,5;
СКИП —0.1—5, Н20 —до 100%.
Шлифование сталей 12ХН2 и ЗОХГСА. 131. Эмульсол Э-2—2,5; кальцинированная сода — 0,6; вода — 96,9.
Шлифование нержавеющей стали Х18Н9Т и сплава ЭИ617. 132. Эмульсол Т (смесь ТЭАО, олеиновой кислоты и минерального масла) — 5; вода — 95.
Шлифование сплава ЭИ347 (HRC = 62—65). 133. ВаС12— 5; NaN02—0,5; Н20—94,5.
Эмульсол СДМУ—20; вода — 80.
Масло ИС-20—95; присадка ЛЗ-23К — 2; присадка ХЛОРЭФ-40—2; присадка ДФ-11—1.
Шлифование нержавеющей стали 9X18 (HRC=50—55). 136 ВаС12—5; NaN02 —1,5; Н20 — 93,5.
Масло ИС-209597
Присадка ВНИИНП-2322—
Присадка ЛЗ-23К—•3
Эмульсол НГЛ-205 — 40; вода — 60.
Сульфофрезол — 90; дизельное топливо— 10.
Шлифование чугуна. 140. ТЭА— 0,2; NaN02—0,4.
141 142
ТЭА 0,2
NaN02 0.4 —
Na3P04 0,1 0,1
Na2B407 0,2 0,2
NasC03 0,3 0,3
on 0.1 0,1
143. ТЭА —0,16; ГМТА —0,3; NaN02 — 0,16; Н20 — 99,38.
Шлифование меди и сплавов на ее основе. 144. ВНИИНП-117 — 2;
вода — 98.
Ализариновое масло — 3—5; вода — 97—95.
Шлифование алюминиевых сплавов. Шлифование алюминиевого сплава АЛ1.
Керосин — 50; масло ИС — 48; олеин—2.
4%-ная эмульсия на основе пасты: олеиновая кислота — 36; 11%-ный раствор едкого натра—41; бура — 4,7; жидкое стекло — 8,4; крепитель П— 3; нитрит натрия — 5; ОП-7 — 1,7.
25%-ная эмульсия на основе соста- ' ва: масло ИС-20 (осерненное, 0,5% серы) —
5; эмульсол—15; скипидар — 5; вода — 75.
10 и 15%-ная эмульсия на пасте состава:олеин — 10; керосин — 60; вода —
30; раствор NaOH — по числу омыления с оставлением кислотности 1—4 мг/КОН.
Осерненная 7%-ная эмульсия на
составе:сульфофрезол — 1,4—5,0; эмуль
сол — 4,2—15,0; скипидар — 1,4—5,0; вода— до 100%.
Шлифованиемолибдена-
ГМТА —6; КС1 — 6; Н20 — 88.
ВаС12 — 5; вода — 95.
Na2C03—1.5; Н20 — 98,5.
Шлифованиемагнитных
сплавов. 154. Сульфофрезол — 90, дизельное топливо —10.
Масло ИС — 58,4; гексахлор- этан— 4,6; керосин — 37.
Эмульсол Э-1, Э-2, активированный 4% серы, — 25; керосин — 75.
Ультразвуковое шлифование магнитных сплавов; NaC03 — 2; Н20 — 98.
Алмазное торцевое шлифование
магнитных сплавов типа ЮНДК. Na2C03 — 0,1—0,8;N а(КМЦ) — 0,03—0,3;
NH4C1 — 0,05—0,1;Na2B407 — 0,2—0,5;
NaN02 — 0,1—0,3;ММН — 0.1—0,5;
Н20 — 99,42—97,5.
СОЖ для шлифования алюминиевых поршней. Бура — 4,7; жидкое стекло — 8,4; крепитель П — 3,0; едкий натр 11 %- ный — 41; натрий азотистокислый — 5.
59
Шлифование тверды х с п л а-
BOB. ICO 161
N а,Р04 0,6 —
NaN02 0,25 0,15—0,25
NasC03 0,25 0,9—1,0
Na2B407 0,35 —
н2о До 100%
1С2 163
Na2C03 —
Na3P04 0.3—0,5 0,3
NaN02 0,3—0,4 0,25
Мыло 0,5—0,9 —
Вода До 10096
164. Алмазное шлифование твердосплавных матриц. Na2C03— 0,25; Na3P04—0,25; Na2B.,07 —0,25; NaN02—0,25, H20 — 99.
Шлифование титана и его сплавов. 165. Фтористый натрий — 3; кремнефторид морфолина — 1; ОП — 0,1.
166. Натрий азотнокислый — до 10; ПАВ НБ — 0,5; вода — до 10096-
Хонингование стали. 167. Эмуль- сол — 5; вода — 95.
1С8 169
Керосин 75 75
Парафин 25 —
Состав ЦЛС-3 — 25
[Состав ЦЛС-3 — осерненное (до 22% S) в готовом растворе хлопковое масло, авиамасло и нитробензол].
Доводка. 170.Канифоль — 7;
олеин — 2,5; керосин — 90,5.
171 Окисленный петролатум — 55; 4096-ный раствор NaOH — 20; вода—25.
Суперфиниш (тонкое доводочное шлифование):
172173
Асидоловое мыло Na3P04
NaNO,
Вода
6 —
0,50,6
30.3
До 10096
Ализариновое мыло (нейтральное)— 2,5;тринатрийфосфат-—0,5;во
да — 97.
Прочие применения СОЖ при резании. Алмазная разрезка магнитных сплавов- типа ЮНДК.
Na,C03 —0,1—0.8; Na (КМЦ)—0,03— 0,3; NH4C1 —0,05—0,1; Na2B407 —0,2—0,5; NaN02 — 0,1—0,3; вазелиновое масло—0,1— 0,5; вода—97,5—99,42.
Роль смазок при механическом резании металлов могут выполнять также некоторые неметаллические пленки на поверхности режущего инструмента. К их числу относятся фосфатные пленки.
Кроме приведенных выше в производственной практике используют и другие разнообразные составы. Некоторые рецепты их приводятся ниже (% вес.).
Смазка шлифовальных кругов при сухойзаточкережущего инструмента.
Пушечная смазка — 40—50; стеа
рин — 50—60. Стеарин плавят при 70— 75° С, вводят смазку, хорошо перемешивают, наносят на круг при комнатной температуре.
СОЖ ИСМ для шлифования. Вода—до 100; ИагСОз—0,01—0,l;Na(KMU)— 0,05—0,5; pH раствора — 8—10.
Смазочно-охлаждающая паста для
механической обработки титана и его сплавов. Вода — до 100; водорастворвмые органические кислоты — 0,2—5,0; водорастворимые соли титана — 0,01—4,0; высшие алифатические спирты — 0,01—3,0;крах
мал — 0,02—5,0; керосин — 0,01—4,0; нефтяное масло или жидкие жиры — 0,2—6,0.
СОЖ «Аромат» для механической обработки стали и чугуна. Дибутилфта- лат — 40—52; касторовое масло — до 100; фитонциды (лавандовое, пихтовое масла, пихтосин) — 8—20 Применяется при притирочно-доводочной обработке, обеспечивая более высокую чистоту поверхности, чем СОЖ на касторовом масле.
СОЖ Для резания горячего металла (700—1200°С). Алюминиевая пудра —
26; битум — 38—43; графит — 3—8; минеральное масло — до 100; окись кальция — 0,5—1,5. Сухие компоненты перемешивают с битумом прн 60—80° С, смесь разбавляют минеральным маслом (Смазка снижает усилия резания, уменьшает шум, повышает стойкость инструмента.)
СОЖ для шлифования стали ШХ15.
Na9B407 —0,2; NaN02 —0,2; Na2C03 —0.3; Na3P04 —0,2.
СОЖ для хонингования стали 50Г. Н20 — до 100; NaN02 —0,2; СФРЗ — 0.25; ТЭА — 0,5. Дает трехкратное повышение стойкости брусков, повышение чистоты на один класс.
СОСТАВЫ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СМАЗОК,
ПРИМЕНЯЕМЫХ ПРИ ОБРАБОТКЕДАВЛЕНИЕМ
Так же как и при обработке металлов резанием, количество смазочных составов, применяемых при обработке металлов давлением, достаточно велико, и применение их преследует несколько целей. В операциях холодного деформирования металлов основным назначением технологических смазок является снижение трения между инструментом и заготовкой, предотвращение схватывания и «заедания», ведущих к появлению брака (задиров и т. п.), улучшение пластических свойств поверхностного слоя металла заготовки.
В операциях, проводимых с нагретыми заготовками (для горячего деформирования), наряду со снижением коэффициента трения смазочные составы предохраняют поверхности от окисления, что снижает угар металла и повышает стойкость инструмента, быстро изнашиваемого окислами металлов.
60
СОСТАВЫ СМАЗОК, ПРИМЕНЯЕМЫХ
ПРИ ХОЛОДНОЙ ОБРАБОТКЕ ДАВЛЕНИЕМ
К простым, давно применяемым при холодной обработке составам смазок относятся нефтепродукты — минеральные масла, мазут, парафин, петролатум; растительные масла (касторовое); масла и эмульсии, активированные присадками; мыла различного состава (в порошке и &сидкие); суспензии в масле и порошки талька, графита, дисульфида молибдена.
Применяется также фосфатирование или оксалатироваиие обрабатываемой поверхности с пропиткой маслом или мылом и без пропитки и многое другое.
Ниже приводится ряд составов смазок (% вес.):
Церезин — 51,3: глицерин — 0,7; кубовые остатки СЖК — 48.
Машинное масло Л — 76—84; олифа— 15—22; сера в порошке— 1—2.
Масло ИС — 70—95; полиизобутилен — 5—30.
Минеральное масло — 8—10; синтетические жирные спирты — 26—30; стеарат металла (Al, Na, Zn)—6—8; жидкий парафин — 4—6; тальк — 45—50.
Минеральное масло— 16—18; СЖК—
9; тальк—10—11,5; сода кальцинированная— 1—1,2; ОП-7 или ОП-Ю — 0,02— 0,15.
Мыло—13—14;глицерин —5—6; спирт — 1,8—1,9; уксусная кислота — 0,2— 0,3.
Касторовое масло — 35—60; рици- нолеат лития — 15—25; слюда — 20—30; дисульфид молибдена — 5—10.
Из выпускаемых промышленностью готовых составов применяют СОЖ В-32к, сульфофрезол, ВНИИНП-411.
К более сложным, но более эффективным составам смазок для холодной прокатки металлов относятся, например, следующие (% вес.).
Эмульсионная смазка для прокатки цветных металлов, в частности алюминия.
Смесь алкиловых сложных эфиров СЖК — 3—6; сложный эфир гекситового ангидрида жирной кислоты (выше Сб) — 0,8—1,6; полиоксилалкиленовое производное эфира гекситового ангидрида жирной кислоты (выше Сб)—0,8—1,6; алюминиевое мыло — 0,3—0,6; минеральное масло — 35—• 60; вода — 25—60.
Состав, предложенный в развитие этого рецепта, обладающий более высоким моющим и охлаждающим действием, содержит (% вес.): смесь алкиловых сложных эфиров СЖК — 3—6; сложный эфир ксилитового ангидрида жирной кислоты (выше Се) — 1—3; полиоксиэтиленовое производное эфира ксилитового ангидрида жирной кислоты (выше Сб)—0,5—1,5; алюминиевое мыло — 0,3—1; минеральное масло— 10—60; воду — 34,5—83,2.
Состав эмульсии, сочетающей в себе смазывающие, моющие и охлаждающие свойства: смесь метиловых эфиров высокомолекулярных кислот — 3; смесь олеатов ангидроксилитов (ксиланы) — 2,56; смесь
полиэтиленгликолевых эфиров олеатов ангидроксилитов (оксилитали) — 0,64; стеарат алюминия — 0,3; масло трансформаторное — 35,1; вода — 58,4. Трансформаторное масло может быть заменено любым чистым минеральным маслом вязкостью 1—50 сСт при 50° С.
В нагретое до 80—100° С минеральное масло добавляют компоненты в любой последовательности. Полученный эмульсол разбавляют водой до получения эмульсии нужной концентрации при постоянном взбалтывании, желательно с помощью мешалки.
Смазка-эмульсия для прокатки труд- нодеформируемых прецизионных сплавов и жести с повышенным качеством поверхности (% вес.).
Синтамид-5 — 0,5—0,7; ЭВСЖС — 0,5— 0,7; ингибитор коррозии — 0,5—0,7; вода обессоленная — до 100%.
Вначале готовят концентрат эмульсии, сплавляя компоненты при 70—80° С. Для работы разбавляют концентрат теплой (40—50° С) водой.
Эмульсия сохраняет эффективность при нагреве полос до 500° С.
При температуре отжига стали компоненты эмульсии разлагаются на летучие составляющие и не оставляют следов «загара» на поверхности полосы.
Пленка эмульсии, сохраняющаяся на поверхности полосы после холодной прокатки, предохраняет металл от коррозии.
Смазка холодной прокатки стали и цветных металлов содержит в качестве поверхностно-активных веществ оксиэтилиро- ванную стеариновую кислоту (5—16 молей окиси этилена) — 0,5—2,0% и оксиэтилиро- ванные алифатические спирты С8—Ci2(10— 25 молей окиси этилена) или оксиэтилиро- ванные алкилфенолы (6—20 молей окиси этилена)—0,05—0.2%; вода—до 100%.
Применение водных растворов неионогенных поверхностно-активных веществ позволяет получить высокую чистоту поверхности металла после прокатки без увеличения нагрузки на двигатели прокатного стана, а также обеспечивает образование на металле тонких смазочных слоев, не дающих грязи и сажистых налетов при последующем отжиге.
Для приготовления смазочной жидкости предварительно смешивают составляющие при 40—50° С. Затем разогретую смесь ПАВ смешивают с теплой (50—60° С) водой до концентрации 10—15% и далее разводят до требуемой концентрации (0,75—1,5%) холодной водой.
Смазка 'для холодной прокатки (% вес.).
Метилоламид алифатической кислоты — 2,5—5: полиэтоксиамин алифатической кислоты (15—25 молей окнси этилена) — 0,4—0,8; вода — до 100%.
Для приготовления жидкости 25 г ме- тилоламида алифатической кислоты, расплавленного при 130—150° С, вводят при интенсивном размешивании в нагретый до 94° С водный раствор полиэтоксиамина, состоящий из 970 г водопроводной воды и 4 г
61
полиэтоксиамина (от 15 до 25 молей окиси этилена). К полученной эмульсии добавляют 1 г третичного амина СЖК (пенога- ситель) и 0,1 г четвертичной соли аммониевого основания жирных кислот (например, алкилдиметилбензиламмоний хлорид) — против плесневения
Составы смешивают в эмульгаторе, дают отстояться 24 ч, фильтруют и подают в оборудование для холодной обработки давлением.
Смазка для прокатки алюминиевой фольги толщиной до 7,5 мкм (масло ВНИИНП-411, МРТУ 38-1—977—65). Масло ИС-12 , из малосернистых нефтей — 95 или 97; головная фракция октола (р не менее 0,83 г/см3) — 5 или октол — 3.
Противозадирная смазка для холодной обработки металлов.
Смазка для ударного выдавливания легких металлов и сплавов (% вес.). Касторовое масло или ОПСК (отходы производства себациновой кислоты из касторового масла) — 95—70; воск — 5—30.
Смазка универсальна и обладает высокими тиксотропными свойствами, не расслаивается при хранении, технологична и позволяет значительно увеличить срок службы штампа, исключая при этом налипание обрабатываемого металла на инструмент.
Смазку готовят смешением компонентов при 60° С и выше. ОПСК — смесь, содержащая жирные кислоты, при холодной деформации металлов в ряде случаев может заменить дорогое касторовое масло. Эти отходы • дешевы и обладают стабильным составом.
В отличие от касторового масла, смазки, содержащие ОПСК, более универсальны — они сохраняют хорошие смазочные свойства в широком интервале температур.
При ударном выдавливании легких металлов и сплавов, например алюминия, смазки на основе касторового масла показывают лучшие результаты при получении тонкостенных изделий. При ударном же выдавливании изделий с толшииой стенки более 1 мм или профилированных лучшее качество поверхности и большую стойкость инструмента обеспечивают смазки на основе ОПСК.
Смазка для обработки металлов при высоких давлениях. Триметилолпропаиовый эфир нормальной монокарбоновой кислоты (С5—С7) — 65—75; политетрафторэтилен (Мм=10 000—50 000) — 25—35. Сверх 100% вводят 0,25—0,75 нитрита натрия.
Смазка для глубокой вытяжки металлов.
Минеральное масло — 20—25; полиокси- этилированная стеариновая кислота (6 молей окиси этилена) — 28—34; церезин — 0,9—1,8; моиоэтаноламин — 0,1—0,2; ланолин— до 100%.
Смазка для холодной обработки давлением при повышенных давлениях.
Жирные кислоты — продукты пиролиза касторового масла — 80—90; полиэтиленгли- колевый эфир высших жирных кислот —
5—10; полиэтиленгликолевый эфир нафтеновых кислот — 5—10.
Смазка для глубокой вытяжки и штамповки стальных листов.
ПАВ водорастворимые — 80—20; полимерные смолы (фенольные, меламиновые, акриловые, полиамидные) водорастворимые— 20—80; масло водорастворимое или эмульгирующееся — 1—50.
23. Смазки для штамповки крупногабаритных изделий из нержавеющей стали или биметалла.
22 23
Гипс формовочный 2,5 2,5—5
Древесная мука — 6—5,5
Масло ИС-20 52,5 51,5—53,5
Мылонафт 20 20
Тальк 25 20—18
Смазки на дисульфиде молибдена для холодной обработки стали давлением.
Стеараты металлов — 25—40; дисульфид молибдена — 5—10; полиэтилен — до 100%.
Органический растворитель — 25— 37; пластифицированная нитроцеллюлозная смола — 25—30; дисульфид молибдена или графит — до 100%.
Смазки 24 и 25 способствуют получению поверхности повышенной чистоты.
Смазка — суспензия для обработки металлов давлением.
Дисульфид молибдена — 25—30; диспергатор (сополимер эфира метакриловой кислоты и N-винилпиролидон) — 6—25; смазочное масло — до 100%.
Смазка для штамповки металлов. Графит — 2,5—3,0; борат свинца (или окись цинка) —3—9; монофосфат натрия или аммония — 10—15; смачиватель — 1—5.
Кроме перечисленных выше в патентной литературе приводится большое число различных составов для холодной обработки давлением. Так, например, для холодной штамповки легких металлов — раствор мыла с оливковым маслом; алюминия — стеарат цинка; алюминиевых сплавов и меди — раствор ланолина в трихлорэтилене; цинка— растительное масло, розмариновое масло, графит с добавкой буры; стали — порошок дисульфида молибдена. Предлагаются также смазки, армированные волокнами, например, смазка, содержащая смазочное масло, углеродное волокно, мыло и твердый смазочный материал, графит или M0S2. Загустителем служит мыло (10—50% об.). Углеродное волокно, предпочтительно длиной 0,25 см, предварительно обрабатывают HNO3 н солью высшей кислоты или амина для придания ему олеофильности. В качестве смазочного масла используется поли- фениловый эфир, диэфир или силиконовая жидкость.
Загустителем смазок могут также служить полимерные порошки. Например, смазка для обработки давлением в широком температурном диапазоне состоит из полн- ксилоксана (основа), загущенного перфтор- олефиновым полимером, предпочтительно политетрафторэтиленом с радиусом частиц менее 30 мкм. Смазка имеет хорошие ха
62
рактеристики по скручивающим усилиям при низкой температуре и высокую стойкость к окислению.
СОСТАВЫ СМАЗОК, ПРИМЕНЯЕМЫХ ПРИ ВОЛОЧЕНИИ
При операциях волочения и протягивания в качестве смазок служат мыла, графит, медные покрытия, масла с добавками ПАВ и без них.
Некоторые эффективные составы смазок, используемые в производстве проволоки, труб, профиля, приводятся ниже.
3. Полимерно-масляные смазки для волочения труб из алюминия и его сплавов.
Полиизобутилен П-10 1
25 2 3
Полиизобутилен П-20 — 15 —
Атактический полипропилен 30
Масло ИС-12 75 85 70
Смазка для волочения. Глина (порошок) — 60—80; мыло (порошок) — 40—
Смесь сплавляют и измельчают.
Смазка для холодного волочения проволоки. Смазка, повышающая эффективность холодного волочения проволоки в режиме гидродинамического трения, содержит глицериновый раствор солей мета- фосфорной кислоты и органических аминов типа этаноламинов, диэтиламина, а также аминокислот. Состав смазки (вес. ч.): ме- тафосфорная кислота — I; глицерин — 2; органический амин — до нейтрализации.
Для изготовления смазки метафосфор- ную кислоту растворяют в глицерине при НО—120 °С. Раствор охлаждают до 40— 60° С, нейтрализуют при постоянном перемешивании органическим амином и выдерживают 3—5 ч при 120—140° С. Образующиеся соли метафосфорной кислоты и органических аминов имеют высокий молекулярный вес (1500).
Соли смешиваются с глицерином в любых соотношениях. Образующиеся растворы имеют маслянистый вид, неэлектропровод- ны, устойчивы к нагреванию вплоть до температуры кипения глицерина. Вязкость их меняется в широких пределах: от вязкости глицерина до 150 П (например, вязкость раствора при весовом соотношении глицерина и соли метафосфорной кислоты 1: 1 равна 150 П).
Смазки обладают хорошей адгезией к стальной поверхности.
Эмульсия для волочения медной проволоки (% вес.). Сульфонол НП-1—0,4—1; масло ИС — 3,5—4; вода — до 100%.
Для приготовления эмульсии загружают масло и сульфонол (в количестве 10—30% от веса масла), нагревают, например, острым паром до 90—100° С и перемешивают до полного растворения сульфонола. Добавляют воду в количестве, необходимом для получения заданного состава эмульсии.
Смазочные составы для волочения жаростойких кабелей (% вес.). Осерненный
тетрамер пропилена — 2—3; хлорпарафин— 5—6; моющая присадка — 2—3; минеральное масло — до 100%. Состав готовят перемешивая 3—4 ч при 80° С.
Хлорированный углеводород (ди- или
полихлорпроизводноеэтилена) — 76—80;
хлоркаучук—10—12;хлорпарафин —
10—12.
Наряду со смазками для холодной обработки давлением, содержащими органические компоненты, применяют с заметным эффектом смазки минерального состава, в частности на основе фосфатов металлов.
Некоторые составы приводятся ниже. Пригодны также и другие составы.
Состав для холодного фосфатирова- ния стальной проволоки при непрерывном волочении (в г/л):
Моноцинкфосфат— до 76; цинк азотнокислый— до 600. Фосфатирование при 20— 22° С в течение 10—20 с.
Состав для фосфатирования перед холодной протяжкой (в г/л). Моноаммо- нийфосфат — 300. Фосфатирование при 60— 80° С, сушка при 20° С.
И. Состав для фосфатирования листового металла перед глубокой вытяжкой (в г/л). Zn —6,75; Р205 —8,75; М03 — 8,5; алкилтриметиламмоний хлористый — 1. Фосфатирование при 65° С.
Состав для фосфатирования титана при холодной деформации.
Бифторид аммония—25; первичный фосфат марганца — 285; натрий азотнокислый— 49. Фосфатирование при 93° С.
Состав для фосфатирования титана при протяжке проволоки (в г/л). Трина- трийфосфат кристаллический — 50; калий фтористый—20; плавиковая кислота 50%- ная — 11,5 мл. Фосфатирование ведут при (=85° С и рН=6,8. v
СОСТАВЫ СМАЗОК, ПРИМЕНЯЕМЫХ
ПРИ ГОРЯЧЕЙ ОБРАБОТКЕ ДАВЛЕНИЕМ
Соответственно условиям эксплуатации, смазки этой группы должны оказывать максимум технологического действия при высоких температурах, что и определяет их состав.
К общеупотребительным смазкам для этой цели относятся порошок или суспензии графита в минеральных маслах или в воде, а также легкоплавкие стекла.
Составы некоторых эффективных смазок, применяемых при горячей обработке металлов давлением, приводятся ниже.
Смазки для горячей обработки стали давлением (% вес.). 1. Смазка для горячего штампования и ковки.
Минеральное масло (нефтяное или синтетическое) или вода — 95—20; молибдат аммония или графит — 5—80. В состав можно вводить вещества, выделяющие газообразные продукты при температуре обработки металла (аммоний углекислый, мочевина, оксалаты и др.).
Горячая и теплая обработка давлением (% вес.). Графит — 50—60; моно- и диглицериды стеариновой кислоты —
63
3; мыльный клей — 1—2; эфиры высокомолекулярных синтетических жирных спиртов— 10—20; силикат натрия—до 100%. (Смазка работоспособна при повышенных температурах.)
Смазки для горячей штамповки сталей (% вес.). 3. Вода — 28; вторичные алкилсульфаты — 5; коллоидный графит—25; литий углекислый — 28; литий муравьинокислый — 14.
Дисульфид молибдена — 5—15; эвтектическая смесь солей (MgCl2 : КС1: NaCl = =46 : 22 : 32) — 5—15; петролатум — 60—70; церезин — 4—6; едкий натр — 0,02; минеральное масло — до 100% (снижает усилия штампования).
Смазка для горячего прессования металлов (% вес.).
Минеральное масло — 10—20; древесные опилки — 3—6; тринатрийфосфат — 15—30; сода кальцинированная — 3—10; графит — до 100%.
Смазки для теплой обработки давлением (% вес.). 6.Смазка для теплой прокатки.
Графит — 20—25; кобальт сернокислый— 15—20; КМЦ —0,05—0,1; вода—до 100%
Смдзка для теплой обработки 1 (об. ч ).
Водный коллоидно-графитовый препарат
(В-0, В-1) — 1; водный раствор соли или смеси солей (нитраты, нитриты, хлориды калия или натрия) концентрацией от 10% до насыщения — 1—3.
Смазка для теплой обработки1 металлов давлением представляет собой продукт омыления термоуплотненной или осер- ненной жирнокислотной основы. В качестве основы применяются отходы производства себациновой кислоты. Термическое уплотнение проводят при 100—200° С, давлении 1—5 атм в течение 2—5 ч.
При осернении вводят серу в виде порошка (от 1 до 20%) при перемешивании и температуре 180—250° С.
Смазки для горячей прокатки труб (% вес). 9. Полиакриламид —
10; графит — 30—35; вода — до 100% Полиакриламид растворяют в подогретой до 50—60° С воде, вводят графит и смесь механически перемешивают.
Трнполифосфат натрия—100.
Смазка для теплой прокатки труб. Вода—до 100; наполнитель — 5—15; полиакриламид— 0,1—5,0; смесь солей (5% NaCl; 47% NaNOs; 48% KN03) —20—50.
Смазки для горячей обработки давлением сплавов алюминия (% вес). 12.Смазка для горячего прессования алюминиевых сплавов Масло цилиндровое — 53—70; графит ГМГ-1—27—15; силикат свинца — 20—15 (снижает налипание металла и уменьшает трение).
13. Смазка для горячей обработки алю миниевых сплавов. Минеральное масло — 0,22—0,44; олеин — 0,02—0,04, ТЭА —
009—0,019; соль щелочного металла- и СЖК (С5 — Се)—0,5—1,0; вода — до 100% (снижает налипание металла).
1Составы применимы также и при холодной обработке давлением.
64
Горячая прокатка алюминиевых
сплавов. Вода—96,5—91,5;глицерин —
4,8, двуокись кремния — 0,4—1,2; минеральное масло — 1,28—2,09;олеин —
14—0,26; ТЭА—0,08—0,16.
Горячее прессование алюминиевых
сплавов (%об.). Минеральное масло
(?всп = 300° С) — 60—77; графит или другой смазывающий наполнитель — 30—20; олеат олова — 7—2; гидрохлорид или гидрофторид моноамина—3—1.
Горячая штамповка(бездымная смазка) (% вес.). Тонкоизмельченный каменный или бурый уголь — 20; 1—2%-ный раствор едкого натра или кали — 80.
Для улучшения смазывающей способности в состав можно вводить графит, молибденит, тальк, вермикулит и другие наполнители— 5—10% сверх 100%. Смазку наносят пульверизатором или кистью.
Обработка алюминиевых сплавов прессованием (трубы, прутки, профили), в частности прессование дюралюминиевых труб (% вес.). Минеральное масло цилин- дровое-52 — 70—53; графит ГМ-Г — 15—27; силикат свинца—15—20. Смазка представляет улучшенный вариант стандартной смазки (графит+минералыюе масло).
Применение ее снижает налипание, позволяет уменьшить усилие прессования и температуру заготовок и увеличить скорость прессования.
Смазка для прессформ при отливке под давлением алюминиевых сплавов.
А Б
Кубовый остаток СЖК 20 20
Воск технический 15 10
Термографит С-1 20 20
Масло Вапор С 45 50
Хлористый натрий 8 8
Йод кристаллический 0,03 0,03
Перемешивают при расплавлении. Упо-
треблять через 15—20 ч после охлаждения.Обладает хорошими .смазывающими и про-тивозадирными свойствами.
Смазка для прессформ литья под
давлением (% вес.): нефтяная фракция,выкипающая при170—240° С, — 20—80;
трихлорэтилен—1—10; олеат меди — 2—10; минеральное масло —до 100% (даетповышенную чистоту поверхности отливок).
В качестве смазывающих веществ пригорячей обработкеметаллов давлением
успешно применяют порошки стекол различ-ного состава, преимущественно легкоплав-ких. Приводим несколько примеров такихсмазок (% вес.).
Смазка для горячей обработки дав-лением.
Натрий сернистокислый — 60—90; поро-шок стекла — 10—40 Состав стекла. А1203—1.65; В203—-35,5; СаО — 7,45; Fe203— 0,08;MgO-—4 75; Na-,0— 16,0; SiOs — до 100%-S03 —0,6.
Смазка повышенной растекаемостидля горячего прессования жаропрочныхи титановых сплавов В203 — 5—10;Na.,O —25—30; Si02 —до 100%; ТЮ2 —25—30;tрзч=500° С. Вязкость в интервале 1000—-1050° С ниже 10П.
Стеклосмазки для горячей обработки ных масел и их исполь
стали давлением (% вес.): зование в качестве сма
зочных материалов (в
22 23 24 том числе СОЖ)
ai2o3 0—3 4—8 10—25 1/02 состоящие только из
В. О3 16—20 — 25—45 смеси масел
СаО — 1—5 10—35 1/04 минеральных
к2о 10—13 — — 1/06 водные эмульсии
K20+Na20 — 11—15 — 1/08 с присадками
Na20 20—25 2—5 3/00 Жидкие составы на ос
Na2SiF6 — 8—12 — нове других смазочных
Si02 31—35 76—60 10—50 компонентов
ТЮ2 9—10 — Некоторые индексы УДК, которыми
(22), (23) — для углеродистой стали; сведения, содержащиеся в гл. IV, класси-
(24) — для легированной стали. фицируются в печатных изданиях.
25. В качестве технологической смазки 621.7 Обработка давлением
при горячей обработке металлов давлением 621.7.079 Вспомогательные мате-
предлагается также применять металлургические шлаки, имеющие температуру плавления на 50—100° С ниже температуры деформации обрабатываемого металла.
Некоторые индексы МКИ, которыми сведения, содержащиеся в гл. IV, классифицируются в патентной литературе:
Класс С 10Нефтяная, газовая и
коксохимическая промышленность.
Смазочные материалы Подкласс С 10 т Составы смазочных материалов; использование химических веществ в качестве смазочных материалов или в качестве компонентов смазочных составов (в том числе в СОЖ)
Группа 1/00Жидкие составы на осно
ве минеральных смазочных масел и (или) жир- 3
риалы, применяемые приформообразовании, на-пример смазки, пасты,защитные средстваКузнечное производство.Свободная ковка и ков-ка в штампахВспомогательные мате-риалы. Смазочные мате-риалы, пасты и т. д.Обработка резанием илиснятием стружкиВспомогательные мате-риалы, применяемые приобработке (формообра-зовании), например сма-зочные материалы, па-сты, смазочно-охлажда-ющие жидкости и т. п.
Род и вид масел и смазок по 621.892 — смазочные материалы. Масла. Консистентные смазки.
621.73
621.73.079
621.9
621.9.079
3 ЛЯ. Попилов
ГЛАВА V
СОСТАВЫ ДЛЯ РАЗМЕРНОЙ ХИМИЧЕСКОЙИ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВЭлектрохимическая размерная обработка металлов и сплавов (ЭХРО), основанная на контролируемом анодном растворении их в заданных условиях, заняла сейчас заметное место в технологии металлообработки. Это весьма перспективная разновидность технологии, осуществляемая по различным вариантам, особенно эффективная при обработке металлов и сплавов, которые механически обрабатываются с трудом. Относительно широко применяется и химическая размерная обработка (ХРО).
В этой главе приведены рецепты различных составов, с помощью которых и в среде которых осуществляются рассматриваемые процессы. Существо методов и техника их проведения здесь не рассматриваются, так как подробно освещены в соответствующей литературе, а также полагая, что читатель, обращающийся к данной главе, уже знаком с основами этой технологии.
СОСТАВЫ ЭЛЕКТРОЛИТОВ ДЛЯ ЭХРО МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ
Одним из основных элементов процессов ЭХРО является электролит — жидкость, хорошо проводящая электрический ток и в процессе его прохождения вступаюшая ц определенные реакции с поверхностью обрабатываемого металла, растворяя его или переводя в легкоудаляемые непрочные соединения.
Хотя процесс ЭХРО может практически осуществляться почти в любом из электролитов, для каждого конкретного металла и сплава имеются оптимальные составы электролитов, обеспечивающие максимально возможную производительность и лучшее качество обрабатываемой поверхности, обладающие долговечностью, низкой коррозионной активностью в отсутствии тока и благоприятными экономическими показателями. Универсальных электролитов, равно применимых для всех металлов и сплавов, пока не существует. Поэтому, несмотря на достаточно обширный выбор составов электролитов, опубликованных в литературных источниках, рекомендуется при освоении процессов ЭХРО проверять несколько составов для определения оптимального в данном частном случае.
С этой точки зрения приводимые здесь рецепты электролитов могут служить отправными точками для дальнейшего экспериментирования на производственном участке или в лаборатории.
Принятые здесь сокращения и обозначения (в последовательности их расположения внутри текстов):
U — напряжение на электродах, В; £>а — плотность тока на обрабатываемой поверхности (аноде), _А/см2; А/дм2;
t9— температура электролита (средняя), ЬС;
т — длительность обработки, мин; с;
Q — съем материала с обрабатываемой поверхности, мм3/мин; мм/мин; г/мин; мм3/(А-мин);
R — шероховатость поверхности (класс чистоты — V — по ГОСТ 2789—73);
р, р9, рвх — давление, кгс/см2, соответственно: рабочего инструмента на обрабатываемое изделие; электролита в рабочей зоне; электролита на входе в зазор; V, v9, vKp — скорость перемещения, м/с, соответственно: электрода относительно обрабатываемой поверхности; электролита в зазоре; обрабатывающего круга;
В—зазор между электродами, мм.
Количество компонентов во всех рецептах дано в % вес.; вода везде — до 100%.
Обращаем внимание читателей на то, что приводимые режимы обработки не являются строго фиксированными, так как во многом определяются характером используемого оборудования и инструмента, а также условиями проведения операции. Практически при осуществлении процесса всегда проводят наладочный подбор режима применительно к местным условиям исходя из типовых режимов.
СОСТАВЫ ДЛЯ ЭХРО СТАЛЕЙ
ЭХРО углеродистой стали.
Натрий хлористый — 10—20.
Натрий хлористый—1—25; гексаметафосфатнатрия—0,04—0,4;жидкое
66
стекло —0,3—5. f/=8—20 В; £,=20—30° С; 77= V6 — V7.
Составы (1) и (2) применимы для всех разновидностей ЭХРО— резки, прошивания, сверления, шлифования н т. д.
NaCl —18; Н3В03 —2; H2S04 — 0,9.
N-aN03—18—22; олеин — 2—3. Составы (3) и (4) для электрохимического хонингования стали и чугуна. 77= = 15—17 В; 4=20—30° С; т=35 с; /7= =vs — у п.
Натрий хлористый —10—15. (Для формообразования при изготовлении деталей типа прессформ из стали 25Л, 35Л. 77=8 В; £4 =5—8 А/см2).
NaNOa —15—20; NaN03 —2—5. 77= =12—18 В; £4 = 9—20 А/см?; 4 = 30— 35° С; т=15—25 с; /7=У7 — у8. (Для снятия заусенцев).
ЭХРО инструментальной стали.
KN03 —12; NaF —2; NaCl —1.
ЭХРО высокопрочной низколегированной стали. 1. KNG3 —15; NaCl — 5—10; NaN02 — 1,5.
NaN03—15; NaNOs —1,5.
Составы (1) и (2) — шлифование стали-
ЗОХГСНА металлоабразивным кругом.
NaCl —10; NaNOs —9.
NaCl —15; NaN02 —9.
Составы (3) и (4) —■ снятие заусенцев в каналах деталей пневмо- и гидроаппаратуры. Режим (3) и (4): 77=12—20 В; 4= =20—30° С; <2=1,4 мм3/(А-мин); /7=У7 —
V8.
NaCl —10. 77=20 В; 4=20—30° С; т=60 с. (Снятие заусенцев в каналах деталей пневмо- и гидроаппаратуры.)
NaN03 — 10; Na2S04 — 5. 77=12—15 В; 4=20—30° С; <2=1.5 мм3/(А-мин); /7= V7—
V8.
NaCl —5—25; H,P04 — 0,5—5,0.
NaCl —15; Н3Рб4 — 1,0. 77=13—18 В; 4 —до 40° С; т=15—20 с; /7=У6 —V8.
Составы (7) и (8) — размерная обработка стали типа 40Х.
Масло ИС-20 —0,5; NaNOg —8; NaNO-2 — 2; Cr203 —0.5. 77=15 В; D3 = 3— 6 А/см2; 4=20—30° С. (Электрохимическое хонингование стали типа ЗОХГСНА при давлении хона 2 кгс/см2 и осевой подаче 200 мм/мин. Достигнутая точность — 3-й класс; 77=У5— уб).
NaNOg — 8; NaN09 — 2; NaCl—4. 77=6—18 В; £4=100—150“ А/см2; 4=20— 30° С; Д= у7 — у9.
' Электроабразивное и электроалмазное шлифование стали типа ЗОХГСНА при г>кр=30 м/с; г/дет=9 м/мин; Дирад=3 м/мйн; 5цопер=0.002—0,005 мм/ход.
- 11. NaN03 — 7; NaCl —3. 77=12—18 В; £)а=10—20 А/см2; 4=25—35° С; Т7=у5 — —у7. (Электрохимическое прошивание отверстий и полостей в сталях типа 38ХМЮА, СНЧА).
NaN03 — 6; Na2HP04 — 6. 77=10— 15 В; £4=2,5—3,5‘ А/см2; 4=20—30° С; £7= У 8 — у 10.
NaNOa— 10; NaCl —10. 77=9—30 В; 4=20° С; Q = 1.4 мм3/(А-мин); 77= у6 — у9. (Электрохимическое прошивание .. стали
типа ВНС при ц=8—10 м/с; р=4,8— 6 кгс/см2. _ .
NaCl — 15—20; продукт АНСК-50 — 2.5—5,0. 77=8—15 В; Da=5—8 А/см2; 4= =20—30° С; 77=у 10 — у 11. (Электроабразивное и электроалмазное чистовое шлифование сталей различных классов).
ЭХРО легированной нержавеющей стали. 1. NaCl—20. 77=16 В; 4=20—30° С; Q=0,8 мм/мин; v=8 м/с. (Обработка стали 2X13).
Натрий хлористый — 5—10. 77=10—— 22 В; £4=1—3 А/см2; 4=20—30° С; Q= =0,02—0,06 мм/мин; 77=у7—у8. (Различные виды чистовой ЭХРО стали Х18Н9Т).
Ингибитор —0,15; NaCl—10,0; Н3Р04— 12,0. 77=28 В; £4=30—50 А/см2; 4=20— 25° С; 77= у9 — У10; 8=0,5 мм. (Электрохимическое прошивание глубоких отверстий в стали типа 2X13).
Натрий азотнокислый —12. 77=18 В; £4=65 А/см2; 4=20—35° С; рвк= 15 кгс/см2. (Прошивание отверстий глубиной 0,5—4 мм, диаметром 1,5 мм в стали Х18Н9Т при подаче 2 мм/мин).
Натрий азотнокислый — 10%-ный раствор; абразивный порошок Э9А или окись хрома — до получения суспензий. 77=6—12 В; £4=0,2—2 А/см2; 4=20—30° С; <2 = 0,04—0,06 мм/мин; 77=у9—yll. (Электрохимическое хонингование вязких легированных сплавов при v=l—3 м/с; р — = 1—1,5 кгс/см2).
NaCl —15; NaN03 —9. 77=8—20 В; 4=20—30°С; <2 = 1,4 мм3/ (А-мин); 77= У7— —у8. (Формообразование стали Х18Н9Т).
Натрий азотнокислый — 5—20. 77= =6—18 В; £4=5—20 А/см2; 4=20—30° С. 77= V5 — у8. [Различные ниды обработкй (прошивание, профилирование, шлифование, калибровка профиля) легированных нержавеющих сталей].
NaCl —14—16; NaN03 —59—61. 77= = 10—22 В; £4=4—15 А/см3; 4=20—30° С; 77= у 7—■ у9. (Профилирование сталей типа Х18Н9Т и 30Х10Г10 при v до 5 м/с.
KN03 —15; NaF —0,3. 77=6—15 В;
£4 = 5—10 А/см2;4=20—30° С; Q=
= 1,5 мм3/(А-мин); 77= У7 — У8.
Анодно-механическое чистовое шлифование легированной стали при подаче
мм/мин.
Натрий азотнокислый — 5;. бура — 0,8; сегнетова соль—5; сода кальцинированная— 0,5.
Калий азотистокислый — 3,0; калий лимоннокислый — 3,0; сегнетова соль — 3,0; натрий азотистокислый — 0,6.
Составы (10) и (11) для электрохимического разрезания сотовых панелей из нержавеющей стали латунным диском.
ЭХРО жаропрочных сталей и сплавов. 1. Натрий хлористый —15— 20. 77=8—20 В; £4=6—25 А/см2; 4=20— 35° С; 7?=у6 — у7. <2 = 1,8—2 мм3/(А-мип). (Прошивание различных жаропрочных сталей). .
Серная кислота —10. 77=10 В; 4= =20—30£ С.
Прошивание каналов в лопатках из жаропрочных сплавов при р=7 кгс/_см2 и ц=2 мм/мин.
67
NHiF-HF — 0,5—1,0; Na2C03 — 12—14. U=8—12 B; Da=4—10 А/см2; R= V6 — V8. (Электроабразивное чистовое шлифование жаропрочных сталей без образования шлама).
Раствор для п р о м ыв ки деталей из легированных и углеродистых сталей после ЭХРО в хлористых электролитах: жидкое стекло — 0,15—0,3; калия бихромат— 0,15—0,2; тринатрийфосфат (или сода кальцинированная) — 0,15—0,25.
Детали промываются при 70—90° С в этом растворе после промывки в проточной воде, затем обдуваются сухим воздухом и пассивируются вЗ—5%-ном растворе азотистокислого натрия.
СОСТАВЫ ДЛЯ ЭХРО РАЗЛИЧНЫХ СПЛАВОВ % вес.
ЭХРО магнитных литых сплавов. 1. NaCl — 15; KNOg — 0.5.
KNO? — 5—7; NaN03 —0.5—1,5.
Натрий хлористый — 10—15.
KN03 —7—10; NaNOg —0,05.
Режимы составов (1) — (4): 77=7—10 В;
Д,=50—150 А/см2, 4=20—25° С; 0=1— .2 мм3/(А-мин); Т?=у8 — Vl2; г/ко=20 — 25 м/с.
Составы (1)—(4)—для прошивания, шлифования металлическим или -металлоабразивным кругом сплавов типов ЮНДК и АНКО.
ЭХРО т и т а н о в ы х сплавов: 1. Натрий хлористый — 15. 77=9—12 В; Da=8— 20 А/см2; 4=20—25° С; R=V5 —уб. (Прошивание полостей и отверстий).
КВг —3; NaCl — 8—15. 77=10—12 В; Da=15—20 А/см2; 4 =20—30° С; Q=l,7—
мм3/(А-мин); R=V6 — V7. (Обработка профиля лопаток).
.. 3. NaCl —7; NaN03 —14; 77=10—15 В; Da=10—20 А/см2; 4=20—30° С; Q= =2 мм3/(А-мин); R= V7 — V9.
КВг —8—10; NaCl—7—10;
КВг —3; NaCl —5—10.
Режим для составов (4) и (5): 77=9— 13 В; Da=10—20 А/см2; 4=20—30° С; 0= =1,8—2,2 мм3/(А-мин); R—S76 — V9.
КВг —3,4; KN03 —6,5; NaCl —6,9 (см. табл. 5.1).
KN03— 11,5; NaCl— 8.
KN03 —4,8; КВг —1,25; NaCl—4,8; NasS04 — 0,45 (см. табл. 5. 2).
КВг—10; NaCl — 10 (см. табл. 5.3).
KN03 —200; КВг—10; NaNOs — 50; NaCl — 100. (Повышенное качество обработки при низких плотностях тока).
ЭХРО алюминиевых сплавов.
СеН807 — 1.0; NaNOs — 5—10.
C6Hs07 — 1,0; NaCl —10. 77=8—16 В; Da=30—70 А/см2; 4=25—30° С; Q=2—
мм3/(А-мин); jR=V7 — V8. (Для алюминиевых сплавов всех типов).
СеН807 — 2—15. 77=8—16 В; Da=30— 60 А/см2; 4=25—30° С; Q=2—2,5 мм3/(АХ Хмин); Т?=у7 — V8. (Для сплавов типов АМг, АК. В. Д).
Таблица 5.1
УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ СОСТАВА (в) при р=4 кгс/см2
Сплав и, В Da, А/см2 t, °С /?, V Q,
мм3, (мин • см2) S, мм
ВТ8 9-10 7-8 20-30 6-7 38-40 0,5
ВТ9 12-23 24-27 25-30 6 28-30 0,5
ВТЗ-1 12—13 21-25 25-30 5-6 30-31 0,5-1
BTI4 12—13 15—18 20-25 6-7 20-21 0.7
Таблица 5.2
УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ СОСТАВА (8) при р=4 кгс/см2
Сплав и, в Da. А см" 1, °с /?, V Q,
мм3/ (мин»см2) 6, мм
ВТ8 13-14 14 25-30 6-7 40-41 0,5
ВТ9 10-12 19-22 25-30 7 30-31 0,3
ВТЗ-1 12-13 20-24 20-25 : 7 20-21 0,3-0,5
BTI4 13—14 16-19 20-25 5-6 23-24 0,5
УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ СОСТАВА (Э) при р=4 кгс/см2
Таблица 5.3
Сплав и, В Da, А/см2 t, °с /?, V С.
мм3,'(мин-см'2) S, мм
ВТ9 10-11 28-34 25-30 6 38-40 0,5
ВТЗ-1 10-11 28—30 20-25' 7 40-41 0,5
BTI4 10—11 31—37 ■ 4 25-30 7 32-33 0.5
ВТ5-1 10-11 27-33 25-30 6-7 33-34 0,5-0,7
ВТ4 11—12
г 20-28 25-30 6-7 30-31 0,5-1,0
■ 4. KNOs или NaNOs — 200—300; KHS04— 5—8; ксилит — 8—12; CeHsOT — 8—12. (7= =24 B; Da=50—100 А/см2; 4=30—40° C. (Прошивание и профилирование сплава АМгб при рвх=8 кгс/см2 и 8=0.3 мм).
Н3Р04 —50; NaCl—8—10.
Соляная кислота — 15—20.
СаС12 — 20; NH4Cl — 20. Режимы (5) — (7): (7=6—10 В; £>а=30—60 А/дм2; 4=20— 40° С; 7?=Д5—V7. (Непроточное сквозное электрохимическое травление сплава типа Д1).
ЭХРО сплавов на медной основе. 1. NaCl — 16; NaN03 — 9.
NaN03—10; NaN02 — 2. Режимы (1) и (2): (7=8—12 В; £>а=25 А/см2; 4=25— 30° С; 7?=V9— VlO. (Обработка латуней типа ЛС59-1 и Л62).
ЭХРО вольфрама. Na2HP04 — 10— 15; Na2C03 — 5—7. (7=8—18 В; £>а=15— 25 А/см2; 4=20—25° С; 7?= V7 —V9. (Элект- роабразивное шлифование кругами на металлической связке).
ЭХРО ниобия. 1. КВг —10—15.
NaCl — 10; КВг — 3. Режимы (1)и(2): (7=25—30 В; £>а=20—40 А/см2; 4=20— 35° С; Т?=у5— V7; р=10 кгс/см2. (Формообразование и прошивание ниобия НП-13Д и сплана ВН-3).
KN03 или NaN03 — 0,5—2; КВг или
NaBr — 30—50;Н3В03 — 3; NaOH или
КОН — 0.5—2.0. (7=6 В; 4=20—30° С; Д= = V6 — V7;8=0.3 мм; рвх=8 кгс/см2;
к]а—70%; pH = 13. (Формообразование при повышенной стабильности электролита).
ЭХРО твердых сп л а в о в. 1. Na2C03— 5—6; NaCl —7.5.
Na2C03 —10—15; NaCl —8—10.
Na,B40,— 1,5; NaN02 —1.0; NaN03 — 5.0; Na2C03 —3,0.
NH4C1 — 4—6; Na2COs —8—12; три- лон — 1—2.
NaF —1.0; Na2C03 —2—6.
Различные виды обработки (прошивание, шлифование, разрезка) твердых сплавов различных марок. Режимы подбираются в зависимости от цели обработки и требований к качеству поверхности.
NaOH — 5; NaCl —10.
NaN03 — 20; NaF—5.
KF —5; KN03 — 5; NaF—2.
Составы (6) — (8) — для .профильного
электрохимического шлифования графитовыми или металлическими дисками твердых сплавов различных марок.
KN03 — 5; NaN02 — 0.2; Na2B40: — 0,3; N a9C03 — 1.
KN03 — 5; NaN02 — 0,3—0,5.
NaNOz — 0.3—0,5; NaN03 — 5.
KN03 —5; NaF —5; NaNOa —0,3.
NaN03 —3—15; NaNOg — 0,1—0,5; KMn04 — 0,4—2,5. (7=8—18 B; Da=25 А/см2; 4=20—30° C; R= V7 — y9.
Составы (9) — (13) — для электроалмаз- ной заточки твердых сплавов различных марок.
KN03 — 1—2. Da=15—30 А/см2; Q= = 100—120мм3/мин. (Электроалмазное шлифование твердых сплавов типа ТК).
NaCl — 15; Na2COg — 5.
NH.C1 — 10.
NaCl —15.
Составы (15) —(17) — прошивание твердых сплавов типа Т5К10.
NaOH—3; СаС03 — 5; NaCl — 5. (7=8 В; 4=60—70° С; t»Kp=25 м/с. (Профилирование твердосплавных резцов Т15К6, ВК8, ВК6М).
NaN03 —5; NaN02 — 1; Na2B407 — 0,75; Na2C03 — 0,4; Na3P04—0,7. (7=10— 12 В; 4=20—30° С.
NaN02 — 6,5; NaN03 — 1,2; Na2B407 — 1; Na3P04 — 0,8; Na2C03 —0,5. (7=10—12 B; 4=20—30° C.
Составы (19—20) — сверление твердых сплавов типа ВК (ВК20М, ВК15. ВК8) алмазным сверлом.
NaN03 — 3—5. (7=20—24 В; Ла= =0,5 А/см2; 4=20—25° С; Q=0,15—0,3 мм/ч; R=S7 9—VlO. (Ленточное шлифование сплава ВК8).
NaNOg — 5—10; NaOH —10.
NaN02 —3,5; Na2C03 — 3,0; Na2S04—
15; Na2B4Q, — 0,07.
Составы (22), (23) — прошивание и профилирование твердых сплавов типа ВК.
NaN03 или KN03 —5—20; NaOH или КОН—5—15; Na2C204 или К2С204—0,5—
(7=10—20 В; £)а=50—120 А/см2; 4=20— 30° С; <3=0,45—1,0 мм/мин; R=S78 —V9. цкр=30—60 м/с. Профилирование сплавов типа В К.
NaCH3COO — 1—6; NaOH — 5—20; NaN03—5—20. (7=10—22 В; Da=50—60 А/см2; 4=20—30° С; Q=0,4—0,65 мм/мин; 7?=V8 — V9; ц=30—50 м/с.
NaN03—0.5; NaNOs — 1.
Составы (25), (26) — прошивание и профилирование твердых сплавов типа ВК.
NaCl —10; Na2COs —5. (7=12—20 В; £>а=40—80 А/см2; 4=20—30° С; р=5 кгс/см2; 8=0,25 мм. (Прошивание и профилирование твердого сплава ВК15).
NaN03 —5; NaBr03 —0,75; Na3P04 — 0,7; NaN02 —1.0; Na2C03 —0,4.
NaNOg —6; NaNOs — 3; Na3P04 — 0,75.
KNOg —7,5; NaNOg —0,3. (7=6 B; Oa=5—15 A/cm2;4=20—25° C; t»Kp=25 м/с.
Составы (28) — (30) — шлифование наплавленного релита.
NaN03 —15; NaN02 — 0,05; сегне- това соль —2. (7=10 В; 4=20—30° С; р= =5—8 кгс/см2; Q=5—6 г/мин; цкр=22— 25 м/с. (Одновременное электроалмазное шлифование твердого сплава и стали).
СОСТАВЫ РАСТВОРОВ ДЛЯ ХИМИЧЕСКОЙ РАЗМЕРНОЙ ОБРАБОТКИ (ХРО)
В качестве рабочих сред для осуществления ХРО в принципе пригодны любые химические вещества, способные разрушать (растворять, переводить в механически непрочные соединения) подлежащий обработке металл. Однако практически, с учетом большого комплекса иногда противоречивых требований (высокая химическая активность, доступность, удобство пользования, экономичность и т. д.), чисто веществ, црименяемых для реализации -мето-
69
да, сравнительно невелико. Ниже приводятся рецепты составов для ХРО, прошедших в той или иной степени практическую проверку.
СОСТАВЫ ДЛЯ ХРО СТАЛЕЙ
1 CuS04 —1.7; KI —1,8.
CuS04 — 8; NaCl —16; СчН40,— 3;
CuS04 — 25; К,Сг207 — 5; HNOs —30.
Составы (1) — (3) — для углеродистых
сталей.
HN03 (р=1,41 г/см3) — 60; НС1 (р= = 1.14) — 40. Съем ~ 12 мкм/мин. (ХРО легированной стали Х18Н9Т).
СОСТАВЫ ДЛЯ ХРО ЦВЕТНЫХ СПЛАВОВ
КСЮ3 — 5; НС1—2. (ХРО меди и латуни).
NaOH— 45—60. 1=70—80° С; Q для сплава Д1—4 мм/ч; для силумина — 0,8 мм/ч.
NaOH — 30. Q для алюминия —
8 мм/ч.
НС1 — 30.1=40° С; Q для алюминия —
мм/ч, дюралюминия —1.8 мм/ч, силумина —1,4 мм/ч.
(NH4).,S.,08 —15—18 г/л; NaOH — 250-300 г/л*; *Na2S2Os — 25—30 г/л; KF —
8 г/л. (ХРО алюминиевых сплавов).
СОСТАВЫ ДЛЯ МЕСТНОЙ ЗАЩИТЫ ПОВЕРХНОСТИ В ПРОЦЕССАХ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ И ХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
В большинстве операций, выполняемых электрохимическим растворением, постоянно возникает необходимость предохранения отдельных участков поверхности обрабатываемой заготовки или обрабатывающего инструмента (электрода-инструмента) от воздействия рабочей среды. Для этого служат разнообразные составы, образующие на защищаемой поверхности устойчивые к действию среды защитные пленки.
СОСТАВЫ ДЛЯ ЗАШИТЫ ПОВЕРХНОСТЕЙ ПРИ ЭХРО
В связи с относительно небольшой коррозионной агрессивностью большинства электролитов, применяемых при электрохимической размерной обработке, местная защита нерабочих участков электродов или мест, не подлежащих воздействию электролита, может быть осуществлена с помощью лаков и защитных покрытий, например гуммированием. При этом нужно обеспечить, чтобы покрытие обладало хорошей адгезией к защищаемой поверхности, было удобным для нанесения и удаления, длительно сохраняло непроницаемость при нахождении в среде электролита.
Составы некоторых покрытий, проверенных практически, приводятся ниже.
Эпоксидное покрытие поверхности электрода (вес. ч) Смола эпоксидная ЭД-5 или ЭД-6—100, дибутилфталат — 15;
железный сурик — 5—10; маршалит—9— 10; полиэтиленполиамин — 9—10.
Смола нагревается до 35—40° С (ЭД-5) илн до 50°С (ЭД-6), до той же температуры нагревается наполнитель (сурик, маршалит), н они смешиваются. Затем вводят дибутилфталат, а после охлаждения до 28—32° С вводят при помешивании полиэтилен по лиа м нн.
Покрытие наносят на электрод, подогретый до 45—50° С. После сушкн (в течение 12—18 ч) прогревают электрод с покрытием в термостате при 60° С — 30 мин, при 80° С — 30 мин, при 100° С — 30 мин. Охлаждают вместе с термостатом.
Фторопластовое покрытие поверхности электрода. Материал покрытия — порошок фторопласта ЗМ.
Электрод нагревают до 270° С и погружают на 2 с во взвешенный продувкой воздухом фторопластовый порошок. Толщина оплавленного покрытия зависит от температуры нагрева электрода и длительности выдержки. При толщине 0,1—0,2 мм защитное действие сохраняется в течение 40—50 ч в растворе хлористого натрия при 40° С.
Перед нанесением покрытия поверхность электрода обдувают песком и обезжиривают ацетоном.
Стиракриловое покрытие поверхности электрода. Материал покрытия — стиракрил. Покрытие наносится окунанием или кистью. Отверждение 1 ч. Перед нанесением покрытия поверхность покрывают рисками или делают шероховатой электроискровым способом.
Поливинилбутиралевое покрытие поверхности электрода.
Поливинилбутираль — напыление в течение 1 мин во взвешенном порошке (в «кипящем» слое) при нагреве поверхности электрода до 350’ С. Охлаждение на воздухе. Применяется для стальных электродов.
Керамические (эмалевые) покрытия поверхности электродов эмалями 174Т и 174Р. Пескоструйная обработка поверхности; обезжиривание спиртом; сушка 5— 7 мин при 80—90° С; покрытие эмалевой суспензией (р = 1,35—1,62 г/см3, помол нулевой); сушка 10—15 мин при 80—90° С; обжиг 2—5 мин при 850—860° С; покрытие эмалью 405А; пескоструйная обработка^ обезжиривание спиртом; сушка 5—7 мин при 80—90° С; покрытие грунтом 18/28 нулевого помола; сушка 10—15 мин при 100° С; обжиг грунта 3—6 мин при 880— 890° С; покрытие охлажденного электрода эмалью 405А нулевого помола; сушка 10— 15 мин при 80—90° С; обжиг 3—6 мин при 870 ±10° С.
Комбинированное покрытие ажурных электродов (стенка 0,3—0,5 мм). Толстостенную заготовку покрывают эмалью (например, 405А) и растачивают до нужной толщины. Затем окунанием наносят слой фторопластовой суспензии СК, разбавленной смесью (спирт этиловый—70%; ксилол— 30%). Сушка каждого слоя при 230°С до затвердевания
Лаковое покрытие поверхности электродов.
70
Полиэтилфенилэтиловый лак, разбавленный растворителем Р5 до вязкости 25 с по В3.-4. Наносят 2—3 слоя с промежуточной сушкой каждою слоя при 240—250° С до я атве.рдевания.
Покрытие стойко в кислой и щелочной среде.
Покрытие поверхности тонких стальных электродов (игл):лак эпоксидный
ЭП-075. Наносится окунанием или кистью. Сушка на воздухе или при нагреве.
СОСТАВЫ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ПОВЕРХНОСТЕЙ ПРИ ХРО
Не отличаясь по принципу применения, защитные составы этой группы предназначены для работы в более агрессивных средах, чем при ЭХРО. Этим предопределяется подбор защитных материалов, некоторые составы которых приводятся ниже.
Резиновый клей 88 — 50; маршалит — 50.
Резиновый клей 88 — 57; каолин (сито № 200) — 43.
Резиновый клей 88 — 50; фарфор молотый — 50.
Резиновый клей 88 — 50—57; тальк — 43—50.
Составы (1)—(4) —для местной защиты при ХРО алюминиевых сплавов в крепких щелочных растворах. Необходимая вязкость получается добавкой разбавителя — бутилацетата или смеси этилацетата с бензином (2 :1). Оптимальная вязкость — 15—16 с по Вз-4. Высыхание покрытия на воздухе — 8—10 ч; при 40° С — 3—4 ч.
Покрытие наносится окунанием, затем после высыхания на соответствующих местах детали затвердевшая пленка механически соскребается.
При необходимости покрытие можно удалить в смеси бензин — этилацетат — 1:2.
Эмаль ХСЭ-101 —30—37; разбавитель Р5 — 23—29; резиновая смесь 9010 —
3,5; бензин Б-70 — 34—40. Применяют для местной защиты алюминиевых сплавов при ХРО.
СОСТАВЫ СМЕСЕЙ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ ЭЛЕКТРОПРОВОДНЫХ АБРАЗИВНЫХ И ЭЛЕКТРОАЛМАЗНЫХ .
ИНСТРУМЕНТОВ ДЛЯ ЭХРО
Ряд операций, входящих в комплекс методов ЭХРО, осуществляется с использованием электропроводных абразивных инструментов (кругов, брусков и т. п.).
Изготовление таких инструментов возможно различными способами:по обычной
■абразивной технологии с введением проводящих добавок в состав массы круга; методами гальванопластики —закреплением зерен абразива гальванически формирующимся металлом, засыпкой абразива в расплавленный металл и отливкой массы в форму; прессованием абразивных смесей на металлических связках и т. д.
Для ЭХРО успешно применяют абразивные и алмазные круги на различных металлических связках, выпускаемые промышленностью :
на медно-оловянной основе — Ml, МС2, МС6;
на медно-алюминиевой основе — М013Э, М04, МВ1, М5-5 и др.
Примером состава, специально рекомендуемого в качестве связки для электропроводных абразивов при ЭХРО, может служить следующий (% вес.):медь —
63,2; серебро — 2—3; олово—15,8—- 15,4; стекло — 19—20.
В качестве связок инструментов для ЭХРО применимы также многие металлические связки, описываемые в гл. XII.
Некоторые индексы МКИ, которыми сведения гл. V классифицируются в патентной литературе:
С 23
Подкласс С 23 Ь
Группа 3/00
3/02
3/04
3/06
Обработка металлов не-механическнми способа-ми
Электролитическая об-работка поверхности ме-таллов н нанесение по-крытий
Электролитическое трав-ление или полированиеТравлениеМестноеПолирование
Некоторые индексы УДК, которыми сведения гл. V классифицируются в печатных изданиях:
621.357
621.9.047
621.9.047.4
621.9.047.7
621.923.66
Промышленная электро-химия
Химическая и электрохи-мическая обработкаХимическая обработкаразъеданием или травле-нием
Электролитическая об-работка. Электрохимиче-ская размерная обра-ботка
Электролитическая за-точка
ГЛАВА VI
СОСТАВЫ НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ, ЗАКАЛОЧНЫХ И ЗАЩИТНЫХ СРЕДПРИ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ И НАГРЕВЕПОД ГОРЯЧУЮ ОБРАБОТКУ МЕТАЛЛОВНагрев металлической заготовки или детали до заданной температуры для изменения их пластических свойств или для последующей термической обработки (закалки, отпуска, отжига и т. д.) — одна из наиболее широко распространенных в промышленности разновидностей технологии металлообработки.
Цель нагрева металла — временное изменение его свойств, облегчающее выполнение операций механической обработки давлением, снятие внутренних напряжений, подготовка к последующим операциям термомеханической или термической обработки и т. д.
Цель термической обработки (длительным нагрев по заданному режиму, охлаждение с заданной скоростью и т. д.) — остающееся изменение структуры и свойств металлов и сплавов (фиксация выделившихся или растворившихся фаз; повышение или понижение твердости, вязкости и прочностных характеристик; изменение зернистости и т. п.).
Независимо от того, с какой целью н в каких условиях проводится нагрев металла, технологи, проводящие эту операцию, постоянно сталкиваются с необходимостью подбора оптимальных условий, обеспечивающих; I) эффективную передачу тепла от источника нагрева металлу; 2) защиту поверхности металла от окисления в процессе нагрева; 3) отвод тепла от нагретого металла с заданной скоростью (часто Весьма большой).
Вопросы обеспечения заданного температурного режима и контроля за протеканием процесса нагрева, при котором также используются различные технохимические составы (термоиндикаторные краски, плавкие индикаторы и т. д.), здесь не рассматриваются.
Приводятся данные о некоторых нагревательных, защитных и охлаждающих составах, используемых для решения названных выше задач. 1
1.СОСТАВЫ ДЛЯ НАГРЕВА МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЗАГОТОВОК И ДЕТАЛЕЙ
В технике применяется весьма большое число способов нагрева металлов — от воздействия на них открытым пламенем (печи.
горелки) до нагрева электрическим полем и нагрева в электролите. Механизм переноса тепла при этом различен — излучение, конвекция, генерация тепла внутри объекта, контактная теплопередача, перенос жидкой средой и т. д.
Здесь рассматриваются только те виды нагрева, при которых теплоноситель (среда, передающая тепло от источника к объекту нагрева) представляет собой твердую или жидкую среду, находящуюся в непосредственном контакте с нагреваемым объектом и источником тепла, либо используемую одновременно в качестве среды, генерирующей тепло (соляные ванны, электролитный нагрев).
Сама нагреваемая заготовка или деталь могут при этом не участвовать в процессах генерации тепла (нагрев в порошках, нагрев в расплавах стекла и т. п.), но могут и быть одним из элементов, генерирующих тепло (заготовка — катод при нагреве в электролите, заготовка — электрод в соляной ванне и т. д.).
СОСТАВЫ ВАНН ДЛЯ НАГРЕВА В РАСПЛАВАХ СОЛЕЙ
В некоторых технологических процессах металлообработки требуется осуществлять обычный или безокислительный нагрев деталей для термической обработки (закалки, отжига, отпуска) с большой скоростью при высоких температурах. Одним из распространенных способов такого скоростного иагрева является помещение детали в низковязкую жидкую среду, нагретую до соответствующей температуры (расплав). Наиболее часто применяются расплавы различных неорганических солей, реже — металлов. В качестве солей используют хлориды, фториды, карбонаты, нитраты, сульфаты, тиосульфата, роданиды, цианиды, гидроокиси и некоторые другие соединения.
Основные требования, которым должна удовлетворять нагревательная соль: отсутствие корродирующего действия на поверхности обрабатываемых деталей и оборудования; низкая температура плавления; невысокая вязкость; отсутствие разложения прн некотором превышении температуры плавления; безвредность для персонала; хорошая электропроводность; дешевизна и
72
догтупность; длительная сохранность бе’ ляются сотнями- Ниже приводятся некото- увяажнения или разложения; легкость уда- рые типичные составы для термической об- ления с поверхности изделий; совмести- работки (в % вес.).
мость с другими солями и ряд других.Окончательный нагрев под закалку из-
Составы соляных ванн для различных делий из быстрорежущей и высоколегиро- операций термической обработки исчис- ванной стали:
1 2 3 4
ВаСК 100 95 90 96
MgBF4 — — — —
NaCI — 5 10 4
/раб- °С 1020—1320 950—1300 1000—1310
Предварительный подогрев при закалке изделий из быстрорежущей и высоколеги-
рованной стали: 5 6 7 8
ВаС13 78 65 50 80
КС! — —, 50 20
NaCI 22 35
*лл’ °С 635 670 640 640
/раб. °С 700—950 730—930 680—870 680—1060
Окончательный нагрев под закалку изделий из углеродистой и легированной
стали:
NaCI —100. <_Л=800°С; /раб=850— 920° С.
КС1 —100. tw=776° С; *„аб=820— 920° С.
И. KQ1 —56; NaCI— 44./пЛ=655° С;
6=700—900° С.
Сильвинит —100. <пЛ=730° С; /паб= = 790—900° С.
KCI — 40; сильвинит — 60. <пЛ=650° С; <Раб=750—900° С.
K2COs —50. NaCI —50. <пЛ=560° С;
б=С00—900 С.
КС! —70; Na2B407 —30. <пл=705с С;
6=750—900° С.
ВаС!2—22; КС1 — 41; NaCI — 37. <пл=552° С; <Раб=500—800° С.
ВаС12 — 5; КС1 — 70; NaCI —25. <пЛ = 500° С; <раб=540—870° С.
СаСК— 50; NaCI — 50. <иЛ=620°С;
<раб=720—90°° с-
Отжиг и нормализация заготовок;
19 20 21
ВаС12 50 75 53
КС! — — 27
NaC! 50 25 20
/Лл* С 700 704 550
/раб. °С 750—920 760—925 080—1150
ВаС1, — 83; BaF2 —17. <„л=844° С; <ра6 = 900—1000° С.
Na2COs—50; NaCI—50. <раб—590— 900° С.
КС! —50; Na2COa—50; < л=560° С; <ра6=590—900° С.
Бесщелочные ванны для ступенчатой и изотермической закалкн изделий из углеродистой и легированной стали.
25 26 27
KN03 50 20 50
NaN02 — — 45 «.
NaN03 20 80 5 м
/„л. У 145 230 140
^раб* С 180—240 260—550 145—590
28 NaNOs —100. <пл=317° С; <раб=325— 600° С.
KNOs —55; NaNOs —45. <11Л=220Р С; <раб=260-480° С.
NaNOz—45; NaN03 — 45. <пЛ=221° С; <раб=250—550° С.
Светлая закалка изделий нз быстрорежущей и высоколегированной стали
31 32 33
КОН — 75 65
NaOH 100 25 35
t„ л. °С 318 140 155
/раб- °С 350—400 150—250 180 —350
В состав (33) вводят (осторожно!) 3— 6% вес. воды сверх 10096 (д° нагрева).
Ступенчатая закалка изделий из быстрорежущей и высоколегированной стали.
KN03 — 100. <иЛ=335° С; <раб=360— 600° С.
NaNOs — 95; Na2C03 — 5. <цЛ=304° С; < 6=380—520° С.
Карналлит —100. /,^=440° С; <раб= =470—600° С.
Светлая закалка изделий из быстрорежущей и высоколегированной стали.
NaOH —100. <раб=350—700° С.
КОН — 100. <„л=360° С; <раб=400— 650° С.
KCI —15; NaOH—85. <|1Л=296° С; <раб=330—600° С.
К2С02 —37,5; NaOH—62,5. <„л= =238° С, <раб=290—600° С.
Отпуск закаленных стальных изделий:
NaN02 — 100. <..„=271° С; <раб=300— 350° С.
'kN03 —40; NaN02 — 60. <ил=172° С; <раб=220—550° С.
KNOa —30; NaCI —5; NaNO — 65. <Раб=290—550° С.
Светлый отпуск: 44. КОН —63; NaOH — 37. /пЛ=159° С; <раб= 180—350° С.
45. NaOH—60; NaCI —40. / „-450 С; /раб—550—700 С.
73
Изотермическая закалка и отпуск, совмещенные с оксидированием поверхности:
47
NaN02 90
NaNOg —
NaOH 80
t. °С
пл 250
t °с
раб* 280—550
Термическая обработка алюминиевых
KNOg SI
65
NaNOg —
NaNOg 35
t , °C 215
ПЛ
7раб> °C 250—600
Составы (51), (53) и (54) — нагрев под закалку; (52) и (54) — отжиг.
В основные составы соляных ванн для предотвращения окисления обрабатываемых изделий и восстановления образующихся окислов вводятся раскнслители различного состава, в основном разделяющиеся на две группы:
раскнслители, разлагающие окислы,—. древесный уголь, графит, кремний кристаллический, ферросилиций и др.;
раскнслители, связывающие окислы металлов в сложные труднорастворимые соединения, выпадающие в виде осадка на дно ванны и легко удаляемые, — бура, борная кислота, фтористые соли и др. Иногда раскнслители первой и второй групп смешивают между собой. Составы некоторых раскислителей приведены в табл. 6.1.
СИЛИКАТНЫЕ СОСТАВЬ! ДЛЯ НАГРЕВА МЕТАЛЛОВ
К составам для нагрева в расплавах относятся и всевозможные силикатные расплавы, в основном близкие к составам стекол, получающие заметное распространение в практике нагрева металлических заготовок благодаря своей дешевизне и эффективности.
Для нагрева заготовки помещаются в тигель с жидкой стекломассой, нагретой до требуемой температуры, и выдерживаются в ней заданное время. После извлечения заготовки из расплава на ней остается тонкая пленка стекла, защищающая поверхность металла от окисления до остывания заготовки, а затем легко удаляющаяся благодаря повышенной хрупкости.
Удаление пленки возможно также механической обдувкой песком или дробью либо травлением в кислотных или щелочных ваннах. Температурные пределы использования расплавов. стекол следую-., щие (ориентировочно):
46. NaNO„—5; NaOH -95. <ц1=270’ С *ра6=300—550° С.
48 49 50
10 15 25
15 25 30
75 60 45
250 280 280
28.0—600 300—500 300—500
сплавов: . 52 53 54
45 33 53
— — 40
55 67 7
218 232 140
250—590 260—540 180—540
Таблица 6.1
РАСКНСЛИТЕЛИ ДЛЯ СОЛЯНЫХ ВАНН
Раскислитель Количество раскнслнтеля в % к весу соли в ванне Типы раскисляемых ванн (№ рецепта на стр. 73)
Борфторид магния 1-2 1, 2, 3
Бура 2-3 1
0,5—1,0 1, 2, 5
Графит 1 2
Желтая кровяная соль 0,5 3
0,1— 0,5 11
Карборунд 0,5 8, 9, 10
Кремний металлический 1 3
Окись кремния 1 1, 2, 3
Уголь древесный 0,5 9
Ферросилиций (FeSi) 0,5 1
1-2 5
0,1—0,5 Ю
Фтористый магний (MgF.j) 5 1
Цианистый натрий (NaCN) 2-4 (80% сильвинита + . +20% соды)
1-3 5,23
74
углеродистые, низколегированные стали, нержавеющие, жаропрочные сплавы, хромоникелевые сплавы — 1000—1300° С;
тугоплавкие металлы — 1000—1400° С.
Выбор состава стекол определяется характером нагреваемого металла, температурой нагрева, а также тем, используется ли стекло только для нагрева или и в качестве защитной либо смазывающей пленки в последующих операциях.
Примеры применяемых составов:
Оконное стекло с добавками кальцинированной соды. Дает расплав низкой вязкости с небольшой остаточной пленкой на заготовках (0,6—0,1 мм).
Расплав силикат-глыбы содовой (ГОСТ 13079—67) с низким значением модуля (Si02:NazO).
Защитное стеклянное покрытие для углеродистой стали, обладающее жаростойкостью, улучшенной адгезией к углеродистой стали и смазочными свойствами. Состав (% вес.): SlO, —66.4—68,4; А1г03 — 2.5—3,5; Na20 —18,2—19.2; ТЮ2 — 7.5—8,5; Со203 — 2,4—3.4.
Наносится покрытие в виде водной суспензии с добавкой жидкого стекла как связующего. При 1180° С предохраняет от окисления сталь 10 в течение 15 мин.
СОСТАВЫ ДЛЯ НАГРЕВА ТОКОПРОВОДЯЩИХ МАТЕРИАЛОВ
В ЭЛЕКТРОЛИТАХ
Сущность электролитного нагрева, как известно, заключается в том, что нагреваемая деталь помещается в качестве катода в раствор соответствующего электролита и при пропускании тока повышенного напряжения (200—300 В) и высокой плотности на поверхности детали протекает ряд процессов, приводящих к весьма быстрому и интенсивному ее нагреву.
Основные составы электролитов, применяемых для этой цели (% вес.) (Вода везде— до 100%):
Na,C03 — 14—16.
К,СО,—20- 25.
К;С,Н30,— 25—30.
ЗАЩИТА ПОВЕРХНОСТИ ЗАГОТОВОК ИЛИ ДЕТАЛЕЙ В ПРОЦЕССАХ НАГРЕВА
Соприкосновение нагретого до высокой температуры металла с воздухом практически всегда сопряжено с окислением металла кислородом воздуха и другими явлениями, например выгоранием углерода из состава содержащих его сплавов (чугун, углеродистые стали). Нежелательность таких явлений (кроме случаев, когда они нужны) стимулирует разработку способов предотвращения окисления или обезуглероживания.
Основным направлением поиска прн этом является создание вокруг нагреваемого объекта такой атмосферы, которая препятствует протеканию нежелательных
реакций (инертная, нейтральная, восстановительная и т. п.); помещение нагреваемого объекта в среду теплоносителя, предотвращающего доступ воздуха к поверхности; нанесение на поверхность нагреваемого объекта различных защитных покрытий (пленок, обмазок и т. п.). Во всех этих случаях для проведения операции применяют различные газообразные, жидкие, твердые композиции. Некоторые составы рассматриваются ниже.
ЗАЩИТНЫЕ (КОНТРОЛИРУЕМЫЕ) АТМОСФЕРЫ
Газовые среды, создаваемые в нагревательных устройствах (печах) с целью предотвращения окисления или обезуглероживания черных металлов и сплавов, а также для химико-термического насыщения поверхности различными элементами (цементация, цианирование), носят общее название контролируемых атмосфер. В соответствии с назначением они разделяются на атмосферы: защитные, науглероживающие и специальные—для хнмико-термиче- ской обработки.
В данном разделе рассматриваются только защитные контролируемые атмосферы.
Составы наиболее широко распространенных контролируемых защитных атмосфер приведены в табл. 6.2.
Таблица 6.2
КЛАССИФИКАЦИЯ КОНТРОЛИРУЕМЫХАТМОСФЕР
Тип атмосферы Способы получения (основные)
I. Водород — водя- Электролиз воды (чистый
ной пар — азот водород)
Диссоциация аммиака Частичное сжигание во-
II- Водород — ме- Взаимодействие водоро-
тан — водяной да с древесным углем
пар — азот Синтетическая смесь во-
III. Водород — водя- дороДа и метана Частичное сжигание угле-
ной пар — окись водородных газов в эн-
углерода — азот Ilia. То же и метан дотермическом генераторе (крекирование углеводородов)
Конверсия метана
IV. Окись углерода — Газогенераторный про-
двуокись углерода — азот цесс
V. Окись углерода — Частичное сжнгание га-
двуокись углерода — водород — водяной пар — азот зов
Va. То же и метан VI- Азот — окись уг- Частичное сжигание га-
лерода — водо- зов с очисткой
род Очистка технического
азота в смеси с водородом
Ниже приводятся сведения о некоторых других составах и их назначении.
Литиевая защитная атмосфе- р а для нагрева стали в печах открытого пламени. Создается введением солей лития
75
(карбоната лития 1л2СОз) в сжигаемый газ. Средний расход L12CO3 для сталей марок 45 и У10 — около 10 г/нм3 газа. Подача порошка должна быть непрерывной. Коэффициент расхода воздуха при сжигании а=0,7—0,9.
Таблица в.з
ПРИМЕНЕНИЕ КОНТРОЛИРУЕМЫХ АТМОСФЕР
Вид термообработки и обрабатываемый материал Тип атмосферы (по табл. 6.2)
Отжиг Малоуглеродистая сталь . . . Средне- и высокоуглеродистая сталь
Быстрорежущая сталь . . * . Нержавеющая сталь. . . . . Высококремнистая, сталь и трансформаторное железо. Чугун ковкий ферритный . . Чугуи ковкий перлитный . . I. V, Va, VI
III, Ша, IV, V,
Va, VI
III, Ша, V, Va I
I, V, Va IV, V, Va, VI
Ша, IV. V. Va,
VI
Нормализация Малоуглеродистая сталь . . . Сре ди е -, выс окоу гл еродистая и легированная сталь . . . 1, IV, V, Va III, Ша, IV, V, Va
Закалка Средне-, высокоуглеродистая и легированная сталь . . . Быстрорежущая сталь . . . . III, IV, V, Va, VI III, Ша, V, Va, VI
Отпуск Сталь всех марок III, V, Va, VI
Пайка при П00°С Малоуглеродистая сталь . . . Средне-, высокоуглеродистая и легированная сталь . . - Нержавеющая с1*аль III, IV, V, Va
III. IV, V, Va
I
Спекание порошков Малоуглеродистые сплавы на
железной основе
Высокоуглеродистые и легированные сплавы I, III, IV, V I, III, Ша, V, Va
Цементация, Цементируемые стали всех марок . . III, Ilia, V
Азотоводородная атмосфера с 4% Нз. Получается смешением технического азота с диссоциированным аммиаком с последующей очисткой от кислорода до 0,001—0,002% и осушкой до точки росы (—60° С). Применяется для большого числа жаропрочных сплавов и нержавеющих сталей. Состав дешевый и взрывобезопасный во всем интервале рабочих температур.
Универсальная контролируемая атмосфера из природного газа. Получается в камере сжигания экзотермического генератора из воздуха и природного газа в соотношении, близком к Коэффициенту расхода возд>ха а=1.
76
ЗАЩИТА ПРИ НАГРЕВЕ НАНЕСЕНИЕМ ПОКРЫТИЙ
Защита поверхности металлических заготовок и деталей от окисления при нагреве может осуществляться нанесением различных обмазок, обладающих достаточной теплостойкостью и газонепроницаемостью в процессе нагрева, а затем относительно легко удаляемых с поверхности после ее охлаждения.
Для этой цели применяют разнообразные вещества, например: суспензию стеклянного порошка в изопропане; водные коллоидальные графитовые препараты; водные суспензии бентонита; легкоплавкие стекло- эмали (борные, бариевые); азотнокислый натрий и др. Приводим несколько рецептов защитных составов на основе перечисленных веществ.
Стеклянное покрытие для защиты сталей и сплавов. Малощелочное боросиликатное стекло измельчается в порошок (частицы менее 70 мкм) и смешивается с 6— 8% (от веса стекла) огнеупорной глины. Сухая смесь разводится связующим: жидкое натриевое стекло (р = 1,49 г/см3) — 8—10% от веса порошка или концентрат сульфитно-спиртовой барды—15—20% от веса порошка. При плотности полученной суспензии 1,55—1,95 г/см3 она наносится иа поверхность заготовки окунанием, распылением или обмазкой. Затем следует сушка (2—4 ч при 18—22° С; 30—40 мин при 40° С; 20 мин при 40° С; 10 мин при 100° С).
Покрытие хорошо защищает поверхность нержавеющих сталей, жаропрочных сплавов, сплавов на никелевой основе и титановых в интервале 800—1250°С и низко- и среднелегированных углеродистых — до 950° С. Выше 950° С защита углеродистых и низколегированных бталей этим покрытием неудовлетворительна.
Солевое покрытие для защиты титана и его сплавов. На поверхность титана и его сплавов перед термообработкой наносится солевое покрытие из раствора на основе азотнокислого натрия, в состав которого» вводят окись магния при следующем соотношении компонентов (% вес.): NaNOs — 40—50; MgO — 1—4; НгО — до 100%.
Нанесение покрытия проводят при температуре 50—70° С.
Изделие выдерживается в растворе до полного прогревания. В зависимости от своих габаритов, толщины стенок, объема раствора и т. д. — обычно 10—20 мин. После этого изделие высушивается на воздухе или в сушилках и может подвергаться на- 1реву с целью термообработки или под ковку, прокатку, прессование и т. д.
Данное солевое покрытие обеспечивает защиту от глубокого окисления при температурах 550—900° С.
СОСТАВЫ И СРЕДЫ ДЛЯ ЗАКАЛКИ
НАГРЕТЫХ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ
Основным содержанием любых закалочных ттерэиий является создание условий быстрого отвода тепла от нагретого метал
ла. Обычно что достигается помещением нагретого до заданной температуры металлического изделия в жидкую среду, обладающую необходимой охлаждающей способностью, — закалочную жидкость.
Составы закалочных жидкостей весьма разнообразны. Их выбор обусловливается наличием требуемых теплофизических и химических свойств (теплоемкость, теплопроводность, термостойкость, негорючесть, характер взаимодействия с поверхностью охлаждаемого металла, скорость теплоотвода и т. д.), экономическими характеристиками, технологичностью, доступностью, возможностью регенерации и многими другими факторами.
В основном все жидкие закалочные среды можно разделить на следующие группы: вода и водные составы; масла и органические жидкости; эмульсии; расплавы солей.
За некоторыми исключениями наибольшей закаливающей способностью обладают вода и водные растворы солей, затем следуют масла и органические жидкости, эмульсии, расплавы солей.
ВОДНЫЕ ЗАКАЛОЧНЫЕ СРЕДЫ
Вода без введения добавок относится к резко закаливающим средам. Скорости охлаждения нагретых поверхностей в воде в зависимости от ее температуры приведены в табл. 6.4.
Таблица 6.4
СКОРОСТЬ ОХЛАЖДЕНИЯ (сС/С)
Температура воды, °С
Интервал 18 26 50 74
650—550°С 600 500 100 300
300—220°С 270 270 170 200
Водные растворы едкого натра (NaOH) являются еще более резко закаливающими- средами по сравнению с чистой водой. Например, при использовании 30%-иого раствора едкого натра скорость охлаждения в интервале 650—550° С равна 1200° С/с, а в интервале 300—220° С — 300° С/с. Резкозакаливающими средами являются и менее концентрированные растворы, например
7%-ные растворы едкого натра.
Водные растворы солей также обеспечивают значительно более высокую скорость охлаждения по сравнению с водой. В 10% г ном растворе хлористого натрия скорбеть охлаждения в интервале 650—550° С равна 1100° С/с, а в интервале 300—200° С — 300° С/с. В 10%-ном растворе углекислого натрия скорость охлаждения в интервале 650—550° С равна 800° С/с, а в интервале 300—200° С — 270° С/с. Для душевого охлаждения при закалке после индукционного йагрева применяют 8—20%-ные водные растворы натриевого жидкого стекла (32—
34% Si02, 12,5—13,5% К?а20). Одновременно с закалкой обеспечивается временная защита поверхности закаленных деталей от коррозии.
Находят применение в качестве закаливающих водные растворы гексаметилентетрамина (уротропина) концентрацией от 5 до 60% вес. Эти составы обеспечивают требуемую твердость поверхности после закалки, при этом не дают вредных выделений в атмосферу, создают антикоррозионную защиту деталей, способны длительное время сохранять свои рабочие свойства благодаря устойчивому коллоидальному состоянию.
МАСЛЯНЫЕ ЗАКАЛОЧНЫЕ СРЕДЫ
Масла давно применяются в качестве закалочных сред, хотя при этом проявляются некоторые их недостатки — образование нагара, выделение дыма и паров, необратимое разложение н т. д.
Закалочная способность масел значительно ниже, чем воды и водных растворов.
Для закалки могут применяться минеральные масла многих марок. Некоторые из них приводятся в табл. 6.5 и 6.6.
Т в б л и ц а 6.5
ВЯЗКИЕ МИНЕРАЛЬНЫЕ МАСЛА *
ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ ПРИ ИЗОТЕРМИЧЕСКОЙИЛИ СТУПЕНЧАТОЙ ЗАКАЛКЕ
Масло О
о
и
и
и О
о
с
ев
с, Вязкость при 1003С, ССт ГОСТ
Цилиндровое 52 (Ва- пор) . . 310 260 44-64 6411—52
Цилиндровое 38 . . . 300 250 32-44 6411—52
Легкое цилиндровое 24 tВискозин) . . . 240 200 20—28 1840-51
* Эти масла применяются нагретыми до 200—
250°С.
Таблица в.%
МИНЕРАЛЬНЫЕ МАСЛА, ПРИМЕНЯЕМЫЕПРИ ЗАКАЛКЕ
Масло *ВГЦ>
ис Вязкость при 50°С, сСт ГОСТ
Соляровое 125 5-9 1667—68
Индустриальное:
ИС-12 165 10—14 8675—62
ИС-20 180 17-83 ИС-30 190 27—33 И С-50 210 42-58 Цилиндровое И (2) . . . 216 9—13 1840—51
(при 100°С) Закалочный состав для быстрого охлаждения. Минеральное масло (5—12 сСт при 60° С)—до 100; битум — 2—10; полиоксилалюминийацилат —
77
Таблица 6.7
СКОРОСТЬ ОХЛАЖДЕНИЯ ПРИ ЗАКАЛКЕВ МАСЛАХ
Масло Скорость охлаждения, °С/с, в интервале
650—550° 300—220°С
Трансформаторное .... 120 25
Машинное 100 18—15
Сурепное ......... 200 35
5—10. Более эффективные закалочные составы для быстрого охлаждения могут быть получены, если в качестве масляной основы взять фракцию фенольной очистки с вязкостью 14—19 сСт при 50° С или ее смесь с 75—85% остаточной фракции фенольной очистки с вязкостью 150—160 сСт при 50° С, а в качестве присадок — 0,2— 1% ионола и 2—6% алкилсалицилата кальция (присадка АСК). Составы таких композиций (закалочные масла МЗМ-16 и МЗМ-20) следующие (% вес.):
МЗМ-16 МЗМ-20
Масляная основа: фракция фенольной
ОЧИСТКИ 98,7 82,6
остаточный компонент
фенольной очистки — 15
Ионол 0,3 0,4
АСК 1.0 2,0
*0*
to
о\
О.
п 30—40 160—200
ЭМУЛЬСИОННЫЕ ЗАКАЛОЧНЫЕ СРЕДЫ
Эмульсионные составы, содержащие масло и воду, обладают умеренной закалочной способностью, обычно промежуточной между водой и маслом. Скорость охлаждения в эмульсиях типа «масло в воде» для типовых составов составляет 70° С/с в интервале 650—550° С и 200° С/с в интервале 300—200° С.
В мыльной воде, также относящейся к эмульсионным средам, скорость охлаждения в интервале 650—550° Сравна
30° С/с, а в интервале 300—220° С — 200° С/с.
РАСПЛАВЫ СОЛЕЙ И МЕТАЛЛОВ - КАК
ЗАКАЛОЧНЫЕ СРЕДЫ
Расплавы солей и металлов используются при закалке относительно редко из-за неудобств обращения с ними, но прн решении частных технологических задач находят определенное применение. В связи с этим ниже приводится ряд составов. Работа с ними требует соблюдения соответствующих мер предосторожности, оговоренных в инструкциях.
Приводим несколько рецептов солевых закалочных составов.
Составы для охлаждения стальных изделий при изотермической или ступенчатой закалке (% вес.). 1. NaN03—100. *„л=317° С, <Раб=325—600° С.
KNOs—100. гпл=337°С;/=350—
600° С.
NaN02 — 50; KNOs —50; С,=137° С;^6=150—450° С.
KN03 — 35; NaN03 —35; Ba(N03)2 —30. t =160° C; t =170—450° С.
пл* раб
KNOs — 45; NaNOs — 55. *пл=218° С;*ра6=230—500° С.
KN03 — 53; NaN03 — 7; NaN02 — 40.
При изготовлении состава (6) 100 вес. ч.
его расплавляют и осторожно вводят в рас-плав 4,5 вес. ч. воды после достижениятемпературы 150° С. Хорошо перемешиваюти охлаждают до затвердевания. Для рабо-ты затвердевший состав расплавляют вто-рично. Следует помнить, что расплавлен-ные нитраты и нитриты при перегреве исоприкосновении с органическими вещества-ми взрывоопасны.
Закалка быстрорежущей стали.ВаС12 —95; MgF2 — 5. /раб —1300°С.
Четверные солевые составы
закалки: 8 9
NaCl 15 20
КС1 25 33
ВаС12 40 20
СаС12 20 27
Скорость охлаждения при 700° С в составе (8) — 4,5° С/с, в составе (9) — 5° С/с.
Карналлитовый закалочный состав. Карналлит обогащенный (ГОСТ 16109— 70) — 100.
Расплавленный карналлит жидкотекуч и устойчиво сохраняется без разложения в интервале 440—700° С. При 160° С он плавится в своей кристаллизационной воде, затем затвердевает и при 440° С плавится вторично, образуя расплав желтого цвета.
Состав для светлой изотермической закалки углеродистой стали. NaOH или КОН — 100. <раб=320—430°С. Температура нагрева закаливаемых деталей 790—820° С.
Таблица 6.8
РАСПЛАВЫ МЕТАЛЛОВ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ
ДЛЯ НАГРЕВА ПОД ЗАКАЛКУ И ОТПУСК,
А ТАКЖЕ ДЛЯ ИЗОТЕРМИЧЕСКОЙИ СТУПЕНЧАТОЙ ЗАКАЛКИ
Металл (сплав) *пл> *раб» °C
Свннеи технический (РЪ) (ГОСТ 3778—74) 327 335—930
Олово техническое (Sn) (ГОСТ 860—60) 232 240—1000
6395 Sn-f-3794 РЬ . 183 190—350
9194 Sn-f-9 94 Zn 200 205—400
32,594 Sn+67,5 РЬ 225 245—400
15% Sn-f85% Pb 280 300—500
ТЕПЛОХИМИЧЕСКИЕ СОСТАВЫ
Теплохимическими условно названы вещества или смеси веществ, способные в определенных условиях медленно выделять тепло в результате протекания химических
78
реакций. Их можно подразделить на вещества (составы), химически греющие и каталитически греющие.
Простейшим представителем первой группы может служить негашеная известь (окись кальция), выделяющая тепло в результате реакции гидратации [СаО + НгО—*■ —>-Са(ОН)2], протекающей при соприкосновении с водой. Более совершенными являются различные смеси металлических порошков с коррозионно-активными веществами или окислителями, выделяющие тепло в результате реакций окисления.
Ниже приведено несколько составов подобного типа.
Выделение тепла при использовании каталитических процессов (вторая группа греющих составов) происходит прн окислении (беспламенном горении) различных органических веществ (в основном углеводородных жидкостей и газов) на пористых катализаторах.
Теплохимические составы находят разнообразное практическое применение.
Греющие составы на основе порошков (опилок) железа (ПЖ % вес.). 1. ПЖ — 84; кварцевый песок — 2; уголь — 4; калий марганцовокислый— 10.
ПЖ — 92; сернистое железо — 3; железный купорос — 5.
ПЖ — 92; сернистая медь — 3; железный купорос — 5.
ПЖ—87; медный купорос—1; хлористый калий — 12.
ПЖ — 94; сернокислый магний — 4,4; хлористый натрий — 0,4; хлористый аммоний — 0,2.
ПЖ — 90; хлористый натрий — 1; хлористый аммоний — 5; железные огарки — 4.
Состав на алюминиевом порошке. Пыль алюминиевая —12; медь хлористая — 88.
Составы (1) — (7) после увлажнения их водой длительно выделяют тепло.
Некоторые индексы МКИ, которыми сведения гл. VI классифицируются в патентной литературе:
Подкласс С21 d Общие устройства для термической обработки черных и цветных металлов и сплавов
Группа 1/00 Общие способы и устройства для термообработки, например отжига, закалки, отпуска
1/46 нагрев в соляных ваннах
1/56 закалка специальными охлаждающими средствами
1/74 способы обработки в порошке, контролируемой атмосфере, защитном газе
9/00 Термообработка (отжиг, закалка, отпуск и т. п.) специальных изделий
Некоторые индексы УДК, которыми
сведения гл. VI классифицируются в печатных изданиях:
621.78 Термическая обработка металлов. Нагрев
621.783.06 Защитные, нагревающие и охлаждающие среды
621.783.061 Защитные печные атмосферы
621.783.066 Расплавленные металлы. Соли. Твердые вещества
621.783.066.6 Соляные ванны
621.784 Закалочные ванны. Отпускные ванны
621.785 Процессы термической обработки
ГЛАВА VII
СОСТАВЫ ДЛЯ ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОЙ И ЭЛЕКТРОДИФФУЗИОННОЙ ОБРАБОТКИХимико-термической обработкой называется процесс, приводящий к образованию диффузионно насыщенного каким-либо элементом слоя на поверхности металла, проводящийся при повышенных температурах и при условии непосредственного контакта поверхности с насыщающей средой.
Насыщающая среда мвжет быть твердой, жидкой или газообразной.
Состав, строение, глубина, физнко-меха- нические и физико-химические свойства и другие параметры образующегося диффузионного слоя определяются составом н свойствами насыщающей среды н насыщаемого (обрабатываемого) материала, температурой нагрева, длительностью контакта со средой и другими факторами.
Химико-термическая обработка получает все более широкое распространение в промышленности как метод, позволяющий сравнительно несложными технологическими приемами придавать поверхности металлических деталей и изделий разнообразные свойства. С ее помощью поверхность черных (железа, стали, чугуна) и некоторых других металлов можно насытить повышенным содержанием различных неметаллических (углерод, азот, сера), металлических и переходных (хром, кремний, титан и т. Д.) элементов.
СОСТАВЫ ДЛЯ ХИМИКОТЕРМИЧЕСКОГО НАСЫЩЕНИЯ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИМИ ЭЛЕМЕНТАМИ
Процесс производится как отдельными элементами (С, N, S), так и нх сочетаниями (С + N; C + N + S).
ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКАЯ ЦЕМЕНТАЦИЯ
Этот процесс заключается в диффузионном насыщении поверхности стали углеродом (науглероживание) с целью повысить твердость и износостойкость поверхности. Проводится цементация в твердых (порошки, пасты), жидких (расплавы солей) н газообразных средах. Основные назначения составов приведены в табл. 7.1.
Цемеигацня в твердых сплавах. Составы некоторых порошкообразных смесей для цементации — твердых карбюризаторов
Таблица 7.1
НАЗНАЧЕНИЯ СОСТАВОВ ДЛЯ ЦЕМЕНТАЦИИЧЕРНЫХ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ
Основное назначение №
состава
Цементация газовая: 23
двухступенчатая 25
на пиролизном газе 21, 22
на природном газе 20
на смеси газов 19, 24
Цементация жидкостная
Цементация пастами: 6—18
стали 3, 5
титана 4
Ускоренная цементация в порошке . . 1
Электроцементация в порошке 2
промышленного выпуска — приведены в ГОСТ 2407—73 н ГОСТ 5535—50.
Для интенсификации процесса и повышения глубины цементации предложен ряд составов, приведенных ниже (% вес.).
ИагСОз — 25—30; СаСОз — 3—5; железо наводороженное — 5—25; уголь древесный— до 100%.
На армко-железе за 5 ч при 950° С в этом составе получают цементированный слой глубиной 2,3 мм (на обычном карбюризаторе— 1,02 мм).
Ускорение цемевтации достигается также наложением электрического тока (процесс электроцементации).
Уголь древесный — 80; углекислый барнй — 20. При пропускании постоянного тока 18—22 А/ммг скорость цементаций низкоуглеродистой стали возрастает в 1,8—
раза.
Высокоэффективны процессы цементации с применением паст-обмазок при скоростном нагреве ТВЧ.
Приготовляется из порошка древесного угля, замешанного на гидролизован- иом этилсиликате.
За 60 с на установке ЛГПЗ-60 при 1200° С получен на Ст. 5 слой глубиной 0,46 мм с заэвтектоидной зоной 0,37 мм HRC=62—64.
Состоит из серебристого графита, замешанного на гидролизованном этилсиликате. После прерывистого нагрева в атмосфере гелия нли аргона на установке ГЗ-46 при 850—1100° С за 25 мин получен диффу-
80
знойный слой 0,25 мм с твердостью HV’5o =
= 1780,
Уголь древесный 60—80; ВаСОэ— 15—20, смесь Si + Si02 (1 : 1)—5—20 (Интенсификация процесса и получение графи- тизированного слоя при отжиге).
Цементация в жидких средах. Жидкостная цементация стали проводится в рас-
6
S1C 5
NH4C1 —
Na,C03 85
NaCl 10
^раб' °С 4 870—900
10
ВаС12 60
NaCl 30
NaCN 10
Na,C03 —
^раб> С 90Q—920
14
ВаС12 -.45.-.
КС1 10
NaCl 18,5
NaCN 25
NaF —
Na.jCO, —
SIC 0,5
Графит ^раб> °C 1
ВаС12 —60; NaCl —30; NaCN — 10 Тра6=900—920° С.
Цементация в газовых средах. Типовые составы.
Смесь эндогаза и городского газа (96 об.): СО —16—20; (СН4+С2Н6) —12— 16; Н2 —30—40; N—20—30. fpa6=950° С; длительность процесса 6—12 ч; слой 0,6— 1.4 мм на стали 25ХГТ (безмуфельная печь).
Природный газ, сжиженные Пропан- бутановые смеси, подвергнутые специальной обработке.
При проведении процессов в печи с вращающимися ретортами; 7раб =910° С;. длительность процесса — 2—3,5 ч; глубина слоя — 0,8—1,15 мм; в шахтной печи; <раб=930°С; длительность процесса — 8— 9 ч; глубина слоя — 1,0—2,0 мм.
Керосин. Пиролиз при 700—800° С без доступа воздуха. При изменении температуры состав газа изменяется в следующих пределах (96 об.); Н2—25—80; СН4 — 10—50; С„Нт — 5—25; остальное (СО, С02, N2, 02) — до 3?6 об. каждого.
Керосин подвергают пиролизу при
740—760° С, затем часть пиролизного газа очищается н подвергается крекированию с водяным паром при 900—940° С. Сослав получаемого газа (% об.): Н2—60—70; СП4 — 15-6;СПН„<1,5; СО - 16-26;
остальное — С02, 02, К, — до 8 суммарно,
Углеводородные газы — природный, нефтяной, сжиженные, светильный,, коксовый и др. — крекирование при 900 -1000'С, в смеси с воздухом (а<0,25). Состав газов (% об.): Н2 —30—40; СН4 — 2—4; СО— 18—22; остальное — до 100%—N2. При
плавах, не содержащих цианистых солей, чтобы свести к минимуму насыщение азотом, или в цианистых солях с добавками хлоридов, препятствующих переходу азота в металл.
Составы соляных ванн для жидкостной
цементации (% вес.); 7 8 9
8 10 9—10
— 6—9
75 90 70—76
17 — 9—12
840—860 900—920 860—900
11 12 13
30
— 65 30
35 25 20
65 10 20
880—900 830 750—950
15 16 17 9,5 50 10 25 10 34 — 10 45 41 10 — 7,5 — 25 20 0.5 0,5 — 1 1 — 840—925
употреблении смешивают с 1—5% исходного газа.
Точность и чувствительность регулирования заданной концентрации углерода в цементируемом слое достигается тем, что в качестве жидких карбюризаторов в печь для цементации вводят попеременно две жидкости; эфироальдегидиую фракцию и смесь синтина с этилацетатом — в зависимости от точки росы отработанного газа, причем первую жидкость подают при уменьшении содержания Н20, а вторую — при увеличении компонентов в смеси синтина и этилацетата.
При осуществлении способа газовой цементации в печи Ц-25 можно использовать состав (%, об); эфироальдегидная фрак ция — 100 и смесь этилацетата — 50 и синтина — 50. Подача автоматическая, попеременно в объемном соотношении 1:1. fpae =930 + 10° С: точка росы выходящей атмосферы +2° С. Время выдержки — 4 ч.
Способ обеспечивает точность получения содержания углерода в поверхностном слое ±0,06%.
Для двухступенчатой газовой цементации на первой стадии в муфель подают цементирующий газ и удаляют отходящий газ; на второй стадии проток газа прекращают и устанавливают в муфеле давление 10—50 мм вод. ст. Этим предотвращают образование сажи.
Цементация стали 12ХНЗА при 930° С в течение 8 ч в печи типа Ц-35 дает слой 1,25 мм. Первые 2 ч подача газа протоком 860 л/ч; последующие 6 ч проток прекращен, давление в муфеле 50 мм вод. ст.
81
ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОЕ АЗОТИРОВАНИЕ
Один из наиболее распространенных методов химико-термической обработки, заключающийся в диффузионном насыщении стали азотом. Повышает твердость поверхности. сопротивление заеданию, износостойкость, сопротивление коррозионно-усталостным разрушениям, коррозионную стойкость, в том числе в воде и промышленной атмосфере. Проводится в жидких (растворы, расплавы) и газообразных средах. Основные назначения приведены в табл. 7.2.
Таблица 7.2
НАЗНАЧЕНИЯ СОСТАВОВ ДЛЯ АЗОТИРОВАНИЯЧЕРНЫХ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ
Азотирование № состава
В водных растворах
В газовой среде
В расплавах солей 7, 8
1, 2, 3. 4 5, 6
Азотирование в газовой среде, t. Аммиак — 25; «азотный газ» -— 75. (Состав «азотного газа» — 95% N2+5% Нг). Процесс — двухступенчатый (сталь 25Х5МА): 1-я ступень: 530° С — 30 ч; 2-я ступень: 560° С — 12 ч. На 1-й ступени добавляется небольшое количество четыреххлористого углерода. Глубина слоя — 0,35—0,4 мм. Микротвердость— 1000—1100 кгс/мм2.
Среда — частично диссоциированный аммиак. <раб=500—580° С. Длительность, в зависимости от типа стали и требуемой глубины слоя —20—100 ч.
Проводится в среде диссоциированного аммиака с предварительным нанесением на поверхность пленки азотсодержащих соединений, например нитрита натрия.
Детали предварительно обрабатывают гидрополированием смесью карбида бора и нитрита натрия, затем смачивают 10%-ным раствором нитрита натрия, не промывая сушат и вносят в печь для азотирования в атмосфере аммиака, (ра6=520° С, выдержка — 5 ч, степень диссоциации аммиака— 25—30%; глубина слоя — 0,19—0,2 мм; НВ=600—613.
Проводится с введением добавки — четыреххлористого углерода. 1-я ступень: 505±5°С; степень диссоциации аммиака ~45%, выдержка — 3 ч. За этот период вводится с аммиаком 120 мл четыреххлористого углерода. 2-я ступень: 535 ±5° С; диссоциация аммиака — 65%; выдержка — 40 ч.
Азотирование в расплавах и растворах:
ВаС12 — 31; СаС12 —48; NaCl —21. NH3 (газ) подается в расплав из баллона.<раб для стали 35ХМЮА — 525—600°С. Защита от коррозии — катодная, наложением тока. Твердость HV возрастает с 224 до 710.
NaN03— 45—50; NaNOc — 5—8; сили- кокадьцин (Ка-Си-1)— 35—40; NH4C1—7—
(Интенсификация процесса).
Среда—28%-ный раствор аммиака. Деталь нагревается ТВЧ до 1000° С. Вы
держка — 2—5 мин. После выключения нагрева закалочное охлаждение в этом же растворе. Глубина слоя—0,4—0,6 мм.
10—15%-ные растворы хлористого аммония, нитрофенола (CeH602N), ацетамида (CH3CONH2), анилина (C6H5NH2) и др.
ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКАЯ
НИТРОЦЕМЕНТАЦИЯ (ЦИАНИРОВАНИЕ)
Процесс проводится с целью диффузионного насыщения поверхности стали углеродом и азотом одновременно. Проводится в газовой среде. (При проведении в твердых или жидких средах называется цианированием.)
Газовая нитроцементация. Низкотемпературная нитроцементация проводится в интервале температур 540—600° С.
Продукты пиролиза (при 900° С) триэтаноламина. За 6—10 ч на среднеуглеродистой низколегированной стали при 600° получают слой с 6=0,15—0,40 мм.
Пиробензол — 2,5—3,0 см3/мин, аммиак (газ) — 4 л/ч или триэтаноламин — 3—3,5 см3/мин. Сталь нагревают в этой среде до 650° С и выдерживают 4 ч, постепенно изменяя соотношение компонентов состава на следующее: пиробензол — 4— 5 см3/мин; аммиак (газ) — 12 л/ч или триэтаноламин — 4—6 см3/мин.
Пиробензол можно заменить природным газом в смеси с аммиаком (70%+30%).
Среднетемпературная нитроцементация (% об.).
Углеродсодержащий газ — 90—98; аммиак — 2—10.
Продукты распада триэтаноламина (С2Н5Оз). На сталях марок 10 и 20 при 840° С т=3 ч, слой — 0,35 мм.
Смесь паров керосина или других жидких карбюризаторов и аммиака. На сталях марок 10 и 20 при 840° С т=3 ч, слой — 0,35 мм.
Высокотемпературная нитроцементация (900—950° С).
7
Эндогаз80—90 75
Природный газ 5—815
Аммиак2—3 до 10
При составе (6) глубина слоя — более 0,5 мм; (7) — 0,25—0,3 мм.
ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОЕ ЦИАНИРОВАНИЕ (НИТРОЦЕМЕНТАЦИЯ)
Проводится в твердых, жидких или комбинированных средах.
Наиболее широкое применение получило цианирование в расплавах. Приводим рецепты некоторых составов для этой цели (% вес.).
Низкотемпературное цианирование в
расплавах: 8 9 10
KCN 25 40 50
MaCN 75 60 50
82
11 12 13 14
K4Fe (CN6) 90 30 —. —
NaCN — — 60 95
Na.,C03 — — 25 5
NaOH 10 70 15 —
15 16 17
к2со3 — 15
KC1 20 15 —
Na,C03 35 20 32
NaCl — 15 18
NaCN 45 35 50
Среднетемпературное цианирование в расплавах. 18. KCN— 25; NaCl —15; Na2C03 — 60.
19 20 21 22
BaCl, 5 50 —
NaCf — 15 25—40
NaCN 80 50 45 20—25
Na2C03 15 — 40 25—40
23 24 25 26
BaCl2 10 2 45 10
BaC03 — 50 — —
KC1 15 — 10 15
NaCl 30 40 15 30
NaCN 45 8 15 45
Na2C03 — — 15 —
Высокотемпературное цианирование
в расплавах: 27 28 29 30
BaCI2 80 86 60 35 '
КСГ — — 20 —
NaCl 10 10 12 15
NaCN 10 4 8 50
Са (CN)2 — 19; NaCl — 69; NaCN — 12.
NaCl —15; NaCN —60; Na2CC)3 —25.
33 NaCN —95; Na2C03 —5.
Существует много других рецептурных
вариантов расплавов для цианирования. Среди них представляют интерес карбамидные.
Цианат натрия — 25—38; кальцинированная сода — 25—35; хлористый калий— 28—40. Наплавляют необходимое количество цианата натрия путем сплавления соды и мочевины в соотношении 1 : 3— 1 :1,5, при 550—570° С в течение 1—1,5 ч. Для приготовления рабочей ванны на дно тигля помещают небольшое количество циа- ната натрия, а сверху насыпают смесь из цианата натрия, кальцинированной соды и хлористого калия в указанном выше соотношении.
Состав позволяет вести процесс при 550±10°С, т. е. в режиме «мягкого» азотирования, что улучшает условия труда.
Карбамид (мочевина) — 55—54; сода кальцинированная — 45—46.
Карбамид (мочевина) — 48; калий углекислый (поташ)—52; <раб = 570—580° С.
Цианирование с продувкой аммиаком. 37. Ци аниды (N aCN,- KCN) — 30—35; цианаты (NaCNO, KCNO) —15—20; инертные соли — до 100%. При 525—565° С
через расплав продувают газообразный аммиак при 1—2 кгс/см2.
KCN —50—75 (73); KCNO — 25— 50 (15); Na2C03—5—15 (12). В скобках указано [оптимальное содержание. Через расплав продувают аммиак. #рзб = 550— 600° С; т=0,5—4 ч.
NaCN — 38—42; KCNO — 43—47; K2C03—10—14; Na2C03—2—6; цианамид щелочного или щелочноземельного металла— 1; желтая кровяная соль K4Fe (CN)a — 0,2; сера (в виде Na2S) — 0,01.
Состав для корректировки ванны: [60 NaCN+40 KCNO]—85; заправочная соль —15.
При обработке стальных деталей для корректировки ванны применяют состав: NaCN — 70; KCN — 25; KCNO — 5.
При обработке чугуна:NaCN — 30;
KCNO —45, <раб=570° С; т=1—3 ч.
На поверхность, подлежащую цианированию, наносят титан из водного щелочного электролита, содержащего 35 г TiCl2 на 300 см3 водного раствора формальдегида с добавкой 10 г пирогалловой кислоты, после чего доводят pH до 8—12 добавками NH4OH или NaOH. После осаждения титана детали прогревают в масляной ванне при 150—200° С 30—60 мин для диффузии титана в железо.
Затем следует цианирование в цианистых расплавах при 600—640° С; т=2—3 ч. Толщина слоя 0,2—1 мм (глубина диффузии азота 2,5—3 мм). Твердость HV= = 1200—1600.
Цианирование в порошках и пастах. 41. Кипящий слой создают пропусканием аммиака через уголь, содержащий в качестве катализатора окись алюминия при следующем соотношении (% об.): уголь — 20—30; окись алюминия — 70—80.
Способ заключается в следующем. Детали, подготовленные для цианирования, загружают в слой угля и окиси алюминия.
Таблица 1.3 НАЗНАЧЕНИЕ СОСТАВОВ ДЛЯ НИТРОЦЕМЕНТАЦИИ (ЦИАНИРОВАНИЯ)
Основное назначение № состава
Ннтроцементация газовая; низкотемпературная 1, 2
среднетемпературная 3, 4, 5
высокотемпературная 6, 7
Цианирование в расплавах: низкотемпературное 8, 9, 10, 11—17
среднетемпературное 18—26
высокотемпературное 27-40
Цианирование -в порошках: во взвешенном слое 41
с нагревом ТБЧ 42
Цианирование в пастах: с нагревом ТВЧ 43, 44
сплавов титана 46
совмещение с термомехобра- боткой . . 45
Цианирование в карбамидных составах 35, 36
Цианирование с продувкой ам- миаком: 37, 38
по Тенифер-процессу (мягкое азотирование) 39
интенсифицированное титани- 40
рование стали 83
и выдерживают
Грануляция их аопжна быть не более 0,31Ь мм. Процесс ведут ври температуре 580—700° С. Смесь во взвешенное состояние приводят пропусканием аммиака, что создает в рабочей камере избыток активных атомов азота. Присутствие катализатора (окиси алюминия) способствует полной диссоциации аммиака и сокращает время цианирования для получения требуемой глубины слоя. При . обработке стали Р18, <Раб=550°С, за 1,5 ч получен слой HV—1145.
Древесный уголь — 40; костяная мука — 40; отработанный твердый карбюризатор — 20.
За 2—5 мин при частоте 8 кГц и мощности 10—20 кВт глубина слоя — 0,2— 0,3 мм; содержание углерода — 0,9—1,0%.
Желтая кровяная соль — 60; древесный уголь — 30; углекислый барий — 10. Толщина слоя — 1,5 мм. При нагреве 17— 26 с, tpao===l 150°С и выдержке 5 с глубина диффузии 0,07—0,08 мм; при выдержке 35 с — 0,13 мм; при ?раб = 1200°С за 30— 35 с — 0,3 мм.
Желтая кровяная соль — 60; уголь — 15; углекислый барий — 5; бентонит — Г, каолин — 49; маршалит — 15. Сухая смесь замешивается на гидролизо- ванном этилсиликате (р = 0,93 г/см3). При fpa6 = 1170—1180°С за 38—40 с получена глубина нитроцементированного слоя 0,3 мм на стали марок 20Х, 25, 45 и армко-же- лезе.
Декстрин (5%-ный водный раствор)—75—85; калий железосинеродистый— 1—3; сода кальцинированная—4—8; сажа— 10—14. Изделие погружают в жидкий состав, затем нагревают в печи до 900—950° С с соответствующей выдержкой, после чего прокатывают со степенью обжатия 20%, подвергают закалке и отпуску.
Древесныйуголь — 55—90; K4Fe(CN)e — 5—45; SiCa — 3—5 (пластичные, неокисленные нитроцементированные слои на титане).
ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОЕ СУЛЬФИДИРОВАНИЕ
Процесс заключается в диффузионном насыщении поверхности стали серой. Повышает износостойкость, придает антифрикционные свойства. Проводится в жидких средах (растворах или расплавах).
Сульфидирование, ограничивающееся только насыщением поверхности серой, практически проводится крайне редко, и эффект его сказывается в кратковременном улучшении способности трущихся пар прирабатываться.
Почти все операции, называемые . еуль-. фидированием (и, соответственно, состав а для них), являются операциями сульфоциа- нирования, так как в них всегда участвуют; кроме серы, углерод и азот.
Составы для сульфидирования сталь: ных деталей (%-_ pec.).1. Натрий
углекислый—Г1; нигрол — 67; сера—-22. Деталь по'ружают в состав на 2—5 мин при 20—30° С, затем повышают темпера
туру до170—200° С
3 ч.
23
Минеральное масло60—7090—95
Сера (порошок)20—254—-8
Сода кальцинированная 10—151—2
Длительность процесса 1—3 ч; <Раб= =150—250° С.
Состав (3) дает меньший нагар и менее склонен к разбрызгиванию по сравнению с составом (2). Толщина получаемого сульфидного слоя — 1—2 мкм.
ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОЕСУЛЬФОЦИАНИРОВАНИЕ
Процесс заключается в диффузионномнасыщении поверхности стали серой, азо-том и углеродом одновременно. Повышаетизносостойкость, улучшает адсорбцию мас-ла, предотвращает схватывание и задиры,улучшает приработку трущихся поверхно-стей. Проводится в жидких средах (рас-плавах солей), твердых смесях (порошкахи пастах), газовых средах.
Соответственно температуре расплаваразличают низко-, средне- и высокотемпе-ратурное сульфоцианирование.
Сульфоцианирование в расплавах (%
вес.): 1 2 3
Калий хлористый 25 20 Натрий сернокислый 25 25 Натрия тиосульфат — 5 4—5
Натрий цианистый 50 50 95—96
7раб, °С540—570 540—570 540—570
45
Калий роданистый8525
Натрия тиосульфат1575
(раб, °С160—450220—450
Калий роданистый — 20; натрий сернистый — 20; натрия тиосульфат — 60. fpa6=400°C.
Калий роданистый — 90; квасцы алюмокалиевые— 10. ^Рав = 170—200° С.
Калий железистосинеродистый — 20;
капий роданистый—-40; натрийсернисто
кислый — 40. tpaB=540—560° С.
Калий железистосинеродистый — 75; натр едкий —13; натрия тиосульфат—12. fPa6 —540—570°С.
10 11
Нахрий—сернистокислый55.
Натр й углекислый—•55
Натрий цианистый9540
tpf6.~°C-560—570550—600
Калий хлористый — 50; натрий сернистый— 40; натрий цианистый—10. <раб = =550-580°-€.
84
Калий железисгосинеродистый—10; калий роданистый—10; калий хлористый— 25; натрий сернистый — 40; цинк сернокислый — 15 t {,86=550° С.
Калий железистосинеродистый — 35; натрий сернокислый — 50; натрия тиосульфат — 2.
Калий хлористый — 27; калий углекислый— 16; натрий сернистый—7; натрий углекислый — 16; натрий цианистый — 34. *раб 560е С.
Аммоний хлористый — 5,9—6,1; карбид кремния—7,8—8,2; натрия тиосульфат— 25,5—26,5; натрий хлористый — 4,9—5,1; натрий-калий углекислый — до 100%. (Повышенные антифрикционные свойства).
Метабисульфат калия — 59—61; ферроциаиид калия — 39—41. (Повышенная безопасность, невысокая стоимость).
Калий углекислый — 30—40; карбамид — 50—60; натрий углекислый — 5—15; сера — 1—5.
Составы, содержащие цианистые соли, ядовиты и неудобны в обращении. К менее токсичным составам относятся, в частности, карбамидные.
Сульфоцианирование в карбамидных ваннах (% вес.). 19. Карбамид (мочевина)— 55; углекислый калий—45. После сплавления при 350—380° С в составе образуется до 98% KCNO. Повышают температуру до 500° С и вводят сернистый натрий (Na2S) из расчета 0,2—2% серы в расплаве при (не менее) 30% KCNO. ^раб—560—580° С; длительность процесса — 1—2 ч. (Применим для чугуна, углеродистой стали, быстрорежущей стали).
Беспианистые составы сульфо- цианирующих расплавов. 20. Карбамид (мочевина) — 36; калий углекислый — 24; калий железистосинеродистый—30; тиосульфат натрия — 10. (Рекомендуется для мелкосерийного производства.)
Калий железистосинеродистый — 86; едкий натр — 9; пирит (серный колчедан) — 5. (Для обработки быстрорежущей стали).
Составы (20) и (21)—бесцианистые.
Карбамидные составы для низкотемпературного сульфоцианирования. 22. Тиокарбамид (тиомочевина)—100%. t раб= =90—180° С.
Тиокарбамид (тиомочевина) — 50,
карбамид (мочевина)—50.*раб=140—
185° С.
Расплав для высокотемпературного сульфоцианирования (% вес.). Калий же-
Таблица 1.4
ТОЛЩИНЫ СЛОЕВ В ЗАВИСИМОСТИОТ ВЫДЕРЖКИ
Выдержка,
ч Глубина слоя (мкм)
насыщенного
серой пнанированного
2 3-5 4-7
3 6-8 7—10
4 8—10 10-13
лезиетосинеродистый — 50—90;едкий
натр — 9—44; сера (элементарная) — 1—6. Наличие серы вместо ее соединений стабилизирует состав, сокращая необходимость частых корректировок.
Расплавы для низкотемпературного сульфоцианирования чугуна (*„86=180— 200° С) (% вес.):
252627
Аммоний роданистый 20 35—40 35 Калнй роданистый80 65—60 65
(25) — для серого чугуна; (26) — для высокопрочного чугуна, (27)—для поршневых колец.
Расплав для низкотемпературного сульфоцианирования стали ХВГ. Аммоний роданистый — 7—12; калий роданистый—93—88. <ра6= =160—170° С.
Бесцианистый состав для сульфо- цианироваиия. К2С03 — 54,5—55,5; NH4C1 —
10,2; активированный уголь — 4,9—5,1; Na2S203— 29,7. (Сниженная себестоимость и повышенная производительность).
СОСТАВЫ ДЛЯ ХИМИКОТЕРМИЧЕСКОГО (ТЕРМОДИФФУЗИОННОГО) ЛЕГИРОВАНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИМИ ЭЛЕМЕНТАМИ
К этому виду легирования относится диффузионное насыщение поверхности стали хромом, алюминием, кремнием, титаном, бором, цинком и другими металлическими элементами либо их сочетаниями.
ХРОМИРОВАНИЕ
Насыщение поверхностного слоя стали хромом (Сг) повышает коррозионную устойчивость, твердость. Процесс проводят в твердых (порошок хрома или феррохром, глинозем или каолин, хлористый аммоний, пасты, гальванопокрытия), газообразных (хлорид хрома с хлористым водородом или водородом) и жидких (расплав солей щелочных и щелочноземельных металлов с хлоридом хрома) средах. Хромирование в твердой среде (порошок хрома XI или Х2) дает больший эффект при разрежении около 10~3 мм рт. ст. Наиболее эффективно термодиффузионное хромирование в пастах с нагревом ТВЧ, а также гальванически нанесенных слоев с нагревом ТВЧ.
Диффузионное хромирование из гальванического слоя при и а г р е в е ТВЧ. После шлифования и обезжиривания на поверхность углеродистой стали наносится слой хрома 40—60 мкм из электролита состава: хромовый ангидрид — 250; серная кислота — 2,5. £>„=20—40 А/дм3. Затем нагрев ТВЧ. *раб = 1100° С; выдержка — 2 мин, глубина диффузионного слоя — 0,01 мм, твердость HV=975—1300 кге/мм2.
Диффузионное хромирование пастой с нагревом ТВЧ. Хром
85
или феррохром (порошок) — 75; криолит —
Замешивают на гидролизованном этил- силикате. Режим работы при нагреве ТВЧ: сушка — 5 с при 100°С; флюсование—Юс при 1100—1200° С; выдержка для диффузии— 60 с при 1100° С; на малоуглеродистой стали за 2 мин получают слой 0,1 мм. Получение слоя такой же толщины при термохромировании в порошке требует 8—10 ч.
Диффузионное хромирование из порошка: аммоний хлористый — 1; окись алюминия — 34; хром металлический — 65.
Для сталей 4Х4В2МФС и 4Х5В4МФС <=1030—1050° С, т=4 ч, охлаждение сжатым воздухом, отпуск 4 ч при 600—610° С.
АЛИТИРОВАНИЕ
Алитирование — процесс диффузионногонасыщения поверхности стали алюминием.Обеспечивает повышение жаростойкости,коррозионной стойкости в газовых средахпри повышенных температурах в водяномпаре. Проводится в твердых средах (по-рошки, металлические слои) и в металличе-ских расплавах. Типовые составы порошковсодержат 30—90% вес. А1.
Алитирование в порошке (% вес.).Алюминий или ферроалюминий — 30—90;окись алюминия — 8—68; аммоний хлори-стый — 1—2. t раб =950—1050° С.
Алитирование медных изделий (%вес.) в порошке. Алюминий (порошок) —1—5; алюминий фтористый — 1—10, барийхлористый — 31—54; калий хлористый—22—26; натрий хлористый — 18—32.
Алитирование электротехническихсталей в порошке (% вес.): алюминий —10; аммоний йодистый — 2; окись алюми-ния — 88. Процесс ведут при /раб =700° Св течение 20 мин. Затем оксидирование навоздухе 30 мин при 700° С. (Повышениежаростойкости при сохранении магнитныххарактеристик — в диффузионном слое 14—17,5% вес. А1).
Алитирование различных углеродистых
сталей 4 5
Алюминий фтористый Кальцийалюминиевая 3—5 5
лигатура 17—15 15—20
Окись алюминия 70—80 75—80
В составе (5) при О
О
°о
О
СА1 4 ч на
низкоуглеродистых сталях получают слой 350 мкм, на высокоуглеродистых — 280 мкм. Содержание А1 в слое — 57—58%.
Таблица 7.S
НАЗНАЧЕНИЕ СОСТАВОВ ДЛЯ АЛИТИРОВАНИЯ
Алитирование № состава
Углеродистых сталей в порошке . . . Электротехнических сталей в по-
рошке
Медных деталей в расплаве 1
3, 4, 5
2
СИЛИЦИРОВАНИЕ
Диффузионное насыщение поверхности стали кремнием повышает коррозионную стойкость в агрессивных средах. Проводится в твердых, газообразных и жидких (расплавы) средах, а также в вакууме.
Окиськремния — 17—38;карбид
кремния — 16—24; эвтектическая смесь фтористых солей калия и натрия — 38—67.
Кремний — 19,5—20,3; окислы железа— 61,0—61,7; хлористый аммоний — 3,8— 4,2; окись алюминия — до 100%.
Окись алюминия является инертной добавкой.
Силицированный слой не имеет пористости.
15%-ный ферросилиций (порошок) — 76; гидролизованный этилсиликат — 24 При 1200° С (ТВЧ) на Ст. 5 глубина слоя после выдержки 30 с — 0,125 мм, 60 с — 0,15 мм, 90 с — 0,17 мм (то же при нагреве в печи е выдержкой 10—12 ч).
LiCl — 32—36; NaCI—2—3; КС1— 41—46; кремнийсодержащее вещество — 15—25. <раб=550—700° С.
1Л2С03 —11—17;Na2COs — 28—30; К3С03 — 36—38; кремнийсодержащее вещество—15—25.
Si02 —2—7; хлорид (Са или Sr или Ва) — до 100%.
Таблица 7.6 НАЗНАЧЕНИЕ СОСТАВОВ ДЛЯ СИЛИЦИРОВАНИЯ
Назначение № состава
Силицнрование стали:
в расплаве
в порошке
в пасте с нагревом ТВЧ
Силицнрование титана 1
2, 4, 5
3
6
2.4. ТИТАНИРОВАНИЕ
Диффузионное насыщение стали титаном повышает стойкость против коррозии в агрессивных средах и эрозионную стойкость. Проводится в твердых (порошки, пасты), жидких (расплавы) и газообразных средах.
Ферротитан (обработан НО)—81; плавиковый шпат —15; натрий фтористый— 4. При 1100—1500° С за 4—6 ч на стали марки 35 получают слой 1,5 мм Н^—2660 кгс/мм2.
Титан (порошок)—75; окись алюминия— 24; аммоний хлористый — 1. При 1050° С за 1 ч получают слой 0,28—0,30 мм.
Тетрабромид титана (TiBr4), испаряющийся при 50—100° С. Титанируемая деталь нагревается в токе водорода, пропускаемого над тетрабромидом титана. При 1100—1400° С —слой 0,1—0,3 мм.
Тетрайодид титана (ТП4), испаряющийся при 160—250° С. Титанируемая деталь нагревается в токе водорода, пропускаемого над тетрайодидом титана. При 1200—1400° С — слой 0,1—0,3 мм.
86
Натрий хлористый — 80—90; титановый сплав (с 10% Ог) — 10—20. При 950— 1100° С за 2—6 ч — слой 0,05—0,1 мм. Микротвердость Н[!=720—1500 кгс/мм2. Над зеркалом ванны — аргон.
Калий йодистый — 76; калий фтористый— 24. Титан служит анодом. Нагрев ТВЧ — 900—925° С. Плотность тока 0,4— 0,7 А/см2. При температуре ванны 725° С за 15 мин — слой 0,03 мм.
Титанофторид калия —16; натрий хлористый — 84. Анод — графит. Защитная среда — аргон. Плотность тока—95 А/дм2; напряжение — 3—5 В. При 850—900° С получается слой 0,020—0,075 мм.
Ферротйтан— 81; этилсиликат — 19. При 1200° С за 60 с — слой 0,015 мм. (То же при нагреве в печи в порошке Ti или FeTi в Н2 и 1100° С за 8—10 ч.)
Порошок гидрида титана замешивают на растворе нитроцеллюлозы в изоамилацетате до сметанообразной консистенции, затем наносят на поверхность, изделия слоем 100—200 мкм. Слой сушат 20 мин, изделие помещают в камеру, заполненную аргоном, и нагревают со скоростью 50° С/с до 950— 1200°С. При 1100° С за 1—4 мин получают слой со 100%-ным содержанием титана глубиной 100—200 мкм (в зависимости от толщины исходного слоя обмазки). При 1200° С за 1—2 мин толщина 100%-ного титанового слоя 25—30 мкм. Далее идет двухфазный слой железо — титан с содержанием последнего 40%.
Таблица. 7.7
НАЗНАЧЕНИЕ СОСТАВОВ ДЛЯ ТИТАНИРОВАНИЯ
Назначение № состава
Тнтанированне стали: 3, 4
газовое (в парах) в порошке 1. 2
в расплавах 5
в пасте с ТВЧ 8
в инертном газе 9
Электролизное тнтанированне . . . 6, 7
2.5. БОРИРОВАНИЕ
Диффузионное насыщение поверхностного слоя стали бором повышает твердость, износостойкость. Проводится в твердых (порошки, пасты) и газообразных средах с нагревом в печах или ТВЧ — диффузионное борирование, а также в расплавах при пропускании постоянного электрического тока — электролизное борирование. Наиболее эффективно борирование в пастах при нагреве ТВЧ, наиболее проста обработка в .порошках при нагреве в печи.
Борирование в расплавах.
Карбид бора (порошок) — 30—40; бура — 60—70. При 90.0—1100° С в течение 5—20 ч — слой 0,15—0,85 мм.
Состав для жидкостного борирова-.. ния (% вес.): Na2B407— 45—85; В203 — 5— 15; MgCa (лигатура) —10—40. (Повышенная износостойкость боридного слоя).
Низкотемпературное борирование из расплавов (% вес.). LiF — 22—25;NaF —
10; KF — 44—55; борсодержащее вещество— 15—25. (Повышение эксплуатационных свойств покрытия).
Расплав для низкотемпературного борирования (% вес.). LiF — 19—23; NaF — 5—10; KF— 27—45: В203 — 5—30; восстановитель (В; В4С; FeB; FeBAl; SiCa; SiMn) — 15—25. (Повышенная твердость покрытий и ускорение насыщения).
Расплав для низкотемпературного борирования (% вес.). КС1—25—29; К2В407 — 4—8; LiCl — 20—23; Li2B407 — 10— 19; NaCl—2—3; Na2B407 — 6—11; восстановитель —15—25.
В качестве восстановителя одно из следующих веществ:В4С; SiCa; SiC; SiMn;
силикомишметалл. (Повышенные технологичность и срок службы).
Борирование в порошке. Карбид бора (порошок) — 80; аммоний хлористый — 0,5— 1; кварцевый песок — до 100%. При 950° С за 6 ч — 0,12—0,14 мм.
Бор аморфный — 75—95; магний фтористый— 5—25. При 1000° С за 2 ч 0,2 мм твердостью HV=1750 кгс/мм2.
8 9
Карбид бора 79 84
Бура 16 16
Фторборат калия 5 —
Состав (8) при 1000° С за 6 ч — 0,24 мм, состав (9) при 1000° С за 6 ч — 0,14 мм.
Карбид бора можно заменить аморфным бором, ферробором, бурой или их смесями; фторборат калия можно заменить фторборатом натрия или аммония.
Борный ангидрид — 20—60; силико- кальций —10—60; натрий углекислый безводный—20—30. При 1100—1200° С за 0,5— 1' ч —1,5—3,0 мм.
A1F3 — 0,1—3'; В4С —до 100. (Улучшенная технологичность).
Порошок карбида бора прокаливают при 250—540° С,- затем, не охлаждая, загружают в контейнер с обрабатываемыми деталями и помещают в печь. Затвор герметизируют расплавом натриевой силикат- глыбы. При 950° С за 2 ч слой на стали марки 20 — 130—140 мкм, на стали У10 — 125—130 мкм; при 1000° С за 2 ч на стали У8 — 185 мкм.
Газовое борирование с нагревом ТВЧ. Среда—днборан — 100%. Нагрев — 1050° С, установка ЛГ-60 (150—200 кГц). За 2 ч — 150 мкм. Ровный и непрерывный слой получается при 800—850° С.
Диборан — 1 об. ч.; водород — 25—
75 об. ч. Расход смеси — 75—Ш0 л/ч при рабочем объеме 1000 см3. При обработке высоколегированной стали при 800—850° С за 4 ч—0,2 мм; при 900—1100° С за 2 ч — 0,07—0,16мм, микротвердость Н^=
=2000 кгс/мм2.
Треххлористый бор — 5; водород — 95. При 850° С — за 3—6 ч на железе получается слой 0,11—0,20 мм; Н)4 =2000 кгс/мм2.
Борирование в пастах с нагревом ТВЧ. Пасты наносятся окунанием до толщины
87
1—2 мм Затем сушатся при 150—180° С. Нагрев ТВЧ со скоростью 100° С/с.
Карбид бора (зерно 0,012 мм)—50; криолит — 50. Связующее — гидролизованный этилсиликат. При нагреве стали У8 до 1200° С (ТВЧ) за 1, 2 и 3 мин получены соответственно слои 0,035, 0,08 и 0,125 мм.
Карбид бора (зерно 0,012 мм)—87; гидролизованный этилсиликат —13. При 1200° С на Ст. 5 после выдержек 30, 60 и 90 с получены диффузионные слои соответственно 0,18, 0,25 и 0,030 мм.
Карбид бора (зерно 0,012 мм) — 84; бура — 16. Связующее — гидролизованный этилсиликат. При 1100° С (ТВЧ, установка ЛЗ-67) за 4—5 мин слой 0,03 мм при Н(Ь= 1500—1800 кгс/мм2.
(Обычно такой слой получают в порошке при 900° С за 25 ч, а электролизным бо- рированием при 900° С — за 6 ч).
Электролизное борироваиие. Проводится в расплавах буры, содержащих окислы щелочных металлов, цианистый натрий.
Бура — 100%. Борируемая деталь — катод. Графитовый тигель—анод. <раб= =900—950° С; DK = 0,15—0,20 А/см2. Глубина слоя 0,2—0,4 мм. Твердость HV= =1600—2000 кгс/мм2. Длительность процесса — 2—6 ч.
Бура — 75—60; окись свинца — 25— 40. /ра6 = 550—600° С; DK = 0,1—0,2 А/см2. Длительность процесса 5—10 ч.
При электролизном борировании армко- железа в расплаве 65% буры и 35% окиси свинца в течение 6 ч при 550° С н DK— =0,15 А/см2 получен слой 0,02 мм.
Таблица 7.8
НАЗНАЧЕНИЕ СОСТАВОВ ДЛЯ БОРИРОВАНИЯ
Назначение № состава
Борироваиие стали: в расплавах 1, 2
в расплавах низкотемпературное . 3, 4, 5
в порошке 6, 7, 8. 9, И
в порошке скоростное с нагревом ТВЧ 10
газовое (в парах) 13, 14, 15
в пастах с нагревом ТВЧ 16, 17, 18
Электролизное борироваиие стали: 19
в однокомпонентном расплаве. . . низкотемпературное . = 20, 21
Бура —60—90; едкий натр —10—30 или сульфит натрия—20—40. граб=600— 650° С в расплаве, содержащем едкий натр, или 550—700° С в расплаве, содержащем Сульфит натрия £>к=0,2 А/см2; т=4—6 ч; 6=0,055 — 0,04 мм за 6 ч.
ЦИНКОВАНИЕ
Насыщение поверхности стали цинком повышает коррозионную устойчивость. Проводится в твердых средах (порошки, металлопокрытия) и металлических расплавах.
\
88
Пример состава порошка (% вес.). Порошок цинка (до 65%)—75; песок, глинозем или порошок шамота — 25. Нагрев деталей в смеси 8—10 ч при 450—480° С.
ХРОМОСИЛИЦИРОВАНИЕ
Диффузионное насыщение поверхности стали хромом и кремнием (одновременно) повышает ее жаростойкость и коррозионную стойкость. Проводится в расплавах, например в составах (1)—(3)(% вес.).
Натрий кремнекислый — 65—85; окись хрома — 5—25; натрий хлористый — 9—II. /рас = 1000—1100° С, время обработки—от 2 до 6 ч, в зависимости от требуемой толщины диффузионного слоя.
Так, при обработке детали из стали 20 в течение 4 ч на ее поверхности образуется диффузионный слой толщиной 0,1 мм, состоящий из твердого раствора хрома и кремния в a-железе и обладающий высокой жаростойкостью и коррозионной стойкостью. При обработке в тех же условиях детали из стали У8 на ее поверхности образуется карбидный слой толщиной 25— 30 мкм, состоящий из карбида хрома Сг2зСб, легированного кремнием.
; Сг203 —38—45, Si02 — 5—10; AI — 9—12 NH4CI —1—3; А1203—до 100%. (Беспористые покрытия, удешевление процесса).
Сг203 — 12—25; 8Ю, — 25—28; эвтектическая смесь NaF и KF — до 100%; си- ликомишметалл —5—15% от веса расплава. (Увеличение жидкотекучести расплава, интенсификация процесса).
МАРГАНЦЕВАНИЕ
Процесс осуществляется с нагревом ТВЧ. 60%-ный ферромарганец (порошок) замешивают на гидролизованном этил силикате. При 1200° С за 60 с получают диффузионный слой 0,25 мм. (При нагреве в печи за 6 ч — 0,085 мм.)
молибденирование
Состав пасты для насыщения 'поверхно-" сти молибденом с нагревом ТВЧ 85%-ный ферромолибден (порошок) — 88; этилсиликат— 11. При 1200°С за 60 с получают слой 0,06 мм.
КАРБОСИЛИЦИРОВАНИЕ
Диффузионное насыщение поверхности стали углеродом и кремнием (одновременно) повышает износостойкость, предотвращает схватывание и заедание трущихся поверхностей в условиях сухого и граничного трения скольжения.
Состав для проведения карбосилициро- вания (% вес.): ферросилиций FeSi — 28; окись алюминия — 60; аммоний хлористый — 4; древесноугольный карбюризатор — 8
Процесс осуществляется при 1050—
1100° С
Получают поверхностный слой с шаровидными равномерно распределенными включениями графита, что создает постоянное разделение контактирующих поверхностей тонким слоем графитовой смазки, предотвращающей схватывание и заедание трущихся поверхностей в условиях сухого и граничного трения скольжения.
Для ускорения процесса графитизации изделия после карбосилицирования могут быть подвергнуты предварительной закалке в воде. Для повышения твердости стальной матрицы графитизированного слоя детали подвергают заключительной термической обработке, включающей в себя закалку и отпуск.
КАРБОСУРЬМИРОВАНИЕ
Диффузионное насыщение поверхности стали углеродом и сурьмой (одновременно) повышает износоустойчивость, твердость и коррозионную устойчивость к морской воде и растворам серной и азотной кислот.
Карбосурьмироваиие может проводиться в печах газовой цементации, куда вместе с цементирующим газом подаются пары SbCb илн другие содержащие сурьму компоненты, а также путем подачи в печь жидкостей (керосина, синтина и др.), в которые добавляется содержащий сурьму компонент, например SbCls в виде раствора или тонкоизмельчеиного порошка.
При применении твердого карбюризатора карбосурьмироваиие проводится при 950° С в течение 3—8 ч и к карбюризатору добавляются 5% Na2COa и 0,25—196 Sbs03. Может быть также применен и карбюризатор, состоящий из 85% древесного угля и 1596 Na2C03, к которому добавляется 0,25—196Sb203. Сурьмирование
здесь происходит за счет паров сурьмы, которая восстанавливается из трехокиси сурьмы углеродом древесного угля и окисью углерода.
ВОЛЬФРАМИРОВАНИЕ
Процесс насыщения поверхности стали вольфрамом проводится для повышения ее жаропрочности. Проводят в расплавах, например состава (% вес.): вольфрамат натрия — 80—90; силикокальций —10—20. <раб=950—1100° С.
борофосфатирование
Диффузионное насыщение поверхности сталй бором и фосфором одновременно. Электролизное борофосфатирование ведут в составе (% вес.): бура —30—50; тринат- рийфосфат — 50—70. <раб=750—800° С; DK~ =0.1—0.3 А/см".
БОРОХРОМИРОВАНИЕ
Насыщение поверхности стали бором и хромом. Ведется в среде следующего состава (% вес.): активатор — 0,5—10; дибо- рид хрома — 20—80; инертный разбавитель— до 100%.
БОРОАЛИТИРОВАНИЕ
Диффузионное насыщение поверхности стали бором и алюминием (одновременно) осуществляется в составе (% вес.): алюминий (порошок) — 15—20; борный ангидрид— 10—15; натрий фтористый — 0,5—2,0; окись алюминия—до 100%.
Длительность обработки 3—6 ч в зависимости от требуемой глубины слоя при 850—1050° С в контейнерах с плавкими затворами. Слой состоит из боридов железа и твердого раствора алюминия в железе.
алюмосилицирование
Диффузионное насыщение поверхности стали алюминием и кремнием (одновременно) ведется в составе (% вес.): алюминий (порошок) — 15—20; натрий фтористый —
3; окись алюминия — 42—54; двуокись кремния (кварц пылевидный) —30—35. На низко-, средне- и высокоуглеродистой стали за 4 ч образуется слой глубиной: при 900° С — 70—85 мкм, при 1000° С — 150— 230 мкм, при 1100° С — 245—336 мкм. Процесс осуществляется в контейнерах с плавкими затворами. Двуокись кремния и алюминия можно вводить в форме огнеупорной глины.
ХРОМОАЛЮМОСИЛИЦИРОВАНИЕ
Диффузионное насыщение поверхности хромом, алюминием и кремнием (одновременно) проводится в составе (% вес.): алюминий (порошок) — 20—23; алюминий фтористый — 3—5; двуокись кремния (кварц пылевидный) — 7—9; окись алюминия — до 100%; окись хрома—34—39.
Процесс осуществляется в контейнерах с плавкими затворами. На низко-, средне- и высокоуглеродистой стали при выдержке
8 ч в интервале температур 900—1100° С получают слой глубиной от 100 до 230 мкм.
ПОКРЫТИЕ КАРБИДОМ НИОБИЯ
Процесс в смеси хлоридов ниобия с метаном при давлении 4—20 мм рт. ст., соотношении концентрации метана и хлорида ниобия — 0,5—2,0, скорости протока газовой смеси 1,3—10 м/ч и температуре 900— 1100° С с охлаждением до 100—150° С в парах хлоридов ниобия.
После достижения в реакционной камере разрежения 5 • 10-2 мм рт. ст. нагревают испаритель с хлоридом нйобия до нужного давления паров, затем подают метан. Общее давление смеси регулируют скоростью откачки. После требуемой выдержки при 900—1100° С прекращают подачу метана и охлаждают при включенном форвакуумном насосе в парах хлоридов ниобия.
РАЗЛИЧНЫЕ ВИДЫ ДИФФУЗИОННОГО ЛЕГИРОВАНИЯ
Насыщение-титановых сплавов алюминием и- медью (96 вес.): А1—10—45; СиО—25—60; A1FS — 3—5; А1203 — до 100.
89
(Повышение жаростойкости и износостойкости титана и его сплавов).
Поверхностное легирование титановых сплавов тугоплавкими металлами (96 вес.). Уголь древесный — 40—60; алюминий и окись карбидообразующего элемента— 35—55; A1F3 — 5; соотношение А1 :W03=1 :4; АГМо203=1 : 2,3; С:Сг203= = 1 :2,8; C:Nb206=l :6. (Комплексное"" легирование. снижение температуры печи, интенсификация процесса, повышение жаростойкости изделий).
Состав для цирконоалитирования
(96 вес.). Zr02 — 35—49; А1 — 21—35; A1F3 —
5;А1203— до 10096- (Удешевление
процесса.)
Совместное насыщение стали ниобием и алюминием (% вес.). Nb205 —30— 35; А1.,03 — 30—40; A1F3 — 3—5; А1 —25—30.
Состав для цирконосилицирования
(96 вес.):А1,03—IOO96;А1— 13—18;
NM4C1 — 1—3; Sl02 — 5—10; Zr02 — 35—40. (Сниженная стоимость и трудоемкость.)
СОСТАВЫ ДЛЯ ОСОБЫХ ВИДОВ ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
Сюда относятся процессы диффузионного насыщения, проводимые в условиях электролитного нагрева, и диффузионного насыщения с помощью энерговыделяющих паст. Эти виды обработки объединены тем, что выделение тепла, необходимого для протекания диффузии, происходит непосредственно в диффузионной зоне.
ОБРАБОТКА ПРИ НАГРЕВЕ В ЭЛЕКТРОЛИТАХ
В составах, используемых для этой цели, одновременно с нагревом поверхности металла, обусловленным электрофизическими и электрохимическими процессами, происходит и химическое насыщение ее тем или иным элементом.
Состав для цементации (96 вес ) Ацетон или спирт — 80; вода—20. £7= = 150—250 В; 6=20—30° С; т=0,1—1 мин.
Состав для сульфидирования (96 вес.). Натрия тиосульфат—10; аммоний хлористый— 15; вода — 75. 67=150—250 В; (= =30—50° С; т—0.1—0,5 мин.
ОБРАБОТКА С ПОМОЩЬЮ ЭНЕРГОВЫДЕЛЯЮЩИХ ПАСТ
Сущность данной разновидности химико-термической обработки состоит в том, что тепло, необходимое для осуществления диффузии элементов, выделяется за счет сгорания некоторых компонентов, входящих в состав наносимой на обрабатываемую поверхность пасты. При этом элемент, вводимый в обрабатываемый металл, нано сят на его поверхность в виде тех или иных соединений, а затем покрывают энерговыделяющей пастой. Иногда (реже) вводимый в металл элемент входит в состаЕ самой пасты.
Энерговыделяющая паста (% вес.). Алюмомагнневая лигатура — 30; железная окалина — 30; окись кремния — 30; азотнокислый натрий или калий —10. Теплота сгорания — 846 ккал/кг.
Энерговыделяющая паста пониженной спекаемости (% вес). Алюминий — 20—50; железная окалина—40—75; карбид бора — 5—30; окись кремния — 0—20. Теплота сгорания—900—1100 ккал/кг.
Энерговыделяющая паста для суль- фоцианирования (% вес). Алюминий — 20—50; железная окалина — 40—70; сера — 5—25; окись кремния — 5—35.
Применяется в качестве верхнего (тепловыделяющего) слоя при сульфоцианиро- вании.
Активная паста (наносимая непосредственно на металл) имеет состав: сернистое железо — 25; карбюризатор — 22; калин железистосинеродистый — 53.
Группа 9/00
9/02
Некоторые индексы МКИ, которымисведения гл. VII классифицируются в па-тентной литературе:
Подкласс С 23 с Диффузионные способы об-работки поверхности метал-
лических изделийЦементация диффузионны-ми способами с примене-нием твердых или жидкихвеществ
металлами, путем нагрева-ния деталей в металличе-ском порошкенеметаллами (твердыми)науглероживание с помо-щью твердых карбюризато-ров
стальных изделийпутем погружения в рас-плавленные соли (науглеро-живание, азотирование, циа-нирование)
науглероживание в газахазотирование и цианирова-ние в газах
9/04
9/06
9/08
9/10
11/10
11/14
Некоторые
денйя. гл. VII ных изданиях: 621.78
621.78.062.5
621 78.066.65
621.78.067.5
621.785.5
621.785.52 621 785 53 621,785 533
621.785.539
индексы УДК, которыми све-классифицйруются в печат-
Нагрев Термическая об-работка
Газовые среды/ Химиче-ски активные атмосферы(среды)
Химически активные со-ли, например для цемен-тации
Химически активныетвердые среды, напри-мер твердые карбюриза-торы
Цементация, азотирова-ние, цианирование и т. п.ЦементацияАзотированиеНитроцементация (циа-нирование)
Насыщение прочими эле-ментами, например серой(сульфидирование).
ГЛАВА VIII
СОСТАВЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ПРИ СВАРКЕ МЕТАЛЛОВСварка металлов, наряду с пайкой и склеиванием, относится к наиболее распространенным методам получения неразъемных соединений. Среди всех способов, используемых с этой целью (в том числе механических), сварка, при правильном ее выполнении, обеспечивает наиболее прочные соединения, иногда превосходящие по прочности соединяемые металлы.
В технологических операциях сварки применяется множество различных материалов — присадочный металл, электроды, электродные покрытия, флюсы, горючие и защитные газы и т. д.
СВАРОЧНАЯ ПРОВОЛОКА И ПРИСАДОЧНЫЙ МЕТАЛЛ
ДЛЯ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ СВАРКИ
В зависимости от состава свариваемых металлов и условий сварки практически могут применяться прутки (проволока) самых разнообразных составов из марок, выпускаемых металлургической промышленностью или (реже) специально изготовляемых для конкретных целей. Ниже приводится перечень составов проволок, применяемых при сварке, который, разумеется, не исчерпывает всего их многообразия. Вместе с тем приводимые составы дают возможность выбора и облегчают использование других составов, подбор которых возможен по аналогии.
СОСТАВЫ СВАРОЧНЫХ ПРОВОЛОК
ДЛЯ ЧЕРНЫХ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ (% вес.)
(Основные назначения проволокуказаны в табл. 8.1.)
1.С — 0.3—0,4; Si — 0.15—0,8; Мп — 0,3—
8; Сг—1—4; Ni —1—2; Мо — 0,3—0,6; W — 0,4—0,8; V —0,3—0,5; Со—0,8—1,2. (Повышенная пластичность наплавленного металла и сниженная склонность к образованию трещин).
2.С — 0,18—0,25; Si —0,6—1,2; Мп — 1,7— 2,2; Сг —1,5—2,0; Ni —1,0—1,3; W —0,9— 1,3; Мо —0,4—0,5. (Швы, не склонны к хрупким разрушениям и горячим трещинам).
3.С —0,10—0,15; Si <0.4; Мп —6.5—8; Сг — 15—17; Ni—13—16; W—2—3; Nb — 1,8—
2,4. (Наплавки стойки к образованию горячих трещин).
С—0,08—0,018; Si— 0,6—0,9; Мп—0,8 — 14; Сг —0,1—0,5; Ni —0,1—0.5; Си —0,1— 0,5; А1 — 0,4—0.6. (Дает металл шва с повышенной ударной вязкостью при отрицательных температурах. При сварке низкоуглеродистой и углеродистой стали ударная вязкость 8,2—9,5 кгс-м/см1 2 3 при —40° С).
С < 0,04; Si < 0,35; Мп < 1,0; Сг —12— 16; Мо—10—16; Ti—0,6—1,5; А1 — 0.3— 1,0; Ni — остальное.
С — 0,7—0,23; Si — 0,6—0,9; Мп — 0,9—
1,2.
С —3,3—3,6; Si —4,2—4,8; Мп —0,5— 0,8; Р —0,3; Ti —0,1—0,2; А1 —0,2—0,45. (Дает беспористые швы в отсутствие газовой или шлаковой защиты).
No —0,2—0,3; V —1,8—2.2; W — 3—4;
Si — 0,2—0,4; Мп — 0,5—0,8;Мо — 3—4;
Ni —16—18; С —0,008—0,12; Сг —18—20; Fe — до 100%; можно ввести Се — до 0,3. (Сварные швы обладают пониженной склонностью к образованию горячих трещин).
No —0.002 — 0,03; Si — 0,002 — 0,2; Мп—2 —5;Мо—3 —7; Ni —35 — 45; Nb—0,35—0,85; С — 0,005—0,03; Сг —15— 20; Fe—до 10096; Се—до 0,11. (Сварные швы устойчивы против МКК и коррозионного растрескивания в хлоридсодержащнх средах, жаростойки и жаропрочны).
Си —27.5—32; Ni—55—59; ст аль —0,6— 1,2; FeMn — 1—1,4; чугунные отходы — до 10096.
а) покрытие;СаСОэ—-10—20;
Nb — 1—2,5; CaF_j - 73,5—83,5; А1203 — 1—5; б) стержень; W — 2,8—3,5; Fe—до 100%; Мп — 1,2—1,5;Мо — 4—5; Ni — 40-^5;
Nb —0,9—1,3; Сг—20—22; С — не более 0,04; Si — не более 0,5.
С— 0,15—0,03; Si— 0,1— 0,2;Мп—0,5— 0,7; Сг —19—22; Ni—25—30; W —4,6—6,0; Мо — 2,8—3,5; Nd — 0,15—0,2; Nb — 0,7—1,3; N2 — 0,15—0,3; В — 0,003—0,005; Fe — до 10096. (Металл шва повышенно пластичен и стоек против образования горячих трещин.)
Се — 0,03—0,15; Со — 8—10; Мп — 2— 6; С — 0,05—0,015; Si — 0,1—0,5; Сг —22—26; Nb —1—4; Мо —6—12; Fe — 1—6; Ni —до 10096. (Повышенная прочность и стойкость швов против образования горячих трещин. Дальнейшее повышение — добавкой 0,1—
8 Re.)
91
/
С — 0.05—0.12; Мп — 3—5; Si — 0,2— 0,9 А1 — 0,1—1,0; Мо — 0,1—1,0; Ni — 0,05— 1,0; Ti —0,1—0.6; Си—0,1—1,0; Fe — до 100%. (Сварка в среде С02. Повышенные механические характеристики металла шва.)
С — 0,05—0,5; Мп—0,2—0,8; Si—0,01— 0,5; Сг — 0,02—5; Ni —0,02—8; Мо —0,1— 0,8; V—0,01—0,8; Се —0,06—3,7; Fe — до 100%. (Уменьшенная склонность шва к горячим трещинам и образованию пор. Повышенные пластические свойства и вязкость металла).
Таблица 8.1
НАЗНАЧЕНИЕ СВАРОЧНЫХ ПРОВОЛОКСОСТАВОВ (1)—(15)
Свариваемые металлы № состава
Аустенитные стали и сплавы .... 9
Аустенитные жаропрочные стали . . Аустенитные стали, стойкие к меж- 3
кристаллитной коррозии (МКК) . . Аустенитные стали, стойкие к коррозии, под напряжением при на- 9
греве до 600°С 11
Высокопрочные стали 1, 2, 8
Высокопрочные корпусные стали . . 8
Глубокоаустенитыые стали
Жаростойкие и жаропрочные стали 12
и сплавы„ 3, 5, 9
Малоуглеродистая сталь 4, 6
Среднеуглеродистая сталь
Углеродистые стали — электрошла- 4, 13, 14
ковая сварка 15
Чугуны — холодная сварка
Чугуны —заварка дефектов в отлив- 10
к ах чугунными прутками 7
1.2. СОСТАВЫ СВАРОЧНЫХ ПРОВОЛОК
ДЛЯ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ
(% вес.)
(Основные назначения проволок указаныв табл. 8.2) 1
1.La—-0,001—0,1; Ag — до 100%.
V — 0 001—0,1; La —0,001—0,1; Ag—до 100%.
Се — 0,001 —0,1; V — 0,001 —0,1; La — 0,001—0,1; Ag — до 100%. (Сварные швы обладают повышенной стойкостью против коррозии).
Ni —5—6,5; А1 — 1,5—2,5; Fe—0,8— 1,3; Мп — 2.5—3.5; Си—до 100%. (При сварке Ni—А1 — Fe бронз уменьшает выгорание легирующих элементов. Прочность соединения: св—36—40 кгс/мм2; я„= =14—16 кгс-м/см2; металла шва; св=37— 40 кгс/мм2; 8=30—36%; 4'=70—75%.
Sn— 4—9; Ni —3—7; Zn —1—4; Се —0,2—0,25; Р — 0,18—0,25; Си — до 100%.
Оболочка проволоки (49—59% вес.) — алюминиево-марганцовистая бронза; сердечник-сочетание проволок из манганина (38—46%) и алюминия (3—5%). (Повышенная пластичность и твердость наплавленного металла).
Редкоземельные элементы или мишметалл — 0,01—0,3; Си — 43—48; Ni — 9—10; Si —0,1—0,5; Zn —до 100 %. (Повышенная
коррозионно-механическая стойкость наплавленного металла и повышенные показатели механических свойств).
Ni или Со —15—25; А1—до 100%. (Условие, чтобы содержание Fe в металле шва ие превышало 30—35, достигается разделкой кромок стальной детали. Структура шва мелкозернистая, беспористая).
Ni —62—75; Мп —0.5—4; Ti —0,2—2; А1—0,1—1,5; Се—0,1—0,8; Си —до 100%.
Сварка FeNi сплавов типа Инвар.
С —0,08—0,15; Мп —2,5—3,5; Ti —0,5—1,5; Ni — 35—42;Мо — 0,5—4;Сг — 0,5—8;
Се — 0,05—0,2; Fe —до 100%. В состав материала могут быть введены. Si — до 0,25; Ог — до 0,005; Н2 — до 0,0001; N2— до 0,001; S—до 0,008; Р — до 0,01. (Повышенная стойкость сварных соединений к образованию пор и горячих трещин).
V — 18—25; Zr— 1—1,5; Сг — 12—15; Ti —до 100%.
Сварка титана. А1—2—3; V—15— 20; Сг — 10—15; Ti — до 100 %.
А1—2—3; Сг—10—15; Мо —2—3; Ti —до 100; V—10—15, Zr—1—1,5. [Составы (11) — (13) — повышенная стойкость сварных соединений к образованию пор и горячих трещин.]
Таблица 8.2
НАЗНАЧЕНИЕ СВАРОЧНЫХ ПРОВОЛОКСОСТАВОВ (1)—(13)
Свариваемые металлы № состава
Алюминий со сталью 6
Биметалл 8
Биметалл монель — сталь 9
Бронза AI—Мп 6
Бронза Ni—Al—Fe 4
Бронза ОФД 5
Инвар 10
Латунь со сталью 7
Серебро 1, 2, 3
Титан 11, 12, 13
СОСТАВЫ ПОРОШКОВЫХ ПРОВОЛОК
Порошковой проволокой называется сварочная проволока, состоящая из тонкой металлической (обычно стальной) оболочки, полость которой заполняется порошкообразной смесью (шихтой) того или иного состава. При разогреве такой проволоки сплавление оболочки и сердечника дает металл требуемого состава, получить который, применяя сплошную проволоку, бывает затруднительно.
При изготовлении порошковых проволок все компоненты, входящие в состав сердечника, берутся в виде тонких порошков (сито 3600 отвеем2 и менее), тщательно перемешиваются в смесителях и ими плотно заполняется оболочка из свернутой в трубку ленты (обычно мягкая сталь). После заполнения трубку с сердечником путем волочения доводят до нужного диаметра.
Порошковые проволоки обеспечивают высокую производительность сварки и наплавки и экономичность процесса.
92
При изготовлении порошковой проволоки состав исходных материалов и их соотношения подбираются с расчетом получения наплавленного металла заданного состава. При этом одни и тот же состав можно получить, применяя различные исходные вещества. В приводимых ниже составах С вводится в виде графита, СаСОз — в виде мрамора, CaF2 — в виде плавикового шпата, Fe (в составе шихты) — в виде железного порошка.
В приводимых ниже составах термин «порошковая проволока» подразумевает сочетание сплошной оболочки с внутренним сердечником в форме порошка.
В рецептах составов, не имеющих суммой 100%, недостающее до 100% количество приходится на долю стальной оболочки. Термин «сердечник» в перечне составов относится к наполнению порошковой проволоки, без учета оболочки. Соответственно произведено разделение проволок и сердечников в следующей далее таблице 8.3 — указателе назначений составов (1)—(62).
Составы порошковых проволок (% вес.):
С —0,24 —2.6;FeMn — 22,5—27;
Fe — 1.9—5,2; W — 14—16; лента стальная (оболочка) — остальное. (Стойкость наплавки в 2—5 раз выше, чем стали ЛГ13).
Cr(N) —10—12; Ni—4—8; FeNb—0,5— 2; Сг —1—4;FeMo —1—4; Al—1—7;
FeV — 1—-5; FeTi — 1—20. (Могут также вводиться медный порошок — 1—3; порошок кобальта — 1—4; оболочка — армко- железо).
FeCr —18—22; CaCOs —1—1,5; СгВ2—
8—10; FeTi —2—3;С —2,5—3.При
замене борнда хрома ферробором или лигатурой в количестве 10—12% содержание феррохрома (FeCr) — 26—3096, а графита — 2—2,5 (Наплавка высокоизносостойка при гидроабразивном и абразивном износе. Твердость HRC=54—58.)
Рутил — 13,6—15,2; CaF2—14,7—15,9;
CaCOs — 6,3 — 7,1;FeTi — 17,9 —_36Д
FeMn — 0—4; Fe — остальное. Наплавка стойка к большим динамическим и вибрационным ' нагрузкам. Твердость НВ= =200—250.
В,С — 25—55; FeTi —до 1; Fe — остальное. Оболочка — малоуглеродистая сталь. Твердость наплавки HV=780— 800 кгс/см‘2.
6 Mn(N) —2—8; Ni—2—5; Сг—13—16; Al —1—10; FeTi —1—3; FeMo —1—2,5. Оболочка — армко-железо. Наплавленный металл при старении (400—500° С) упрочняется. (Наплавка износостойка и кор- розиестойка).
Ni —42,4—49,5; Со —19,8—29,7; Мо —13,2—23,1; Ti —3—4,5; Al—2,8—3,5. Оболочка —- армко-железо. Коэффициент заполнения 3396- (При горячей штамповке за счет выделения интерметаллидных фаз наплавленный металл упрочняется.)
А1—5—8; С —0,5—1; CaF9 — 43-48; СаС03—7—8; FeMn —3—4,5; FeCr —2—4; Fe — 25—28; магнезит — 6—7. (Наплавленный металл имеет среднюю твердость, стоек к истиранию.)
CaFs — 46—49; силлиманит—1—3; карбонаты —9 — 11, Fe.Vln—3 1, Fe 25—
32; Al — 5,5—9; Zr02 — 0.5—2. Оболочка — низкоуглеродистая холоднокатаная лента (ГОСТ 503—41). Соотношение (порошок): (лента) =(72—68) ; (28—32). а„ — ударная вязкость при (—40—60° С) =7—12 кгс• м/см2; коэффициент наплавки —18—26г/(А-ч).
Рутиловыйконцентрат — 6—6,4; CaF2—6,4—6,7, СаСОа— 1,6—1,9; FeMn — 1— 1,6; FeSi — 0.1—2; Fe —22—24; FeTi—до 3,6.
Шихта порошковой проволоки для сварки среднеуглеродистых и низколегированных сталей в среде углекислого газа (сердечник): Fe—77—91; FeMn — 5—12; FeSi— 4—11. Коэффициент наплавки — 15—17 г/(А-ч). Металл наплавки св=57— 60кгс/мм2:6=21—3096; ан=11—13 кгс-м/см2.
СаС03 — 1 8—2,5;CaF2 — 1,8—2,5; FeMn—0,75—0,65; FeSi—0,45—0,65; Fe—24— 26; Си — остальное (оболочка); твердость наплавки НВ=105.
С —4,2—5,2; FeSi — 4,0—5,0; FeMn—
6—1,0; А1=0,1—0,3; Fe —0,16. (В состав порошка вводится также железная окалина. Для улучшения формирования ванны контур разделки покрывают замешанной на воде массой: песок кварцевый—20; глина огнеупорная—5; кварц — 20; графит серебристый — 50; декстрин — 5. Сварка ведется на токе 800—1200 А и скорости 450—600 м/ч. Наплавка 15— 20 кг/ч).
CaF2 — 8,8—16.5; карбонат щелочно
земельного металла — 0,1—0,5; магнезит —
5,0; глинозем—2,4—7,0;бихромат
щелочного металла—0,2—1.0. Магнезит можно полностью или частично заменять металлическим магнием, а глинозем на Vз — V? — металлическим алюминием.
ТД.-Со —17,5—29; Мл — 6—12; V — 6—12; Мо —10—17;Ti — 2—3,9;AI — 0,9—3;
Ni — 30—40.Оболочка — армко-железо.
Наплавленный металл представляет собой безуглеродистый мартенсит, упрочненный интерметаллидными фазами.
FeMo — 22,25; С — 1,4; FeMn — 4,17; Na2SiFe —2,78; FeCr —11,1; FeW —38,9; FeV — 9,7; FeTi — 9,7. (Наплавка обладает повышенной устойчивостью к термической усталости и трещинообразованию.)
Си — 13—16; А1 — 1,8—2,4; Ti — 0,4— 1,5; Ni — остальное (оболочка). При наплавке или сварке в аргоне ан=20— 25 кгс-м/см2. Предназначена для сварки никеля с никелем, его сплавами, медью, нержавеющими и малоуглеродистыми сталями, а также для наплавки защитных покрытий.
Железная окалина—0,8—1,2; AlF3x x3NaF — 0,5—0,8; полевой шпат—2—5; ТЮ2 —3—8; FeMn —1,5—1,5; FeSi — 0.1— 0.3. Можно вводить до 1596 железного порошка. (Уменьшение глубины провара и снижение С и Si в шве.)
А1 — 0,8—1,2; С — 5—6; KNOs— 0,6—
0.8;FeV — 0,8—12;FeMn — 0,3—0,5;
FeSi — 3,6—4,2; FeTi — 3,5—4. Можно вводить до 2096 железного порошка. (Повышенная степень графитизации.)
20 Шихта порошковой проволоки: А1 —1—4,5; W—18—36; Fe —до 100; С —0,5—2; FeV —0,3—3; Сг — 9—36 (Повышенная твер гость и износостойкость)
93
CaC03 —2—3; CaF2— 2—3; рутил— 4—6; С—L0,l—0,2; FeV—0,03—1,5; FeMn — 0,5—1,0; FeTi — 15—25; Cr — 0.1—2. (Повышенная твердость после скоростного высокотемпературного азотирования.)
Шихта порошковой проволоки: Fe —
до 10096; СаС03 — 1—3; полиэтилен —3—7; рутил —10—20;силикат-глыба — 5—-10;
тальк — 2—5; FeMn—-5—10; готовая проволока прокаливается при 180—230° С. (Обеспечивает беспористый шов.)
ТЮ2—6,8—7,6; жидкое стекло—0,5—1; СаСОэ—3.6—4; CaF2—3,2—3,6; FeMn—1,2— 1,8; FeSi —0,4—0,8; FeTi — 2,4—3.2. Можно вводить Ni — до 0,996. (Для сварки малоуглеродистых и низкоуглеродистых корпусных сталей.)
А1—2—4; В —0,01—0,03; W— 3—6; Ti — 1,5—4; Сг ■— 15—22; Ni — остальное. (Наплавка упрочняется в процессе работы за счет выделения интерметаллидных и боридных фаз.)
С — 1—1,5; Ni-Mg —2—3; FeV —1— 2; FeMn —0,8—1; FeMo— 2—3; FeNb—2— 3; FeSi —0,5—1; FeTi —1—1,5; FeCr— 8— 13. (Пригодна для наплавки под слоем флюса. Пониженная склонность к горячим трещинам.)
С —0,34—0,48;ТЮ2 — 14,1—14,2;
Fe—2,9—3,4; СаС03 —3,75—4,1; CaF2 —
19;Сг—47—48,5; FeMn—2,1—2,7;
FeSi —2,1—3; FeTi — 6,45—7,8. (Наплавка предназначена для службы в воде, воздухе, масле, неф¥и при температурах до 400° С. Высокая коррозионная устойчивость.)
А1—0,8—1,5; С—5,2—6.0; AlF33NaF—
0,8—1,2;Си—6—8;FeMn—0,3—0,8;
FeMo — 0,8—1,0; FeSi — 2,5—3.5. (Повышенное качество шваЛ
Fe — 5—25;' СаС03 — 0,5—3; CaF2 — 1—5; FeMn — 0,2—2; FeMo — 0,2—2; FeCr -— 0,5—-4. (Износостойка при трении металл — металл.)
А1 —0,9—1,0; С —0,5—1,5; Fe — 45— 55; FeV—1.5—2,5; FeMn—4—5; FeMo—2,5— 3,5; FeSi — 1,2—2,5; FeCr —20—40. (Повышенная ударная вязкость и износостойкость.)
Со — 11—14; Мо — 12—16; Ni — 6,5— 9; FeNb — 2—4; FeTi —1—2. (Повышение износостойкости наплавленного слоя!при высоких удельных давлениях.)
AlMg —0,3—0,6;СаС03 —1—1,5;
Ni—-1,8—2,5; CaF2—-4—6; рутил—4—5; FeTi — 1,3—1,8; Сг—1,8—2,5.(Высокая
стойкость к кавитации и коррозии.)
А1 — 10—12; Мо — 6—12; Ni — до 100, Ti — 0,5—0,7. (Наплавка стойка в хлоре, фторе, их соединениях до (=700° С.)
А1 — 8,9—9,2;КС1 — 0,28—0,65;
Мп — 7,8—8,2; Си — до 100 (оболочка); NaCl — 0,22—0,45; NaF — 0,38—0,45; Ni —
2,1.
Двуокись титана — 3,3—5,25; железный порошок (94—959oFe; 0,12—0,18 С; 0,6—1 Мп; 0,55—1 Si) — 15—24; СаС03— 1,5— 2,8; CaF2 — 4—6,1; FeMn—1,0—1.3.
В —0,08—0,4; V —0,08—0,4; Si —до 0,6; Си—остальное (оболочка); Ni — 4—24; Sn — 16—40; Се — до 1.
А1 —1,8—2,6;СаС03—1.9—2.8'
Na,SiF6 — 0,2—0,8; лигатура BCrFe — 3— 8; FeMn — 1,5—3,5; FeSi —1.9—2.8; FeTi—1— 3; FeCr —15—24.
C — 4,8—5,1, W — 7—7,5; Si02 — 2— 2,5; FeCr—15—17; FeSi —1—1,5; FeTi — 3—4; FeV;—1—1,5; Al—0,4—0,6; марганцевая руда — 0,8—1,2; CaC03— 0,7—0.9; CaF2 — 1,4—1,7. (Повышенная стойкость наплавки абразивному износу при повышенных и обычных температурах. Твердость HRC= =56—58.)
FeCr —2—10;FeMn —0,5—6;
FeSi — 0.5—2,5; FeTi — 0,3—3; Al — 0,2—0,9; FeMo—0,5 — 2; Cr—0,5—5; рутил — 4—6,5; CaC03—1—2,5; CaF2—3,5—6,5; Na2SiF?—0.2— 0,8. Дополнительно можно вводить Ni—0,8— 1.5; Fe — 3—8; C—0,1—0,6. (Повышенная вязкость наплавленного металла деталей, работающих в паре трения металл—металл.)
Al — 1,8—2,6;FeSi — 1,9—2,8;
Na2SiFe — 0,3—0,8;FeMn — 1,5—3,5;
FeCr — 15—24;лигатура BCrFe — 3—8;
FeTi—-1—3; CaC03—1,9—2,8. (Устойчива при абразивном или гидроабразивном износе при наличии слабых ударов. Твердость наплавки HRC=50—54.)
FeV — 0,8—1,2; С — 5—6; FeSi — 3,6— 4,2; FeMn—0,3—0,5; FeTi—3,5—4,0; Al—0.8— 1,2; KN03 — 0,6—0,8. Можно вводить до 2096 Fe (порошок). (Повышенная степень графитизации наплавки.)
СаС03 —1—1,1; В4С —17—20,9. (Повышенная термоабразивная стойкость.)
СаС03—2,17—2,3; CaF2 — 4.9—5,2; ТЮ2 —4,4-4,7; FeMn и Fe по 18,4—19,7. Железный порошок, природно-легированный, полученный восстаиовлением окалины проката стали 15ХСНД, имеет состав: Fe—94—95; Мп — 0,45—0,75; Ni —0.4—0,7; Сг —0,5—0,8; Si—0,6—0,9; Си — 0,3—0,45;. С—-0,15—0,2. (Повышенное качество шва при сварке малоуглеродистых и низколегированных сталей при снижении легирующих добавок в шихте.)
V2Os — 0.2—5,0;Ca-Si — 0,3—0,8;
силикат-глыба (К, Na) — 1—1,7; карбонаты—14—25; CaF2 — 25—65; FeMn —3—4; Fe —14.5—36; Al — 1—6; Zr02 — 0,5—2,0. (Повышенная ударная вязкость и сплошь ность металла шва; возможность сварки в вертикальном положении.)
Si —2,5—2,8; В — 2,6—2,8; Си — 4—5;
Ni — до 10096. (Повышенная пластичность наплавленного металла.)л
FeB — 0,2—0,4; С — 6—7; FeSi — 3,2—
4.2;Fe,Mn —0,3—0.5;Al — 0,8—1,5;
KNOa—0,5—0,7. Можно вводить Fe (порошок) до 2596. (Повышенная степень графитизации и качества наплавленного металла.)
А1 —1,8—2,2;Si — 0,4—0,6;
СаС03—1,7—2,4; CaF2—5—6,8; рутил — 4,8— 6.4; FeMn — 0,9—1,2;Fe — 16—21;
Fe — Ti —1,4—2; стальная оболочка —до 10096.Соотношение Ti: А1=1 : 4. (Повышенная стойкость к образованию пор. Пластические свойства.)
Полевой шпат — 1—5; Сг — 38—55; CaF2 —4—12; ТЮ2 —4—12; FeMn —10—20; FeSi—-1—3; FeTi — 2—10. Можно вводить
94
Fe (порошок) — до 25%. (Повышенное качество металла.)
СаС03 —6—8; CaF2 —13—17; рутил — 12—16; FeMn — 5—12; FeCr—2.4—2,8; FeTi — 14—26; Fe—до 100%. (Устранение местных поверхностных дефектов деталей из средне- и высокоуглеродистых сталей).
FeV —5—7; А1 — 0,9—1; BN — 4—6; FeCr — 40—42; FeTi— 2—3; FeSi — 0,2—0,25; стальная оболочка — до 100%. (Повышенная твердость наплавленного металла.)
Рутил — 8—12;гематит — 4—6;
силикокальций —0,2—0,3;силикат-глыба
(К. Na) — 1—1,3;карбонаты —10—23;
CaF.2 — 30—50;FeMn — 2—3; А1 — 1—6;
Fe —20—22;Zr02 — 0,5—2;силлимаи-
нит — 1—3. (Повышенная ударная вязкость и сплошность наплавленного металла.)
FeMo — 5,5—7,5;FeV — 1,5—2,5; FeCr — 5,6—6.5; FeTi — 2—2,4; FeMn — 0,4— 0,6; Na2SiFe— 3—4,5; Fe (порошок) —до 100%. (Повышенная стойкость к ударным нагрузкам при 600—650° С.)
FeMn — 4,5; FeSi—1,5—3,0;
CaF2 —22—26; NaF — 3—6; MgCOs —20— 25; Fe (порошок) — до 100%. (Повышенное поверхностное натяжение жидкого металла:получение шлака заданных
свойств.)
53 С— 0,2—0.5; Мп — 4—6;Mn(N) — 5— 10; FeV—2—6; Mo —2—4; FeTi—4—9; А1 — 2—6; FeSi — 0,5—2,0; Fe — 3—7; стальная оболочка — до 100%. (Повышенная износостойкость в условиях ударно-абразивного износа, контактио-ударного нагружения и удара с трением.)
Ni —4—5; Мп—1—1.5; карбиды вольфрама —до 100%. (Повышенное качество наплавки.)
С —1—2; Мо—3—5; FeV — 3—6; Сг — 2—6; FeNb — 1,5—4; FeTi — 1—2; А1 — 2—4; FeSi — 1—3; Fe — 6—12; стальная оболочка — до 100%.
Сг — 40—51; Ni — 7.5—15; FeMn — 4— 4,5; CaF2 — 8—10; Fe (порошок)—до 100%. Можно также вводить FeSi — до 3; Na2SiFe— до 2. (Повышенная кавитационная и коррозионная стойкость.)
CaF2—35—38; LaR3 — 18—20; Zr — 9— 18; MgF2 — до 100%. Отношение MgF2:CaF2 следует поддерживать в пределах 1,07— 1,14. Оболочка — титан. (Сниженная пористость металла шва.)
Ni — 0,1—0,5; Сг —3—5; Mo —1—3; Мп — 4—7; FeSi — 1—2; TiCrB2 — 0,02—0,05; CaC03 — 5—12; CaF2— 12—18; рутил—10— 17; FeTi — 2—5; Fe (порошок) — до 100%. (Повышенная прочность наплавки при нормальных и отрицательных температурах.)
FeCr — 25—30; Мп (в FeMn) — 1,2—
1.8; NasSiFe — 0.5—1,0;SiC — 4—6;
В4С —1,5—2,2; FeTi—1,2 —2,0; графит —1,6— 2,0; стальная оболочка — до 100%. (Повышенная твердость наплавленного металла.)
Мп — 9—14; FeTi — 0 4—3,0; Сг — 17— 27; графит — 0,5—2,0. Лента стальная — до 100%. (Стойкость к высоким ударным нагрузкам.)
Ni—57—72;графит — 0,5—1,0; FeMn— 3,5—6.5; FeSi—0,5—1,5; CaF2 —11.5— 12,5; Fe (порошок) — до 100%. (Повышен
ная коррозионная и эрозионная стойкость наплавки.)
С —3—5; Fe—8—15; В, С — 3—4- №0—4—6; Si Са— 0,5—0,6; FeMn—1— 1,5;^ FeTi —10—15. (Повышенная износостойкость при трении о металл при повышенных температурах.)
Т а б л и ц в 8.3
НАЗНАЧЕНИЕ ПОРОШКОВЫХ ПРОВОЛОКСОСТАВОВ (1)—(61)
Преимущественное № состава
назначение Проволока Шихта
Механизированная на- плавка 3, 6 4, 8, 20,
Наплавка поверхностей для повышения нх стойкости к: \ 56
абразивному износу . . абразивно-ударному из- 37, 39 носу
динамическим н вибра- 1, 29, 43, 53,60 дионным нагрузкам . 25 4
износу прн трении. . . 25, 28, 29, 34, 36, 5, 8, 20,
износу при повышенной 37, 38, 39, 41, 55, 62 56
температуре
износу при высоких 15, 41, 62 удельных давлениях . коррозии в С1 и F при 30 700°С 32 коррозии н кавитации . 31 коррозии и износу . . . повышенным темпера- 2, 6, 26, 31, 61 турам 15, 36, 37, 41 51, 52
Ударным нагрузкам: прн низких температу- 50, 51
рах
прн повышенных тем- 9
пературах
Наплавка для повышения 21, 49, 59 52
твердости поверхности 20, 51,
Наплавка штампов и прессового инструмен- 16, 21, 24 54, 58
та
Сварка: 7
аустенитным швом . „ . 47
бронз
малоуглеродистой и низколегированной 33, 35 22
стали
полуавтоматическая и 10, 14, 23, 42, 46 автоматическая . . . вертикальных и пото- 23 11, 22
л очных швов 10 48
для заделки дефектов . 17 никеля и его сплавов . сплавов титана .... 57 чугуна (без подогрева) . 12 чугуна (с подогревом) . 1, 13,18, 19, 27, 40, 44, 45 ЭЛЕКТРОДЫ И ШИХТЫ ДЛЯ НАПЛАВКИ
Изменение или восстановление свойств поверхности металлических деталей или изделий путем наплавки на них сплавов различного состава может производиться кроме порошковой проволоки сплошными металлическими электродами (наплавочными), металлокерамическими электродами или присадочными прутками (лентой, брикетами), а также при помощи шихт — порошкообразных смесей, либо брикетов из
95
них, превращаемых в металлический расплав теплом электрической дуги.
Ниже приводятся составы некоторых электродов (Э) и шихт (Ш), применяемых на практике. В табл. 8.4 указаны основные назначения наплавок, выполняемых с помощью этих электродов и шихт.
Стержень: хромистая сталь типа Х13. Покрытие: СаСОэ — 41—43; CaF2 — 27—29; FeMn —4—6; FeSi—2—4; FeCr— 12—15; FeTi —6—8; Se — 0,5—2,5.
Стержень: кобальтовый стеллит. Покрытие: CaC03 — 46—48; CaF2 — 30—32; С — 9- 11; А1 — 10—12; Se — 0,8—2,0; Те —- 0,8—1,5.
Стержень: легированная проволока (типа Св08Х16Н25М6). Покрытие:
FeNb — 1—5; FeMn — до 18, жидкое стекло (сверх 10096) —18—30. Состав наплавленного металла: С < 0,2; Мп — 1—5; Si — 4— 7; Сг—15—20; № — 16—25; Мо — 5—11; Nb — 0,2—1,2. (Стойкость против скалывания при механической обработке.)
4 5
Со 35—40 28—32
FeMo 35—40 28—32
Fe 20—30 35—45
FeSi 0—2 0—1,5
Состав (4) — для однослойной. (5) — длямногослойной наплавки. Порошки смеши-ваются, прокатываются вхолодную, спе-каются, затем снова прокатываются в лентус оизг=40 кгс/мм2. После старения при
Сг —5—15; FeSi 4596-ный — 20—40; 600°' С 1 ч получает твердость И
6 7 8 9
С 5—5,5 5,5—6 0,01—5 2—2,5
Si 2—2,6 1.5—1,8 0,7—1,4 —
Мп До 1,5 0,5—0,7 — —
Сг 38—44 35—40 40—44 5—10
В . 0.8—0,85 0.7—8,5 —
Ti 0.5—1,1 — W — 21—25
Со — 4—8
V — — — 0,8—2,0
Fe — Остальное Шнхта (6) — для наплавки ТВЧ. Повышенная износостойкость и улучшенные технологические свойства; (7) — износостойкость при абразивном износе с умеренными ударными нагрузками; (8) — для работы в условиях абразивного износа и коррозионно-агрессивных сред. Изготовляется в форме сфероидизироваиного порошка оплавлением сухой смеси при 1350° С в свободном падении; (9) — для износостойких наплавок. Применяется в форме брикетов на органических связуюгцихлфи контактной сварке или наплавке.
В —0,04—0,3;FeCr —35—70;
Мп —2,6—9,8; С —0,15—0,8; Si—0,1—0,5; Ni — 0,8—2,8; В.,03 — 8—10; Ка,В.,07 — 4—5; Си — 0,3—2,8; SiCa — 1—2.5; CaF, — 0,5—1,5; Fe — до 100%- (Повышенная сопротивляемость динамическим нагрузкам).
FeCr — 76—80. FeMo — 4—6;
FeMn —12—2; FeSi—1—2; CaF2 —3—5; FeNb — 1,5—2;C — 8,5—9,5. (Стойкость
к абразивному износу).
Сормайт — 75—76; флюс — И—13; электрокорунд—12—13. (Сниженная хрупкость).
ТВЧ. Сормайт № 1—79; борный ангидрид—12; обезвоженная бура—5,5; крепитель ПТ —3,5.
Стержень:С —0,1; Si — 7,5—8,5; Мп — 1— 2; Сг—19—22; Ni —16—18; Fe —до 10096.
14 15
СаСОэ 28 24
CaF2 19 14
тю2 4 4
FeSi 32 44
Ni 17 14
Жидкое стекло (сверх 10096) 25—30 25—30
Состав (14)—-при употреблении 7596-ного ферросилиция; (15) — 4596-ного ферросилиция, Отношение веса покрытия к весу стержня 57—5996 при 7596-ном FeSi и 72— 7496 —при 4596-ном FeSi. (Стойкость к эрозии, задиру, межкристаллитной коррозии.)
16. СаСОз — 34—46;CaF,— 13—18;
FeSi—2—4; FeTi —9—11; релит — 2—5; FeCr — 10—12; Fe V — 3—5; Mo — 8—12; Ai — 1—2; C — 1—2.
Применяется на любом стержне. (Теплостойкость и износостойкость.)
A Б
С 0.5—0,8 0,l—0,2
Ni 0,4—12 —
FeV — 12—1,8
FeW 5—7
FeMn 0,7—1.0 0,3—0,6
FeMo 0.9—1,4 —
FeSi 0,4—0,8 0,7—1,0
FeCr 5—7 6—12
Fe До 100% До 10096
(Повышенная твердость и износостойкость.)
С —2—4; СаСОэ — 18—22, CaF.—14— 18; FeB — 2—2,7; FeW —25—32,5; FeV —12— 16; FeMo—3—4; FeCr — 10—13; FeTi —2—5. Отношение ферромолибдена к ферробора лу —1.5.
Fe — до 100; Si — 2—2,6; Мп — до 1.5; С —5—5,5; Сг —38—44; Ni—1—1,8. (Повышенная износостойкость и улучшенные технологические свойства.)
Fe — до 100%. В —0 8—0,85; Si— 1,5— 1.8; Мп —0,5—0,7; С —5,5—6; Сг —35—40; Ti — 0,5—1,1. (Износостойкость при абразивном износе с умеренными ударными нагрузками.)
96
В —0.7—8,5; Si — 0,7—1,4; С—0.01—5; Сг — 30—44; Fe—до 100. (Для работы в условиях абразивного износа и коррозионно-активных сред.)
С — 2—2.5; Сг — 5—10; W— 21—25; Со —4—8; V —0,8—20; Fe —до 10096-
А1 — 0.1—0.7; В — 0.4—1.3; Fe — 1,0— 3,0; Si —4,0—7,5; С —0,2—0,8; Сг —18—27; Се — 0,01—0,12; № — до 10096. (Стойкость к задиранию, коррозии, эрозии).
В —2—5; V —1,5—2; W —18—22; Fe —3—8; Со — 10—20; Si —2—5; Мо—4—5; С — 0.1—0,3; Сг — 4—5; Ni —до 10096. (Повышенная износостойкость, хорошая смачиваемость при пайке. Повышенная теплостойкость.)
V — 0,7—1,2; Si —2—5; Мп —1,0—1,5; Мо —0,8—1,0; Nb — 0,3—0,5; Ti — 0,3—0,5; С —3,5—3,8; Сг —26—30; Fe —до 10096-
TiB2 —0,5—20; Ni —до 10; В4С — до 10096, (Повышенная пластичность и устойчивость к абразивному износу при ударных нагрузках.)
Шихта для индукционной наплавки.
Борный ангидрид — 3,1—3,7; бура обезвоженная— 1,7—2,0; литий углекислый—1— 1,2;силикокальций — 0,5—0,6;твердый
сплав — 87—89; флюс плавленый высоко- кремнемарганцовистый — 4,7—5,5.(Повы
шенная скорость всплытия неметаллических включений).
Si — 0,8—2,5; В — 1—1,8; С — до 0,3; Fe — до 1; Си — до 7; Ni — до 100%. Сумма Si+B=2,6—3,8; Si/В=0,5—2Д (Твердость наплавки близка к твердости серого чугуна).
С —0,2—0,4; Ми — 6—8; V — 0.3—2,0; Мо—0,3—2,0; N2—0,1—0.5; Ti—0,1—0,5; Si —0,1—2,0; Al—0,1—0,5; Fe —до 10096. (Повышенная ударно-абразивная и контактно-ударная прочность).
д Сг —24—26; С —1—2; А1 — 3—6; Ti — 1—2; V — 0,8—1,5; Fe — до 0,4; В — до 0,008; Ni — до 10096. (Повышенная износостойкость к истиранию при высоких температурах).
Fe — до 0,4; В — до 0,008; Сг — 24— 36; С — 1—2; А1 — 4—8; Ti — 1,5—3; Ni — до 10096. (Улучшенные технологические свойства).
С — 3—3,2; Сг — 30—32; Мп —0,5—0,7;
Si—1—1,5; Fe —до 100 96. (Повышенная стойкость к ударно-абразивному износу).
FeCr (углеродистый) —17—60; Мп —0,5—8,5; С —1,5—3,2; Si —0.5—4,0; N1 — 0,35—6,1; В —1,0—3,0; W —1,0—2.5;
— 0 4—0.8; борный флюс —12—15; Fe — до 10096. (Повышенная износостойкость наплавки и сниженная температура плавления шихты).
С < 0,1; S1 —0,4—0,6; Мп — 0,4—0,6; Сг —32—36; Ni —7,5—8,3; Мо —2.2—2.8; N2— 0,35—0,55; Fe — до 10096. (Повышенная стойкость в среде высокой агрессивности).
С — 0,6—0,7; Si — 0,4—0,8; Мп — 0,6— 1.0; Сг — 12—14; Мо — 0.5—0,9; W — 0,5—7.5;
— 0,4—0,6; Fe — до 100. (Повышенное качество наплавленного металла).
Ni — 3—4; Мо —0,5—1.0; С г — 0,5—1,0; А1—9—11; Си — до 10096. (Повышенная
коррозионная стойкость в щелочной среде и в парах скипидара).
С —1.6—2,0; Si — 0,1—1,2; В —0,01— 0,2; Sb —0,01—0,2; Сг —25—32; № — 0,1— 2,0, W — 7—11; Fe — 0,1—3,0; Мп — 0,1—1,2; Со — до 100%. (Повышенная твердость и износостойкость и сниженная температура наплавки).
С < 0,1;Si — 2—4; Мп — 0.5—1.5;
Сг—27—33;Ni — 5—8,N2 — 0,15—0.4;
V — 2—4; Fe — до 10096- (Повышенная твердость и износостойкость.)
С —3,7—4,2; Сг—10—12; Si —5—6; Мп — 5—6; Fe — до 10096- (Повышенная стойкость к абразивному безударному изнашиванию).
Твердый сплав типа „Сормайт* —51—
81; карбидывольфрама — 7—30;ко
бальт—1—6; флюс на основе борсодержащих компонентов — 10—15. (Сниженная хрупкость наплавленного металла).
СаСОд —40—60;CaF2 —21—24; FeMn — 7—10; FeSi — 7—10; Al — 1—2,5; Si02 —5—10; AlF3-3NaF —2—6; Na2C03 —
2,2; Zr—1—8. (Повышенная плотность наплавленного металла, улучшение сварочно-технологических свойств.) ^
Таблица 8.4
ОСНОВНЫЕ НАЗНАЧЕНИЯ НАПЛАВКИ ЭЛЕКТРОДАМИ (Э) И НАПЛАВОЧНЫМИ
ШИХТАМИ (Ш)
Основные назначения № составов
э ш
Наплавка поверхностей . деталей для повышения устойчивости к: абразивному н фрикци- онному изнашиванию без ударных нагрузок 4, 5, 17,34, 9, 18, 33
абразивному изнашиванию с умеренными ударными нагрузками 35, 37,38, 39 7, 11, 12, 20
абразивно-ударному износу 25, 29, 32, 42 10, 26, 40
абразивному изнашиванию в коррозионно- агрессивной среде . . 14, 15 8, 21, 22, 23
изнашиванию в условиях иагрева до высоких температур . . 14, 15, 3, 30 коррозионному действию среды 14,15, 34, 36 иагреву до высоких температур ...... 3, 14, 15 16
Наплавка металлорежущего инструмента . . . 24 16
Наплавка штампов .... Наплавка бронзой .... 41 Наплавка хромистой сталью 1 Наплавка никеля 31 Наплавка чугуна 28 м стеллитом . . . 2 Наплавка с нагревом ТВЧ 6, 13, 19, 27
Повышение твердости поверхности 16, 18
Повышение износостойкости при наплавке ТВЧ 37, 38, 39 6, 13, 19, 27
Повышение износостойкости прн контактной наплавке . . 9
4 Л, Я. Попилов
97
FeMn — 6—7; CaFo —6—8;гра
фит —2—2,2; FeTi — 8—10*; SiMit — 4—5; Na2C03— 0,5—0,8; FeCr — до 100%. Стержень— сталь. (Повышенная стойкость к ударно-абразивному износу).
ФЛЮСЫ И ЭЛЕКТРОДНЫЕ ПОКРЫТИЯ
В известной мере особую группу технологических материалов составляют разнообразные по природе и свойствам материалы, используемые в качестве защитных, легирующих и шлакообразующих (флюсующих) в сварочной технике и технике пайки. Основным назначением этих материалов является: 1) защита расплавленного металла от соприкосновения с атмосферным воздухом, предотвращение окисления и насыщения металла газами; 2) введение в состав металла сварочной ваниы различных добавок (легирующих элементов); 3) удаление в виде шлака вредных примесей (серы, фосфора) из расплавленного металла; 4) улучшение смачивания припоем соединяемых пайкой поверхностей.
ФЛЮСЫ ДЛЯ СВАРКИ И НАПЛАВКИ
Сварочными флюсами называются измельченные в порошок смеси или сплавы различных минеральных веществ (преимущественно окислов металлов), применяемые при автоматической или полуавтоматической электродуговой сварке для защиты расплавляемого металла от кислорода и азота воздуха; для снижения потерь тепла дуги; для замедления затвердевания расплавленного металла с целью облегчения выхода из него газов, для повышения устойчивости горения дуги и еще для ряда других целей, среди которых — легирование металла шва элементами, содержащимися в составе флюса.
В общем виде флюсы можно рассматривать как разновидность электродного покрытия, но отделенного от сварочной проволоки и совмещающегося с ней лишь в процессе сварки. Такой подход, несмотря на некоторую условность, облегчает понимание механизма действия флюса и подбор рациональных составов флюсов.
Исходными материалами для приготовления флюсов служат в основном те же вещества, которые используются в производстве электродных обмазок.
В зависимости от химического состава флюсы разделяют на кислые, основные и нейтральные. По характеру взаимодействия с наплавляемым металлом — на пассивные и активные. В зависимости от способа изготовления различают флюсы плавленые и неилавленые (керамические).
Плавленые флюсы, получаемые расплавлением смеси компонентов (шихты) и дроблением охлажденного расплава, предпочтительны, так как не содержат гидратных или карбонатных соединений, разлагающихся при плавлении, и не выделяют газов
при нахождении в зоне дуги, а также более однородны по химическому составу.
Керамические флюсы, готовящиеся так же, как сухая шихта электродных обмазок, и флюсы из измельченных природных минералов перед использованием прокаливают для обезвоживания.
Подбор составов и вида флюсов для тех или иных условий применения осуществляется на основе достаточно изученных теоретических положений, однако в силу ряда обстоятельств существует и применяется весьма большое число флюсов, составы которых в значительной мере подобраны эмпирическим путем.
Ниже приводятся составы различных флюсов для сварки и наплавки различных черных металлов и сплавов.
Составы керамических сварочных флюсов (% вес.). Сварка малоуглеродистых сталей. 1. Si02—14—16; ТЮ2 — 18—25; FeO —17—25; А12Оэ — 3,5—5; Na,0—2,5—3,5; CaF, — 9,2—9,9; Mn — 11— 13; Si — 11—12; Fe — 4—7.
SiOs —14,3—16,3;ТЮ2 — 21—30; FeO —20—29; A1,0,-3,5—5; Na-O —2,2— 3,0; CaF2 —9,2—9*9; Mn —11—13; Si —5,7— 6.3; Fe—2,4—5.
Si02 —8,0—10,0;NasO —1.5—2.0; CaC03 —42—46, CaF2 —11—12; Mn—2,5— 2,8; Si — 1.7—1,9; Ti — 0,8—1,0; Al —1,6—1,9; Fe — 6—8; MgO —17—19.
Si02 — 25,4—32,9;NasO — 1,0—2,2; CaF2 — 9,2—9,9; Si —7,2—7,8; Fe—2.2—2,8; Mn02 — 48—54.
Гематит — 10—30;CaC03 — 5—20;
нефелин — 10—20; рутил — 10—30; FeMn—
20; FeSi—3—10; FeTi —1^10; целлюлоза— 2—5.(Прочноплотные швы,
улучшенная отделяемость шлака из глубоких разделок.)
Si02 — 75—80; Ti02 — 2—5; жидкое стекло — до 100%. (Повышенное качество шва.)
Доломит — 30—50; 3NaF- A1F3 — 8—15; марганцевая руда — 1,6—6,0; рутил—20— 35; FeMn — 2—8; FeMo — 2—10; FeSi — 1—3, FeTi — 3—10. (Повышенная пластичность и вязкость шва при отрицательных температурах.)
Алюминий (порошок) — 2—5; гема
тит— 10—12; глинозем—14—20; магнезит — 22—20;марганцевая руда — 2—5;
мрамор — 3—8; плавиковый шпат — 20—30; полевой шпат — 3—8; рутил — 3—9; ферромарганец— 0,2—2; ферросилиций —• 0,2—2; ферротитан — 0,2—2,5. (Повышение механических свойств при сварке высокопрочных термообрабатываемых сталей).
Сварка легированных сталей. 9. SiO-j — 4—5,5; Ti02 — 14,5—15; Na,0 —1,5—1,9; СаСОэ — 47—51; CaF, —
19,8;Mn—1,1—1,3;Si—2,3—2,7;
Ti —1,7—1,2; Al —0,1—0,3; Fe —5,7—7,7; Cr—1,3—1,8; V —0.17—0,27.
Si02 — 4—-5.5;TiOs — 14,5—15; Na20 —1.5—1,9; CaCOs—48—52; CaF2—18,4— 19,8; Mn —3,6—4,3; Si —1,5—1,7; Ti—1.0— 1.2; Al—0,1—0,3; Fe —5,0—6,3.
SiOg — 4—4,5; ТЮ, — 14,5—15; Na20 —1.5—1,9; CaC03 —54—58; CaF2—
98
19,8; Mn —1,3—1.6; Si — 3,2—3,5; Ti —
1,2; A1 0,1—0,3; Fe—.5,0—7,0; Cr —
1.7; Ni —1,5—1,6
Si02 —4—5,5;ТЮ2 — 14,5—1,5; Na,0 — 1,5—1,9; CaC03 — 49—58,8;
CaFo —18,4—19,8; Mn —0,6—0,8; Si —0,8— 1,1; Al —0,1—0,4; Fe —4,7—5,3; Ni—3,8—4,0.
Si02 — 4—6; ТЮ2 — 14,5—15;
A1203 — 4,5—5; NasO — 1,5—2; CaC03 — 54— 58; CaF2 — 5—6; Si — 3,6—3,9; Fe — 1,1—1,4; MgO — 8,5—11. (S и P во всех флюсах — не более 0,1—0,1596.)
Составы (1) — (4) и (9) — (13) при промышленном выпуске соответствуют маркам:(1) — К-1;(2) — К-2;(3) —К-4;
(4) — К-11; (9) — КС25ХГФ; (10) —КС12Г2А; (11) — КСЗОХГСНА; (12) —КС12НЗ; (13) — К-8.
Плавиковый шпат — 86—92; борный ангидрид — 8—12. При сварке аустенитной проволокой, не содержащей бора, он обеспечивает легирование металла шва бором в пределах 0,2—0,596-
CaF2 —31—35;А1203 — 20—24;
SiOa — 20—23; MgCOs —13—16; (К20+ +Na20) —0,5—0.8; AlF3-3NaF —6; MnO —
9.
Бескислородные флюсы. 16,а— SiOa — 5; CaF2 — 92; б—Si02 — 2; CaF2 — 75—85; NaF —15—25.
CaF2 — 60—85;NaF —5—18;
A12Os —5—10; A1FS —0—15; BaCl2 —0—5; BaF2 —0—5; Si02 — 0—10; CaO — 0—10; NaaO —0,5; K20 —0,5; KC1 —5—10.
Cr2Os —85—90; ТЮ2 —10—15. При сварке высоколегированных сталей: Сг203 —10—20; ТЮ2 — 80—90.
Составы керамических флюсов для наплавки штампов и металлорежущего инструмента.
CaCOs— 40—43; CaF2 — 5—6; ТЮ2— 5—6; SiOa —8—10; Na90 —1,5—1,7; Si —до 0,7; Cr—16,5—18; Ti — 3,5—4; Al —0,7—1,1; Fe —14—19; C —2,5—3.
CaC03 — 38—42;CaF2 —5—6;
ТЮ2 — 5—6; Si02 — 8,6—10; Na,0 — 1,5—1,7; Si—до 0,7; Cr —16,5—18; " Ti —3,5—4; Al—0,7—1,1;Fe —14—19;C —2—2,4;
Mo —0,8—1,4.
CaC03 —31,5—33,5; CaF2 —8—10; ТЮ2 —8—9; Si02 —4—5,5; Na20 — 1,4—1,6; Si —до 0,7; Cr —4,9—6,2; Ti —0,7—1,0; Al —0,6—0,9; Fe — 17—20; C — 1,5—1,8; Be — 0,4; V — 4—5,5; W — 13,5—15.
CaC03 — 40—43;CaF„ — 8—9.5; ТЮ2 — 13,5—14,5; SiOa — 3—5; Na20 —1,5— 2,0; Si —2—2,5; Cr — 3—3,6; Ti —1—1,5; Al—0.2—0,3; Fe —10—14; C —0,4—0,55; Mn —0,7—1,0; V —0,4—0,7; W —10—12.
CaC03 —37—40;CaF2 —8—10;
Si02 — 8,6—10; NaaO— 1,5—1,7; Si — до 2,4; Cr —17—18,5;Fe —7—10;C — 2—2.3;
MgO — 12—14; Be —2,8—3,0. (S и P во всех составах — до 0,196).
Составы (1) — (5) при промышленном выпуске соответствуют маркам:(1) —
КСХ12Т; (2) — КСХ12М; (3) — КСР9Р; (4) — КСЗХ2В8; (5) — КСХ14Р.
С— до 2,5; FeTi— 0,8—1,5; FeCr— 2,5— 3; высококремнистый марганцовистый плавленый флюс — до 100%.
Мартеновский шлак — 5—50; плав
леный флюс — до 10096- Состав плавленого флюса: В203—-59,4; Na2B407— 30.7; SiCa — 9,9. Состав мартеновского шлака: Si02—15,8—19,5; FeO— 5,5—12; MnO—4,3— 5,7; СаО —4,26—50,2; MgO —8,09—17,6; А1203 — 4,05—9,96; Сг203 — 0,3—2,5; Р2Об — 0,5—0,9.(Хорошее самопроизвольное
шлакоотделение).
Н3В03 — 50—55; Na2Si03 — 14—20; SiCa — И—18; ZrSi04 — 12—20. (Повышенная износостойкость).
С — 2—2,2; высококремнистый плавленый флюс—-до 10096; FeMo—2,7—3; FeCr —2,4—2,5.
Состав высококремннстого флюса: Si02 — 44—44; MnO — 34—38; CaF2 — 4—55; MgO — 5—7,5; Mn203 — 0,1—0,3; CaO — до 6,5; A1203 —до 45; Fe203 — до 2.
ТЮ2 —9—11;A1203 — до 100; Si02 — 9—11; MgC03 — 14—16; CaF2 — 23— 27; FeMo —6—10.
H3B03 —до 100; Na2C03 —10—23; KZrF4 — 3—10. (Повышенная активность.)
Составы керамических флюсов для сварки и наплавки.
. 30. А1 —1—2; А12Оэ —15—25; MgC03 — 25—32; СаС03—5—10; CaF2—26—30; FeMn — 2—3; FeTi — 0,5—1,5.
Al —0,5—3;волластонит — 10—40;
гематит — 1—3; глинозем — 6—20; магнезит— 30—50; марганцевая руда—2—8; мрамор — 5—12; плавиковый шпат — 1—20; ферромарганец — 0,2—5;ферросили
ций — 0,2—5; ферротитаи — 0,2—5. (Повышенная пластичность шва при отрицательных температурах.)
Гематит — 1—3; глинозем—8—12; кварц — 3—5; магнезит — 32—38; марганцевая руда — 1—4; мрамор—20—24; пе- ровскит —12—18; плавиковый шпат — 12— 16; ферроалюминий — 0,5—0,8; ферротитан — 0,2—0,5.
Fe —18—22; Si02—7—9; CaC03— 34— 38; CaF2 — 20—24; FeMn — 4—5; FeSi —5—7; FeTi—7—9; жидкое стекло (сверх 100 96)—15.
А1003 —15; MgC03 —14; СаСОэ — 15;
CaF2 —30; FeSi—2;Сг203—10; Ti—4;
Cr —10; жидкое стекло (сверх 100 96) —20.
Al — 1—3; А1203 — 15—25; MgC03— 25—32;СаС03—5—10; CaF2 — 26—30; полевой шпат — 3—8; FeMn — 2—3; FeTi — 0,5—1,5; FeCr—-7—9; жидкое стекло (сверх 10096) —17—22.
А1 —1,5 — 2,5;А1203 — 10 — 14;
MgC03 — 20—25; СаСОэ — 6—8; CaF2 — 20— 25; полевой шпат — 4—6; FeMn—-3—10; FeTi — 0,5—1,5; FeCr — 15—25.
А1203 —53; SiC —1; MgCOs —5; CaF2 —37; FeMn —3; FeTi —1.
A1203 — 20—24; Si02 — 20—23; 3NaF-A1F3 — до 6; MgC03—13—16; CaF2 — 39—45; марганцевая руда — 6—9.
С aC03 — 4—6;CaF2 — 4—6;
FeMn — 6—8; шамот — 80—85;жидкое
стекло (сверх 10096)—15—20.
FeMn — 1—50; FeTi — 1—60; FeCr — до 10096. Предназначен для сварки совместно с порошковой проволокой, содержащей немагнитные компоненты. Весовое содержание подаваемых в зону дуги материалов РщА-Рф1Роб — не менее 1.5.
99
(Рф — вес магнитного флюса: Рш — вес шихты порошковой проволоки; Я0б — вес металлической оболочки).
FeTi — 0.8—1,5; FeCr— 2,5—3; высококремнистый марганцовистый плавленый флюс — до 100%. Можно вводить до 2,5% графита. (Наплавка высокой износостойкости и усталостной прочности).
SiO,— 17—22;CaF9 —35—46;
Ti02—18—30; MnO —10—20; СаО — до 5. (Повышенная вязкость и пониженное содержание водорода в металле шва.)
FeV —1,5—7,5; FeW — 2—7.5; FeSi—
13; FeMo — 5—15; FeTi — 3—10; плавленый флюс — до 100%. Можно вводить дополнительно: FeMn — до 3; А1 — до 2; СаС03 — до 0,5. (Повышенное качество наплавки, улучшенная обрабатываемость режущим инструментом, повышение горячей твердости, стабилизация структуры наплавки.)
MgC03 —21—23; FeMo —1; AI203 —
30—35; Si09 — 8,5—8,9;CaF2 — 20—20,8;
FeTi — 0,6—if FeMn —3,5—4; FeCr —3— 3,5; Ni —до 100%. (Повышенная износостойкость при ударных нагрузках, трении о металл и низких температурах.)
FeCr — 12—36; SiCa — 2—3; А1 — 2— 3; Si02 —16—19; Al203 — 17—20; CaF2—15— 18; MgC03—10—16 Можно дополнительно вводить С до 2% и В4С — до 8%. (Повышенная стойкость наплавленного металла в условиях абразивного износа, улучшенное формирование металла и отделимость шлаковой корки.)
FeMn — 1,5—2,5; Fe (порошок) — 50— 55; цирконовый концентрат — 0.1—1; плавленый флюс—до 100%. (Повышенная рас- текаемость и улучшение формы наплавленного металла).
Флюсы для газовой сварки серого чугуна. 47. Nа2В407.
Na2B407 — 5; Na2COs— 22; K2C03— 22.
Na2B407 — 50; NaHCOs — 47; SiO, — 3.
NagCOa — 50; NaHCOg —50.
Na2B407—23; Na2C03—27; NaN03— 50.
Na2B407 —18; Na2C03 — 25; NaN03— 56,5; Li2C03— 0,5.
Флюсы для электрошлаковой с в a p к и. 53. Si02 — 38—36; А1203 — 11—15; МпО — 21—26; СаО — 4—7; MgO — 5—7; Fe203 — не более 1,5; CaF2 — 13—19; S — не более 0,15; Р — не более 0,15.
SiO, —35—38;А1203 —до 5,5; МпО—28—32; СаО —4—8; MgO—до 10; (K20+Na20)— 3—4; Fe203 — не более 1,5; CaF2 —12—16; S — не более 0,15; Р — не более 0,15.
Si02 — 18—21,5;А1203 — 19—23;
МпО — 7—9; СаО — 12—15; MgO — 11,5—15; (K20+Na20) —13—1,7; Fe203 — не более 1,0; CaF2—-20—24; S—не более 0,05;.Р— не более 0,05.
Si02 — 46—48; А1203 — до 3; МпО — 24—26; СаО —до 3; MgO — 16—18; (К20+ +Na20) — 0,6—0,8; Fe203 — не более 1,5; CaF2 — 5—6; S — не более 0,15; Р — не более 0,10.
Si02— 6—9; СаО—12—15; MgO—2—4; CaF2 — 33—40; S — не более 0,10.
10Q
Si02 —до 5; ТЮ2 — 30—40; CaF9>92, S — не более 0,10.
59 СаО—20; CaF2 — 80.
А1,03 —35; CaF2 —65;
SiOa< 4,0; А1203 — 20—27; МпО — 0.3; СаО —16—23; MgO — 3,0, Fe203 — не более 1,5; CaF2 —45—60; S — не более 0,5; Р—не более 0,04.
Составы (53) — (61) при промышленном выпуске соответствуют маркам: (53)—АН-8; (54) — АН-8М; (55) —АН-22, (56) —ФЦ-7; (57) — АН 25; (58) — АНФ-1; (59) — АНФ-7; (60) —АНФ-6; (61) —48-ОФ-6.
LiF—20—50; NaF — 30—60; CaF2 —
10—40, а также его модернизация для работы при низких (10—20 В) напряжениях;CaF2 — 65—70;NaF — 25—30;
A1F3 — 5—10. (Флюс отличается высокой жидкотекучестыо и электропроводностью).
A1F3 — 5—10; CaF2 — 65—70; NaF— 25—30. Рекомендуется для работы при напряжениях 10—20 В и силе тока 10— 15 кА.
64 65
MgF2 40—50 20—30
MgO 5—10 10—20
CaF 2 40—50 До 100%
NaF 5—10 —
Флюс (65) дает лучшее качество металла, особенно на переменном токе.
Таблица 8.S
НАЗНАЧЕНИЕ ФЛЮСОВ ДЛЯ СВАРКИИ НАПЛАВКИ ЧЕРНЫХ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ
Основное назначение состава
Автоматическая сварка: аустенитного биметалла .... 34
котельных сталей 15, 38
малоуглеродистой стали .... 5, 8, 30, 31, 39
низколегированной и малоуглеродистой стали 33
теплоустойчивой низколегированной стали 42
Автоматическая с намагничивающимся флюсом 33
Наплавка, повышающая стойкость поверхности к: абразивному износу ...... 28, 37, 45
износу при тренни 36, 40, 41, 43, 44, 45
удару и трению прн низких температурах 44
Наплавка с намагничивающимся флюсом 40
Наплавка, повышающая твердость поверхности 24, 25, 26, 27, 28,
Наплавка твердого сплава . . . 29, 35, 37 25, 26, 29
Наплавка штампов и металлорежущего инструмента 19, 20, 21, 22, 23
Сварка газовая серого чугуна . . 47, 48, 49, 50, 52
Сварка механизированная и ручная электродуговая: высокопрочной стали ..... 32
высокоуглероднстой низколегированной стали 18, 32
легированной стали 9, 10, 11, 12, 13,
малоуглеродистой стали .... 1, 2, з/4, 6, 7, '46
углеродистой стали 30, 31
Электрошлако в ая сварка при низких напряжениях 14, 53, 54, 55, 56,
Электрошлаковая наплавка . . . 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63 62
. переплавка чугуна 64, 65, 66
метиловый
MgO — 45—55; В203— 45—55. (Наряду с рафинированием легирует чугун до 0,1% В.)
Флюсы для сварки и наплавки цветных металлов и сплавов (назначения см. табл. 8. 6.). 1. СаСОэ — 28; полевой шпат —57,5; CaF2 —8,0; борный шл ак — 3,5; древесный уголь — 2,2; А1 — 0,8.
Борный шлак — 7,6; флюс ОСЦ-45— 77; сода кальцинированная —15,4.
Плавленый флюс для сварки и наплавки меди: Si02—-16—22; А1203— 25—35; MgO —5—10; СаО —5—15; CaF2 — 20—25; МпО < 0,5; NaF—5—15.
Таблица 8.6
НАЗНАЧЕНИЕ ФЛЮСОВ ДЛЯ СВАРКИИ НАПЛАВКИ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВИ СПЛАВОВ
Свариваемые металлы н вид сварки № состава
Алюминий и алюминиевые сплавы:
автоматическая дуговая сварка 31, 32, 33
газовая сварка 22, 23, 24, 25, 26,
дуговая сварка угольным электродом 27
28, 29, 30
электрошлаковая сварка .... 34
Бронза:
электродуговая сварка .... 3
ручная электродуговая сварка угольным электродом .... 12, 13, 14
металлическим электродом . . 15, 16
Латунь:
автоматическая сварка .... 1, 2
газовая сварка пропан-бутано- вым пламенем 9, 10, 11
Медь:
автоматическая сварка .... 1, 2
газовая сварка пропан-бутано- вым пламенем 5, 6, 7, 8
электродуговая сварка и наплавка 3, 4
Никель 35
Титан н его сплавы 17, 18,19, 20, 21
Исходные материалы: глинозем, кварцевый песок, магнезит, флюоритовый концентрат, фтористый натрий. Плавка в электропечи. Грануляция в воду. Применяется при наплавке и сварке бронзы электродными лентами.
Для снижения пористости при сварке меди под флюсом рекомендуется Ьод слой флюса (на стык свариваемых изделий) насыпать порошок или крошку фторопласта в количестве 10—15% от веса расплавляемого при сварке флюса. Фтор, выделяющийся при разложении фторопласта, снижает концентрацию водорода в металле сварочной ванны.
Na2B407 —100%.
Н3ВО3 —50; Na2B407 — 50.
Н3ВО3 —10—20;Na2B407 — 60—70; NaCl— 20—30.
Na2B407 — 50; Si02 —15; древесный уголь — 20; NaH2P04— 15.
Кромки зачищают или травят азотной кислотой с промывкой в воде.
Na2B407 —100%.
Na2B407 — 50; HaB03 — 35; Na3P04 —
И. Метилборат — 75;спирт — 25.
Перед сваркой наносится на кромки ли-ста и в небольшом количестве на обратнуюсторону шва. При сварке флюсом покры-вают нагретый присадочный пруток. Варитьпри температуре не выше 1000° С.
Борныйшлак — 75—80;жидкое
стекло — 20—25.
Криолит — 80;фтористыйна-
трий — 20.
Древесный уголь — 2—5; криолит —35; хлорис: ыи калий — 50; хлористыйнатрий — 12,5.
Криолит — 85; фтористыйна-трий— 15.
Гранит—16; криолит—15; мра-мор— 48; фтористый натрий — 21.
Флюсы для сварки титановыхсплавов:
17 18
CaF2 77,5—79,5 85.5
NaF 1.5 1.5
BaCI2 19.0—21,0 10.0
Шихта: Ti — 95—97; CaF2 — 2,5—5.
Связующее:смола БМК или акрило
вая—80—100% от шихты.
MgF2 —70—98,5; ТЮ2— 1,5—30.
Шихта: Н3В03 — 50—60; KF — 40—
35;CaF2 — 10—5.Связующее — этил-
силикат.
Флюсы для сварки алюминия и его сплавов.
Для газовой сварки применяются флюсы:
KCI—79; NaCI —16; KHS04 —5.
KCI —50; NaCl—28; LiCl—14; NaF —8.
KCI — 50;LiCI — 32;NaF — 10;
ZnCI2 — 8.
KCI —45; NaCl —30; LiCl — 15; KF —7; KHS04 —3.
BaCI2 —48; KCI —29; NaCl—19; CaF2— 4.
KCI —51; NaCl —41; NaF —8.*
KCI—50; NaCl —20; 3NaF-A1F3 —
30.
KCI —50; KF—50.
KCI—79; NaCl —16; KHS04—5.
KCI—50; LiCl—30; 3NaF-AIF3—20.
BaCl2 — 47; KCI —47; Cr203 —2; 2
Зз! KCi—38; NaCl—15; 3NaF-AIF3 — 44; Si02 — 3; 10%-ная КМЦ —14—16%.
LiCl—70—90; LiF —10—30.
A1 — 1—5; CaF2 — 75—85; полевой шпат — 4—6; ВаС12 — 8—18; NaF — 2—5.
ЭЛЕКТРОДНЫЕ ПОКРЫТИЯ (ОБМАЗКИ)
Электродными покрытиями или обмазками называются наносимые на поверхность сварочных электродов и закрепляемые на ней составы (смеси), содержащие различные металлические и неметаллические вещества, предназначенные принимать в по
101
следующем непосредственное участие в сварочном процессе, способствуя оптимизации его протекания и обеспечению заданных свойств сварного шва.
В процессе сварки они обеспечивают устойчивость горения дуги, создание необходимой газовой атмосферы в зоне сварки, образование шлака заданного состава, ввод легирующих компонентов в состав расплавленного металла и сварного шва, раскисление металла шва и ряд других свойств.
От состава электродного покрытия в определенной степени зависит степень проплавления. основного металла, скорость плавления электрода, значение коэффициента наплавки, величины потерь металла на угар и разбрызгивание, вид образующегося шва и другие характеристики.
Состав электродного покрытия должен быть технологичным, легко наноситься на электрод, приобретать через заданное время необходимую механическую прочность, не изменяться при длительном хранении, в том числе в неблагоприятных условиях и Т. д.
Одновременное удовлетворение всех требований, перечисленных выше, достаточно сложно и не всегда осуществимо. Этим обусловливается, в частности, существование большого числа различных рецептов покрытий, каждое из которых предназначено удовлетворять какому-либо требованию из указанных выше. Методы подбора состава покрытий и технология их изготовления подробно освещены в литературе. Здесь же приводятся рецепты некоторых ооставов электродных покрытий, преимущественно общего назначения, для сварки сталей различных классов и составов специализированных покрытий и покрытий электродов для сварки цветных металлов.
Во всех составах электродных покрытий связующим служат водные растворы натриевого жидкого стекла. При нанесении покрытий окунанием применяется раствор плотностью 1,34—1,36 г/см3; содержание его — в пределах 45—50 % к весу сухой шихты.
При нанесении покрытия опрессовкой концентрация жидкого стекла 1,50— 1,52 г/см3, а расход его — 26—32% от сухой массы. Для повышения пластичности покрытия и снижения расхода жидкого стекла применяется присадка натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы (Na-КМЦ) в количестве 1—2% от веса сухой шихты.
Покрытия электродов для сварки черных металлов и сплавов (% вес.). Сварка углеродистых и низколегированных сталей. 1. Г лина формовочная (или бентонит) — 1; двуокись титана — 37; крахмал—9; ферромарганец—10; шпат полевой—-13.
Глина формовочная (или бентонит)— 1; СаС03 — 53; SiOz — 9; силикат натрия (глыба) •— 4; Nа2С03 —-1.6;FeMn — 2; FeSi —3; FeTi— 14; CaF2 —18.
CaCOg — 53; Ni — 3; Si02 — 8; силикат натрия (глыба) — 2; Na2COg—1,5; FeSi — 2,5; FeMn—2; FeTi—15; CaF2 —18.
Глина формовочная (или бентонит) —2;
ТЮ9 — 5;Mn — 10; CaC03 — 37—40;
Na2C03 — 1; FeV —6;FeMo —1,5; FeSi —3; Cr —0,5; CaF? —32—34,5.
Глина формовочная (или бентонит) —1; CaC03 — 53; песок кварцевый или кварц —9; силикат натрия (глыба) — 4; Ка2С03—1,6; FeMn — 2; FeMo—2,5—3; FeSi—3;FeTi—10,5; FeCr —2,5—3; CaF2 —18.
Гематит — 33; гранит — 32; крахмал—5; ферромарганец — 30.
Двуокись титана—22; доломит — 22; каолин — 6; крахмал — 4; ферромарганец— 6; ферросилиций — 5; шпат плавиковый —18.
Глина формовочная (или бентонит) —1; CaCOg — 57,5; силикат натрия (глыба) — 4; N а2СОд—1.6; FeMn — 2,5; FeSi— 4; FeTi—2,5; CaF2 —33,5.
Глина формовочная (или бентонит) —2; Мп —3; CaCOg —38; SiO, — 5; Na2C03 — 1; FeSi —1; CaF2 —27.
Глина формовочная (или бентонит)— 1; CaCOg — 53; Si02 — 9; силикат натрия (глыба) — 4; Na,C03 — 1,6; FeMn — 2; FeTi—10,5; CaF,— 18."
Составы(1)—(10) при промышленном выпуске соответствуют маркам: (1)—ОММ-5; (2) —УОНИ 13/45;(3) —Э-138/45Н;
(4) — ЭА400/10У; (5) —УОНИ 13/45 MX; (6) — ЦМ-7; (7) —УНД-1; (8) —УОНИ 13/НЖ; (9) —ЭМ-606/11; (10) —48Н-3.
ТЮ, — 4,8—5,6;ДМФ — 0,5—1,0; Fe — 36—45; CaCOg —30—34; FeMn —2,5— 3,1; FeSi — 6,8—8,0; FeTi—5—6; CaF2—8—9,2.
AI203 — 2—3; ТЮ2 — 7,5—10,5; Fe — 53—60; MgCOg—- 5—6,5; слюда — 4—10; FeMn — 3,5—10; FeSi — 2—4; CaF2 — 7—9,5.
ТЮ2 — 22—30; Fe — 22—40; MgC03 —
8; слюда — 6—12; FeMn — 1—10; целлюлоза — 22—30.
Глина формовочная (или бентонит) —2; ТЮ2—15; Fe — 47—49; MgC03—5— 9; FeMn — 6—7; FeSi — 5—8; целлюлоза — 2; CaF2 — 6—15.
ПО, —15; CaCOg —45; FeMn —3 FeSi —4; FeTi —18; CaF2—15.
Карбид тугоплавкого металла — 1—2; CaCOg — 40 50; SiO, — 6—8; I- eMn — 5—10; FeSi —2—5; FeTi—15—20; CaF2 — 10—16.
ТЮ, —5—30; Mn —1—5; Mo —25— 35; CaCOg —30—50; CaF2 —5-20.
Гематит — 2—4;ТЮ9 — 24—28;
Mn(N)—6—10; CaC03— 8—10; Na.jCOg—0,5— 1,0; CaF2 — 39—58; слюда—-2—3.
Bi —0,5—1,0; TiOo — 4—6; Mn —9— 11; CaCOg — 37—39; Se —0,8—2,0; Те — 1—2; FeV — 5—7; FeMo — 2—4; FeSi — 2—4;. CaF2 — 32—34.
CaCOg — 50—52; Si02 — 8—9; окислы редкоземельных металлов —5—10; FeMn-—
5; FeSi —4—5; FeTi —10—14; CaF2 — 14—15.
Zr02 — 3—20; Si02—1—10; CaCOg — 30—50;CaF2—5—20; слюда — 1—6; ставролит—1—3; FeMn —2—10; FeSi —2—15; целлюлоза—4—5. Для улучшения технологичности изготовления можно вводить до 5% буры. Допустимо введение в состав до 50% Fe (порошок). Для сварки мало-, низко- и среднеуглеродистых сталей.
102
Железная окалина — 2—10; SiO.,— 5— 9;СаС03 — 35—45; Na,SiFe— 1—8; Ni — 3—8; CaF2 —20—30; FeMn —4—7; FeMo —1—3; FeSi — 1—3; FeTi — 8—15. (Металл шва имеет низкое содержание водорода и повышенную прочность при отрицательных температурах).
Н20 (80° С) —23,7—29,7; С —28,9— 34,9; Na2SiOs — 38,4—44,4. (Наносится на торец электрода окунанием и просушивается.)
СгВ — 50—55; СаСОэ— 5—8; № —14— 18; CaF2 —10—14; FeSi —12—15. Наносится на легированный стержень. (Наплавка абразивостойка в агрессивных средах.)
1-й слой; Si02— 3—10; СаСОэ — 35— 50; FeMn — 2—7; FeSi — 1—4; FeTi —10—20;
й слой: СаС03 — 5—10, CaF2— 16—20. (Покрытие для сварки как на переменном, так и на постоянном токе.)
Бентонит — 1—1,5;ПО» — 3—3,5; S1C — 8—9; СаС03 —42—44; CaF^—26—28; FeMn —3—4; FeMo —3—4; FeTi—10—12; жидкое стекло (сверх 100%)—-28—30. Стержень — легированная сталь.
Гематит — 4—5;графит — до 3;
ильменит-концентрат — 24—28; ферромарганец— 50—52; хромомагнезит — 10—12; целлюлоза — 1—5. (Повышенная стойкость к горячим трещинам.)
28 СаСО,- 30—32;CaF2 — 39—41;
А1203 — 11—12; FeMn — 13—15. (Плотный, беспористый шов.)
Асбестит — 2—6; бура — 0,5—2; гематит—34—38; ильменит-концентрат — 30— 34; магнезит—'16—20;силикомарганец—6— 10. (Технологично при опрессовке. Дает плотный без отбела шов. Наносится на проволоку СВ-08.)
А1 — 0,5—10; карбоксиметилцеллю- лоза — 10—20; Na2SiF6 — 1—8; CaF2 — до 100%.
Могут быть введены; W — 0,2—10; А1203 —до 15; Мп —1—20; Mo — 1—20; Mb — 1—15; FeV—0.5—10; FeSi—1—15; Сг —1—25.
ТЮ2 — 5; CaC03 — 20; CaF2—10; слюда — 5; FeV — 50; FeSi—-10; жидкое стекло — 25—80 (сверх 100%). (Наплавка плотная, беспористая и без трещин. Состав: С — 0,15; Мп — 0,5; Si— 0.7; V — 8,5.)
SiC — 37—47; K.COg — 1—5; А1 — 5— 16; чугунный порошок — 8—18; СаСОэ—5— 15; CaF2— 8—18; С — 18—28. (Применяется для сварки с предварительным подогревом. Стержень — сталь.)
СаС03— 10—15; ВаС03— 17—22
CaC03-MgCO3 — 15—25;FeMn —10—15;
FeSi — 5—10; CaF2 — 10—20; С — 8—18. Материал стержня: медно-никелевая проволока — 30—40 Си; 60—70 №.
Fe — 23—25; Со — 4—6; Си — 1,5—2,5; СаС03 — 35—40; CaF2 — 23-28; FeTi —9— 12; Cr — 2,5—3,5; жидкое стекло (сверх 100%) — 30—40. (Повышенное качество сварного соединения.)
Со — 25—35; W —10—25; СаС03—12— 20; CaF2 — 3—7; ТЮ2—1—8; Мо —6—20; Сг — 1—6; FeTi — 6—12; FeV — 2—7; FeSi—1—3; А1 — 1—2. Твердость после наплавки HRC=43—26, после отпуска при
650° С — HRC-59—63. (Рекомендуется для
работы в тяжелых температурных условиях.)
FeV — 3—5; FeTi — 8—12; FeCr — 65— 75; FeMo — 4—6; FeMn—1,5—2,0; FeSi —
2; FeNb — 0,3—0,5; C —4—6; CaF2 —
7. (Высокая износостойкость наплавки при ударно-абразивном и абразивном износе.)
FeNb — 30—35; FeTi —5—7;
CaC03 — 15—20; CaFo —12—18; рутил — 4— 7; Al —1,5—2,5; FeMn —1,5—3,0;
C — 3 5—5,0; FeCr—15—20. (Повышенная износостойкость наплавки. Стержень электрода — проволока СВ-08 или СВ-08А.)
Хромомагнезит —10—12; ильмени-
товый концентрат — 24—28; ферромарганец— 50—52;гематит — 4—5;целлю
лоза— 1—5. Можно вводить графит — до 3%. (Применение при сварке и наплавке деталей из высокомарганцовистых сталей типа Г-13).
FeMo —5—7; СаС03 —30—32; СаГ2— 20—22; FeMn —1—2; FeSi —2—4; Al —
4; С —7—9;FeCr —20—24. После термообработки — закалка 950° С и охлаждение в масле—твердость HRC=60—62. Стержень — высокохромистая- легированная сталь.
СаС03—3—8; CaF2— 9—25; ТЮ2—15— 35; Мп — 2—8; К2С03—-0,3—0,8; хромомагнезит — 25—40. (Стержень — СВ-02Х19Н9.)
Zr03 — 3—20;ставролит —1—3; слюда —1—6; целлюлоза—1—5; СаС03—30— 50; CaF2 —5—20; Si02 —1—10; FeMn —2— 10; FeSi — 2—15. Можно также вводить до 50% Fe (порошка) и до 5% буры. Вместо целлюлозы можно вводить древесную муку. (Устойчивая сварка на переменном токе, хорошее формирование шва, бездефектный сварной шов.)
СаСОз — 3—8;CaF, — 80—90;
MgC03— 1—10; NaoC03— 0,3—0,7f Al — 0,5— 1,0; Na2SiF6 — 0,5—2;K2COs — 0,3—0,7.
(Для высоколегированных низкоуглеродистых сталей, используемых при длительном низкотемпературном нагружении,
каолин — 2—8; целлюлоза — 2—5; СаС03 — 20—40; FeMn —10—30; FeCr—2—7; FeMo — 2 —10; рутил — до 100%. (Стержень — СВ-08 или СВ-08А; твердость первого слоя наплавки НВ=330—350).
Полевой шпат —• 13—18; FeMn — 5—8; CaF2— 10-15; FeSi—1—5; Fe—27—33; № — 4—6; гематит:—до 100%. (Стержень — медь. Технологические свойства электрода улучшены.)
FeNb —8—12;СаС03 — 48—53; CaF2 — 12 — 15; Si02 —5—10; ТЮ, — 3—5; FeMn —3—5; FeSi —2—4; FeTi —12—18. (Повышает эмалируемость сварной стальной аппаратуры.)
С — 0,45—1,6; Мп —5—10; Мп (N)—10— 18; FeV — 6—9,5; Мо — 2—6,5; FeTi — 8—13- Al—8—13; FeSi—1—3; CaCOs — 22—26; CaF2— 10—15; рутил — 4,5—8,5. Кроме того, сверх 100%: слюда — 2; К2С03 — 2; жидкое стекло — 22—27. (Повышенная стойкость в условиях ударно-абразивного износа и контактно-ударного нагружения).
103
FeMn —5—8; ТЮ2 — 20—25; Cr — 24—28; CaCO, — 20—25; CaF2—10—14; FeCr(N) — 6—10; FeMo — 3—5. Наплавка Х30Н12М с использованием стержня CB-07X25H13.. Улучшенная отделяемость шлака Повышенная стойкость в щелочной среде).
СаС03 — 50—55;CaF, —10—13; ТЮ2 — 21—25; К2С03 — 1—2; FeTi — 10—15, FeSi — 2—5. (Уменьшение склонности металла шва к тепловой хрупкости и устранение синеломкости при повышенных температурах). Стержень —- легированный.
СаС03 — 6—13;CaF2 — 24—27; FeMn—3—6; FeSi — 3—6; FeTi — 5—10; MgC03— 40—50. Можно вводить силикатную глыбу — 2%, Na2C03—1%. (Повышение качества металла шва, сниженное содержание серы.)
ТЮ2 — 4—6; FeTi — 4—8; Fe — 2,5—4;
K2C03 —0,5—1,5; Cr —2,5—4,0; CaF2—13— 16; Si02 —1—5; FeMn —3—6; FeSi —3—4; FeMo — 2—3; CaC03 — до 100%. (Снижение трещинообразования металла шва, увеличение коэффициента наплавки при сварке сталей 10ХМ, 12ХМ. Механические свойства наплавки; св=61—62 кгс/мм2; от=49,5— 51 кгс/мм2; 8=21,5—24%;ян=9,3—
13,3 кгс-м/см2).
CaF2 — 31.5—50;СаС03 — 26—30; Мп—3,5—5,5; Na2C03 — 0,4—16; Сг —17— 24; слюда—2—4; AI — 1—4. (Повышенная окалиностойкость наплавленного металла и стойкость шва к образованию трещин).
СаС03—8—13; полевой шпат или
нефелин — 2—5; рутил — 46—52; слюда — 17—21;FeMn—11—13; целлюлоза —
0,5—2,0. (Улучшенные сварочно-технологические характеристики.)
Мо — 15—17;А1203 — 12—13;
СаС03 — 9—10; CaF2 — 9,5—10; ТЮ2 — 40— 42; Сг—7—-8; гематит — 3—5; Na2C03—0,5— 0,6%. (Стержень — легированный. Повышенная стойкость к образованию горячих трещин.)
В состав покрытия, содержащего графит, вводится 48—52% лигатуры следующего состава: Si—-40—50; Mg — 6—12; Са — 8—20; Fe —до 100%. Можно вводить также редкоземельные металлы — до 10%. (Повышает качество металла без графи- тизирующего отжига).
55Силикомагний —44—48;гра
фит — 38—42. СаС03 — 12—16.
Полевой шпат — 9—10; CaF„ — 15—-16;
С —8—12;А1 —8—12;FeMn —18—20;
Са.С03 — до 100%. (Улучшенные физикомеханические свойства.)
Марганцевая руда — 40—60; Si02— 10—30; активирующие добавки—5—15; тальк —5—10; СаС03 — 5—20; CaF,— 5— 10. (Повышенное качество сварного шва, улучшенная защита зоны дуги, уменьшенное разбрызгивание основного металла^)
58Г рафит —16—19;вода — 13—15;
железныйпорошок — 24—27;жидкое
стекло — 40—45. (Устранение „примерзания” электрода при зажигании дуги и получение в точках зажигания требуемого химического состава.)
СаС03 — 39—43;CaF2 — 18—25;
ТЮ2 —16—22; FeTi — 7—9; силикокаль-
ций—10—15. (Сниженная токсичность и повышенные качества сварного шва.)
СаС03 — 5—12;CaF2 — 25—45;
ТЮ2 — 25—45;Мп — 5—10; Сг — 5—10;
FeNb — 0,5—3.0; слюда —1—4;К2С03 —
0,03—0,7; MgC03 — 5—15; Ni — Мп лигатура— 5—10; калиевая силикат-глыба— 0,4—1,0. Стержень —легированный. (Улучшенные сварочно-технологические свойства, уменьшенная склонность к образованию трещин и МКК.)
AI —1,8—2,1; С —5.5—6,8;
(Ti, Сг) В —24,5—26; СаС03 — 23,5—26,5; CaF2 —23—25; FeMn — 7,5—9; FeSi —9,5— 10,5. (Наплавка износостойка при высоких температурах.)
Таблица 8.7
НАЗНАЧЕНИЕ ПОКРЫТИЙ ЭЛЕКТРОДОВДЛЯ СВАРКИ И НАПЛАВКИ ЧЕРНЫХМЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ
Основное назначение № состава
Наплавка аустенитными сталями 27, 38
Наплавка многослойной легированной сталью . . 26
Наплавка, повышающая стойкость к:
абразивному изнашиванию - . 24
абразивно-ударному изнашиванию ....... 39
износу при тренин 36, 43, 46
износу при коррознонном воздействии 47, 60, 61
тепловой хрупкости 48
ударным воздействиям .... 37
Наплавка штампов и режущего инструмента 35
Покрытие ионизирующее (облегчающее зажигание дуги). . 23, 58
Сварка:
аустенитной низкоуглеродн- стой холодостойкой стали . . 22, 42
аустенитной высоколегированной стали 53, 60
высокопрочной низколегированной стали 16, 34
жаропрочных сплавов 17, 51
коррознонностойкой ннзкоуг- лероднстой стали = 18, 40
коррознонностойкой н жаропрочной стали 30, 60
на постоянном и переменном токе (двухслойная) ...... 15, 41
теплоустойчивой стали .... 28, S0
углеродистой н инзколегиро- ванной стали углеродистой стали перед эмалированием 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 19, 20, 21, 49, 52, 57, 69
45
чугуна .... 29, 32, 54, 55, 56
чугуна (холодная ручная) . . . 31, 33, 44
Составы покрытий электродов для сварки никеля и его сплавов.
AI 1—8 1—8
BaC03 6—30 6—30
тю2 7—30 7—30
3NaF-AlFs 5—25 5—25
СаС03 10—30 10—30
Слюда До 2 0,5—4,0
FeV До 10 —
FeSi До 16 —
FeTi До 18 —
104
(Обеспечивают хорошую шлаковую защиту, уменьшают разбрызгивание и выплески. Хорошие сварочные свойства. Повышенная плотность и прочность наплавленного металла.)
СаСОд —55—65;CaF2 —15—20;
CaCOg-MgCOg — 5—10;AI203 —4—8;
MgC03 — 5—9; Al — 6—10. (Стержень — сплавь^ на основе никеля с Al, Ti, Mn. Si. (Наплавленный металл стоек против горячих трещин.)
MgCOs —1—10;СаСОд — 20—40;
CaF2 — 5—15; Ti —3—8;ТЮ2 — 15—40;
3NaF-AlFg — 5—30; слюда — 0,5—3. Можно вводить Мо— до 8% и Мп — до 8%. (Повышенная технологичность покрытия и повышенная стойкость наплавки против образования горячих трещин.)
Мо —19—22;CaF2 —40—50;ру
тил— 25—-35; FeSi — 2—4. (Стержень — легированная сталь. Повышенная коррозионная стойкость шва.)
Составы покрытий электродов для сварки меди и ее сплавов. 5. А1 —1—5; С —2—6; Fe—4—6; KCI—8—15; 3NaF-AIF3— 10-20; Mn — 25—35; Ni — 22—30; CaF2 — 10—20. Стержень — БрАМц9-2. (Наплавка имеет высокую плотность).
AI —5—6; Si—18—20; СаСОэ —16— 18; CaF3— 18—20; рутил —17—19; Ti — 6—8; NaF—tl—13. (Повышенная износостойкость).
Al — 3—5; Mn — 8—12; CaC03 — 36— 43; полевой шпат — 5—12; FeTi — 12—14; фтористый кальций — 18—24. (Повышенная плотность, прочность и пластичность сварного соединения.)
СаСОд —32—33; CaF2 —12—13; полевой шпат — 15—16; Мп —22—24; Си—16— 18. Стержень — проволока БрКМЦ. Сварка при подогреве 290—305° С. (Хорошие результаты при сварке хромовой бронзы.)
CaF2 — 24—26; СаС03 —8—10; Мп — 34—36; Si—18—20; полевой шпат—7—
Стержень — медь.
NaCl—20—30%; древесный уголь— 5—15%; СаСОэ — 3—7%; CaF2—5—15%; 3NaF-AlF3 — 40—60%.
Материалы размалывают, просеивают через сито 016, тщательно перемешивают и замешивают до необходимой консистенции на растворе натриевого жидкого стекла, разведенного до плотности 1,25— 1,27 г/см3 3—5%-ным водным раствором КОН. На 100 кг сухой шихты идет 65— 75 кг раствора жидкого стекла. Готовое покрытие однослойно наносится на стержни
8 мм окунанием с таким расчетом, чтобы вес сырого покрытия составлял 17—22% от веса стержня. После 24—30 ч сушки в спокойной атмосфере при 18— 25° С электроды прокаливаются при 340— 360° С в течение 2—2,5 ч. После закалки вес покрытия должен составлять 12—16% от веса стержня.
Электроды на стержнях из БрАМц9-2 и БрАЖН10-4-4, изготовленные по описанной технологии, имели следующие механические свойства. На БрАМц9-2: св=43— 50 кгс/мм2; с0)2=21—23 кгс/мм2; 6=21—25%.
На БрАЖН10-4-4:ов=68—70 кгс/мм2^
c0j2=46—48 кгс/мм2; 6=17—20%.
Покрытие достаточной прочности на основе силиката натрия и в то же время сокращающее переход Si в металл шва получается тем, что раствор жидкого стекла, обычно поставляемый плотностью 1,40—1,50, разбавляют 3—5%-ным раствором КОН и в таком виде вводят в замес.
Полевой шпат — 5—12; AI—3—5; Мп — 8—12; СаС03 — 36—43; CaF2 — 18—24; FeTi —12—14. (Технологические свойства покрытия улучшены. Прочность и пластичность шва повышены. Стержень — медь или медь с добавками Ni, Fe, Ti.)
FeAl —5—25; 3NaF.A!F3 —50—60; NaCl —10—40; древесный уголь — 5—15. Обеспечивает состав шва, идентичный основному металлу, без пор и трещин.
Флюс —50—70; 3NaF-A1FS — 20—30; KN03 — 2—6; КМЦ—3—6. Состав флюса (A); NaCl — 28; КС1 — 50; LiCl — 14; NaF — 8. (Повышенная стабильность горения дуги и улучшенное качество сварного соединения).
Таблица 8.8
НАЗНАЧЕНИЕ ПОКРЫТИЙ ЭЛЕКТРОДОВДЛЯ СВАРКИ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВИ СПЛАВОВ
' Свариваемые металлы № состава
Алюминийо 14
Алюминиевая бронза ...... 10
Бронзы оловяннстые 5
Медь 7, 8, 9, 12
Никель 1, 2, 3, 4, 12
Сплав CuMn 13
Сплав NIC и 6, 12
Сплавы ннкеля 1, 2, 3, 4, 12
Цветные сплавы 11
СОСТАВЫ
ОХЛАЖДАЮЩИХ ЖИДКОСТЕЙ
ПРИ ВИБРОДУГОВОЙ НАПЛАВКЕ
Вибродуговая (виброимпульсиая) наплавка — разновидность тепловых наплавочных процессов — характеризуется прерывистым (импульсным) протеканием процесса и применением жидких сред для защиты и охлаждения рабочей зоны. Ниже приводятся рецепты некоторых составов жидкостей, используемых при вибродуговой наплавке.
1- Сода кальцинированная—6; вода — до 100%.
Минеральное масло — 0,5; сода кальцинированная— 3—4; вода — до 100%.
Глицерин—15—20; вода — до 100%.
Глицерин — 4—5; сода кальцинированная — 2—3; вода — до 100%.
Глицерин — 0,5;мыло хозяйственное — 1; сода кальцинированная — 5; вода—до 100%.
105
Некоторые индексы МКИ, которыми сведения гл. VIII классифицируются в патентной литературе:
Подкласс В 23л: Пайка, сварка, резка пла-
менем
Группа 5/00 Газовая сварка
9/00 Электродуговая сварка
25/00 Электрошлаковая сварка
35/00 Присадочные прутки, электроды, материалы и среды, применяемые при пайке, сварке или резке
35/04 специально предназначенные для использования в качестве электродов
35/34 С соединениями, придающими металлам текучесть при нагреве
Некоторые индексы УДК, которыми сведения гл. VIII классифицируются в печатных изданиях:
621.79Соединение материалов свар
кой, пайкой и склеиванием 621.791Сварка и родственные про
цессы
621.791.04Присадочные материалы и
флюсы
621.791.042 Присадочный материал в виде прутков или проволоки. Плавящиеся электроды
Голые
Фитильные, полые
Покрытые
621.791.046 Присадочный материал в виде порошка и в связанной форме
621.791.048Флюсы (порошкообразные,
пастообразные)
621.791.92 Наплавка, Наварка
ГЛАВА IX
СОСТАВЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ПРИ ПАЙКЕ МЕТАЛЛОВПайка металлических деталей — процесс создания прочного, неразъемного соединения путем внесения между соединяемыми поверхностями специально расплавляемого металла — припоя, температура плавления которого ниже температуры плавления соединяемых деталей. После охлаждения затвердевший припой прочно соединяет соприкасающиеся с ним поверхности. Пайка близка к сварке, но отличается от нее тем, что применима для соединения самых разнообразных по составу материалов, в то время как сваркой соединяются преимущественно однородные; кроме того, при пайке соединяемые поверхности не расплавляются, даже если возникает химическое взаимодействие с припоем. Процессы и технология пайки детально изучены и подробно описаны, здесь они не рассматриваются. Ниже приводятся составы припоев и флюсов, постоянно применяемые при пайке и зачастую приготовляемые в условиях предприятия, даже если имеется промышленный выпуск того или иного из них. 1
1. ПРИПОИ
Припоями называют сплавы металлов, применяемые для соединения между собой различных деталей, узлов и изделий, преимущественно металлических, методом пайки.
Для использования в качестве припоя сплав должен обладать постоянной точно известной температурой или интервалом Температур плавления, быть достаточно жидкотекучим при рабочей температуре, хорошо растекаться и смачивать соединяемые поверхности, обладать после затвердевания требуемыми свойствами (механическими, химическими и т. д.), .заданными характеристиками усадки и теплового расширения и отвечать ряду других требований, подробно оговариваемых в соответствующей технической и технологической документации. Число металлов и сплавов, Пригодных к применению в качестве припоев, весьма велико. На практике в конкретных условиях используется ограниченное число составов, наиболее отвечающих Определенному комплексу требований. В приводимых ниже перечнях собраны
составы различных наиболее употребительных и доступных припоев Наиболее часто употребляемые в их описании условные обозначения таковы: t пайки — температура пайки, °С; tnn— температура плавления, °С; £Раб — рабочий интервал или рабочая температура флюсующего действия.
Припои с температурой плавления до бтл=400° С условно называются мягкими припоями. Из них иногда выделяют группу припоев с #Пл ниже 100° С, называемых легкоплавкими.
Припои с tun выше 400е С называют твердыми. В них также иногда выделяют группу тугоплавких припоев с #пл выше 1000° С. Указанные границы носят условный характер и установлены произвольно. В различных литературных источниках к мягким относят припои с 1и в интервале 315— 425° С (иногда 450° С), а к твердым — припои (цл выше 425—500° С (обычно 450° С).
Большое число составов припоев выпускается в готовом виде промышленностью по соответствующим стандартам: припои оловянно-свинцовые (ГОСТ 1499-70); припои медно-цинковые (ГОСТ 16130-72), припои серебряные (ГОСТ 8190-56). Однако в производственной практике часто возникает необходимость изготовлять припои самостоятельно.
Типовая последовательность и условия приготовления припоев: взвешенные на технических весах хорошо просушенные составные части припоя помещают в плавильный тигель, нагревают над газовой горелкой или на другом источнике тепла, после расплавления перемешивают палочкой из мягкого дерева или стальным прутком и разливают в формы (желобки из жести, гипса, графита, формовочных смесей ит.д.), в которых припой застывает. Сильно перегревать расплав не рекомендуется.
Легкоплавкие припои можно сплавлять в фарфоровых тиглях или стаканах, более тугоплавкие — в металлических (стальных, никелевых, чугунных) тиглях и наиболее тугоплавкие — в тиглях из графита. В графитовых тиглях можно плавить любые припои.
Перед разливкой с поверхности расплава рекомендуется снять шлак (стальной палочкой или пластинкой), если он образо
107
вался. Работать с расплавленными металлами необходимо при строгом соблюдении установленных правил техники безопасности. Минимум защитных средств — очки, перчатки и плотный фартук.
Щипцы или другие приспособления, удерживающие тигель, должны надежно обеспечивать его захват, не допуская выскальзывания при переносе или разливке. Работать рекомендуется' при действующей вентиляции.
МЯГКИЕ И ЛЕГКОПЛАВКИЕ ПРИПОИ
Как указывалось ранее, к группе мягких
ПрИПОеВ УСЛОВНО ОТНОСЯТ ПРИПОИ C tun
ниже 400s С, а внутри группы выделяют легкоплавкие припои tun ниже 100° С.
Составы и свойства наиболее употребительных мягких и легкоплавких припоев приведены в табл 9.1 и 9.2, их условные обозначения или наименования—в табл. 9.3, а некоторые назначения и особенности свойств—в табл. 9.4.
Таблица 9.1
СОСТАВЫ НЕКОТОРЫХ ЛЕГКОПЛАВКИХ И МЯГКИХ ПРИПОЕВ (% вес.)
№ состава Sn Bi РЪ Cd Прочие
1 8,3 44,7 22,6 5,3 In—19,1
2 10,5 40 21,5 8 In—20
3 11,5 45 24 9,5 In—10
4 9 33 18 7 In—33
5 12 49 18 — In—21
6 12,3 52,55 25,64 9,5 —
7 12,5 50 25 12,5 —
8 11,5 57 23 8,5 —
9 11,5 45 24 9,5 Tl—10
10 13 49 27 10 In—i
11 20 35,5 35 9,5 —
12 12,5 50 25 12,5 —
13 15 39 31 15 —
14 12,9 49,4 27,7 10 —
15 12,5 50 25 12,5 —
16 9,3 50 34,5 6,2 —
17 14,9 50,7 30,9 3,4 —
18 11,3 42,5 37,7 8,5 — !
19 19 35,1 36,5 9,4 —
20 10 28 27,5 34,5 —
21 9,6 45,3 45,1 — —
22 1,0 50,6 40,2 8,2 —
23 51,6 40,2 8,2 —
24 25 50 25 — —
25 16 52 32 — —
26 18,75 50 31,25 — —
27 22 56 22 — —
28 33,3 33,3 33,3 — —
29 17 67 16 —
30 32 53 15 — —
31 22 50 28 — —
32 26 54 20 — —
33 14,5 48 28,5 — —-
34 26 53 — 21 —
35 50 — — — In—50
36 33,3 20 33,3 13,4 —.
37 — 55,5 44,5 — —
38 56 44 — —
39 42 58 — — Zn—4
40 52 5 30 — —
41 33,4 33,3 33,3 — —
42 19,25 24,5 50,5 5,75 —
43 37,5 — 37,5 — In—25
44 60 40 — — —
45- 42 58 — — —
46 35 35 30 — —
47 15 15 70 — —
48 34 33 33 —
49 43 14 43 — —
50 49,8 — 32 18,2 —
51 — 62,5 — 37,5 —
52 70 — 18 — In-12
S3 — — 15 — In—80; Ag—5
54 10 — — 60 Zn—30
55 — — — In-100
56 52-56 40-44 — Sb—2—6
57 34 — 63 — Zn—3
58 67,75 — — —
59 68 — — 32,25 —
60 62,5—63,5 0,1—0.25 Остальное 32 Sb—0,1—0,25
61 59—61 — Остальное Sb<0,8
62 61,5—62,5 0,25 Остальное — Sb—0,2-0,5
63 65—68 — Остальное — Ag-0,7—2,5 Sb—0,3—2,5
64 59,5—61,5 0,25 Остальное — Sb—0,2—0,5
65 69,5-71,5 0,25 Остальное — Sb—0,2—0,5
66 49,5—51,5 0,25 Остальное — Sb-0,2—0,5
67 39,5—41,5 0,25 Остальное — Sb—0,2-0,5
68 34,5—36,5 0,25 Остальное — Sb—1.6—2,0
69 29,5—31,5 0,25 Остальное — Sb—1,40—1,80
70 25 — 75 — Sb—0,25—0,5
108
зорзооQQ<o<ov>(5«3<oc£><o«>toooQooott>ooq9poaooooo'^-j,~j**j^]-g,*is~
43)5iEwWe5®00*vICiui^.aiMM-O'C®^J0li5iiSCOt0H-O(O00'40iCnfekWMt-
I I
'I I
йэ , 1-»
11
po
а
i °t'
'Г1 I I I °ibt
11 ° i
11
’и
аО~4(©СОЮОЭ.&у>ЛМСОСЛь-К-£3!оё^Ооё СТ)СП
^OOHMOCnoOOicnoAOW | J | *. | j
;Co^tngg°CDM
СЛ
00 о о
mi i и i и и i i i i i gg£ i I i I i i i i и i I i и i и и i i i i i i i i i i i i i i i I i i i I i i i t i i I t t i i I i I I i I I I i I I I'
СП СЛ СЛСЛ,
о о
to ю <-D 0000
I 4 I | (O | offi | | p | | |
■I "I
03 00
S CO 1
'I “I I I I
* I e 11111
спел 45ь£0^а> СО 00 -J СЛ со 00
ОООооо
rs п ппоа
госон и н ел н н со со н о сл g g g oi и tt о® g
tr tr trcr crr
XXXXXx
о о оо оо
ft ft (в(D (0(в
I I
*ЛкСЛ(О
’|[|||0||0||||№'1111 Ml”lle[ligililllllslllllllllii
et
I I I
CO to ^
Щк
$г"Й
00-2? w
sd I
I g
ND
i>N
CO 3
>>A,ggAI I
Ю Js,
cr o* cr
N..| 'Л Л
уp pp
в а п-в >в
а L I I I U
sS“Sw,L£|
оbu
ill
05
cr
I N
i*
05
cr
сл
• 1 ЦЦ>.~
, , S8mo4 й
f A.A.
$?йг?
Niagi?
04 f В ЯЧ ■
°®wb
mN'T
0 3 I i- I
I h-o 00
Y
00
СП
ess? p
1 i Ti “
Bog
в
I
ии7м
I f?
I-*
?<z>o>
n-coo
fs?!T,
k^UgriT1^1
I«j-jocn
h-iЮ сл£л
ОМЙ
NNNN H D D P .
05
cr *лсл cr cr 05 05 22 ^
05 cr cr FA 05
o* Ng1 i и
T J>1f1
Oo t W to U
•и»
i i
h-» *-» Sb<0,8 0,8; Ni<0, -0,12—0,5 —1,5—2,0 -1,5-2,0 b—2—2,5 Sb—0,5 Sb—0,5 1
1 -° l Прочие
о СЛ CO To Продолжение табл. 9.1
СВОЙСТВА ЛЕГКОПЛАВКИХ И МЯГКИХ ПРИПОЕВ
Таблица 9.2
Температура Механические свойства Температура Механические свойства
№ по табл. 9.1 плавления или интервал затвердевания, °С егв, кгс/мм2 в, % нв,
кгс/мм2 № по табл. 9.1 интервал затвердевания, С ов, кгс/мм3 в, % НВ,
кгс/мм2
1 47» 3,8 1,5 12 78 183—256 2 48—50 — — — 79 183—277 — — —
3 52—55 — — — 80 183—288 — — —
4 56-59 —- — — 81 183—299 — — —
5 58» 4,5 50 14 82 184 — — —
6 66* — — —. 83 184—250 — — —
7 68* 4,5 7 10,5 84 184—262 — — —
8 68—73 3,4 10 12 85 185 — — —
9 68-81 — — — 86 185—204 5,9 29 16
10 68—69 — — — 87 185—221 — — —
11 67—90 4 15 18 88 185-243 — — —
12 68-73 4 3 25 89 197 — — —
13 68-85 4 9 1 90 199* — — —
14 70 4,3 50 9 91 199* 7,5 — 14
15 70—74 3,2 30 25 92 199—311 — — —
16
17
18 70—80
70—84
70—90 3,6 31 10 93
94
95 199—341
199-376
200 - - -
19
20 101
120 4,4 15 23 96
97 200
205
21 79 — — — 98 210—277 — — S-*
22 82-98 3,6 82 6,6 99 215 3,3 55 9,6
23 91,5* 3,7 34 9 100 220 — —' —
24 93,75 * — — — 101 220-250 — — —
25 94 — — — 102 221 * 2,0 73 40
26 96* 4,9 — 8,6 103 221-245 5,6 30 13
27 95—104 — — — 104 223 — — —
28 • 95-113 — — — 105 223 — — —
29 95—149 4 — — 106 225—235 — — —
30 96 — — — 107 231 U 61 2,7
31 100» 4,5 6,0 13,6 108 231 4 47 10 !
32 102 — — — 109 231 — — — I
33 102—226 — — — ПО 232—240 4 38 13
34 103 — — — 111 233 — — — j
35 117 1,2 83 5 112 233 — — —
36 120 5 3,8 12,5 113 235 — — —
37 124* 4 18 10 114 234 — — —
38 125 — — — 115 240 — — —
39 130* — — — 116 240 — — —
40 130* 7,6 — 20,2 117 242 — — —
41 130 — — — 118 243 — — —
42 135 — — — 119 242-265 — — —
43 138 3,7 101 10 120 245—270 — — — *
44 138—170 — — — 121 247—248 5 — 30 I
45 139 5,6 200 22 122 250 — — —
46 140 — — — 123 260 — — —
47 140 — — — 124 264* — — —
48 140 — — — 125 265—270 — — —
49 143-163 4,8 — — * 126 265—335 — — —
50 145* 6,7 — 15,3 127 265—399 — — —
51 149 — — — 128 276 — — —
52 150—174 3,7 135 12 129 290 4 23 9
53 157 1,8 58 5 130 290-300 — — —
54 157 — — — 131 295—305 — — —
55 157 0,36 41 — 132 300 — — —
56 170 — — — 133 300 — — —
57 170—256 — — — 134 300-305 — — —
58 177 * — — — 135 300—325 — — —
59 178 — — — 136 303-365 — — —
60 182 * — — — 137 304 * 3,5 42 —
6i 182-185 — — — 138 309 * 3,1 23 9,5
62 182—189 5,4 27 16 139 310 — — —
63 182—190 — — — 140 314* — — —
64 182—191 — — — 141 315 3,5 52 6
65 182—193 — — — 142 315 5,6 — —
65 182-216 4,4 38 14 143 332 — — —
67 182-238 3,8 39 12 144 332 — — —
68 182-246 — — — 145 335 — — —
69 182-254 — — — 146 338 — — —
70 182—266 — — — 147 350 — — —
71 182—277 3,4 22 11 148 360 — — —
72 183* 5,2 — 12,6 149 370—380 — — —
73 183—186 5,5 20 17 150 380 — — —
74 183—209 — — — 151 380 — — —
75 183—222 — — — 152 400 — — —
76 183—227 — — — 153 400 — — —
77 183-235 154 430 * Эвтектические сплавы.
но
Т а б л и ц а
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ (ИЛИ НАИМЕНОВАНИЯ) НЕКОТОРЫХ МЯГКИХ И ЛЕГКОПЛАВКИХ ПРИПОЕВ
Условное обозначение или наименование № по табл. 9.1 Условное обозначение или наименование № по табл. 9.1
Авна 1 95 ПОСВ 32—15—53 30
Авиа 2 122 ПОСК 50 50
Б 153 ПОСр 10 130
П 300А 132 ПОСС 4-6 119
П 380Мг 151 ПОССр 1,5 128
П 430Мг 154 ПС 93Ц1 143
ПК600 40 113 ПС 98Ц1 145
ПК60Ц 40 139 ПС 99Ц1 114
ПКЦ 40-60 пб ПС 780л 15Су7 109
ПОК56 82 ПС 830л 7Су10 117
ПОл 70Ц30 118 ПС 890л 4Су7 112
ПОл 80Ц20 105 ПСр 1,5 125
ПОл 98Ц2 104 ПСр 2 106
ПОС 18 79 ПСр 2,5 131
ПОС 30 78 ПСр 3 134
ПОС 40 77 ПСр 5 149
ПОС 50 74 Сплав Вуда 7
ПОС 61 61 Сплав Д’Арсе 21
ПОС 90 75 Сплав Липовитца 14
ПОСВ 20 133 Сплав Ньютона 26
ПОСВ 33 41 Сплав Розе 24
Таблица 9.4
НАЗНАЧЕНИЕ И ОСОБЕННОСТИНЕКОТОРЫХ МЯГКИХ И ЛЕГКОПЛАВКИХПРИПОЕВ
Назначение припоя или его особенности № припоя (по табл. 9.1)
Пайка легких металлов и сплавов с £пл от 200° С и выше - . 7. 14, 21, 30, 41
Пайка сплавов с ^пл>200° С . . . 24
Пайка алюминия и сплавов на его основе 57, 89, 90, 92,
Пайка деталей и узлов под гальванические покрытия (серебрение, золочение) ........ 93, 94, 95, 104, 105, 113, 118, 122, 126, 127, 132, 152, 153
75
Пайка деталей н узлов высокой коррозионной устойчивости . 75
Пайка деталей и узлов, не допускающих высокого нагрева в зоне пайки 61
Пайка монтажных соединений . . 128
Лужение и пайка токопроводящих деталей из медн, циика и их сплавов 78
Пайка деталей приборов и радиоаппаратуры 78
Пайка соединений перед повторной пайкой более легкоплавкими припоями 78
Лужение перед пайкой 72, 73, 79
Пайка магния н его сплавов . . 116, 150, 154
Пайка различных деталей из оцинкованной стали, цинка, медных сплавов 128
Ответственная . электромонтажная пайка схем 61
Лужение и пайка кабельных изделий 74, 77
Пайка стали, оцинкованного железа, цинка, меди, латуни, деталей неответственного назначения 79
Ступенчатая пайка меди и ее сплавов, когда вблизи ранее 9.3Продолжение табл. 9.4
Назначение припоя или его особенности № припоя (по табл. 9.1)
производилась пайка более твердыми припоями 82
Пайка плавких сигнальных предохранителей 41
Пайка неэлектротехнических соединений, работающих при низких температурах 15
Пайка тонких предварительных покрытий на керамике .... 53
Пайка оборудования пищевой промышленности, тары для медикаментов, сосудов для воды 75, 110
Пайка автомобильных радиаторов 134
Пайка выводов электровакуумных приборов 61
Пайка молибдена и вольфрама . 106, 125, 131,
Пайка наружных деталей приборов 134, 135 128, 139
Пайка токопроводящих деталей нз латуни, серебра, луженого" никеля . 61, 74, 77
Пайка ответственных деталей из стали н латуни 74, 77
Пайка проводов с лепестками . . 74, 77
Пайка соединений обмоточных проводов 00,05—0,08 мм .... 61
Пайка монтажных проводов с хлорвиниловой изоляцией. . . 61
Пайка герметичных швов .... 61
Пайка полупроводниковых термоэлементов 56
Пайка закаленной стали 61
Лужение вкладышей подшипников перед заливкой баббитом . 79
Дешевый припой для медницких работ 67, 71, 79, 119
Высокотемпературный электротехнический припой для приборов 102, 103, 134
Пайка серебра, стекла и керамики 107
Припой общего назначения . . . 78
Для припайки к стеклу 35
Пайка наружных деталей электровакуумных приборов 130, 149
Высокая стойкость к щелочной коррозии 43, 99, 108
Повышенная устойчивость к ползучести 63, 86
Хорошее сцепление с неметаллами 53
Расширяющиеся и усаживающиеся припои:
расширяющийся, а затем усаживающийся до нуля: за 30 мин 1
за 60 мни 2
Равномерно расширяющийся до 0,0057 см/см 14
Усаживающийся до 0,0025 см/см, затем расширяющийся до нуля за 60 мин 18
Расширяющийся до 0,0007 см/см,
| затем усаживающийся до 0,0005 см/см 45
1.2. ТВЕРДЫЕ И ТУГОПЛАВКИЕ ПРИПОИ
К группе твердых припоев условно относят припои с tun выше 400° С; внутри нее выделяют подгруппу тугоплавких припоев С /дл выше 1000° С.
В табл. 9.5 и 9.6 приведены составы и свойства наиболее употребительных твердых и тугоплавких припоев. Условные обозначения или наименования их даны в табл. 9.7, а некоторые назначения и особенности — в табл. 9.8.
Ш
ТВЕРДЫЕ ПРИПОИ
Таблица 9.5
№ Состав {% вес.)
припоя Си Ag Zn Прочие элементы
1 1.5 58,5 Sn —40
2 28 Si — 6; А1 — остальное
3 21 Si — 7; А1 — остальное
! 4 23 60 Sn — 17
5 Si — 12; А1 — остальное
6 17 40 17 Cd — 26; Ni — 0,3
7 15 45 i6 Cd-24
8 16 50 Cd — 18
9 16 50 Cd — 34
10 Остальное 2,3 P - 5,2
11 Остальное 1-3 Sn — 2,5—3,5; P — 6—7
12 28 62 Sn — 10
13 83—89 6—8 P — 6,5—8,0
14 Остальное 15 P — 4,8
15 Остальное P —8
16 Остальное P —7,5
17 Остальное 4,9 P —5,5
18 70 25 P - 5
19 30 45 25 20 20 65 15 21 26 70 4 22 27 68 Sn — 5
23 40 25 35 24 28 72 25 Остальное P —9
26 45 20 30 Cd — 5
27 28 71 P-1
28 27 44 16 Cd — 8; Mn — 3; Ni — 2
29 80 15 P — 4,8
30 48,8 37,5 Mn — 8,2; Zn — 5,5
31 36 Остальное 32 52 12 36 33 50 40 Mn — 10
34 Остальное P —7
35 53 10 37 36 50 50 37 48 Остальное Pb - 0,5
38 54 Остальное 39 Ni — 89; P — 11
4.0 60,5—63,5 Остальное 41 59—60 Остальное Si — 0,2—0,4; Sn — 0,7—1,1; Pb — 0,2
42 60-63 Sn — 0,4—0,6; Si — 0,3-0,4
43 67-70 Остальное 44 100 45 О!
I
сл
о Остальное Ni — 9—11
46 Ni — 56; Fe — 33; P - 11
47 100 48 75 Ni — 25
49 Ni — 51; Mo — 49
50 Ni — 100
Таблица 9.6
СВОЙСТВА НЕКОТОРЫХ ТВЕРДЫХ ПРИПОЕВ
i
№ no табл.
9.5 Температура плавления или интервал ватвердева- ния, ° С °в, кгс/мм3 № ПО
табл.
9.5 Температура плавления или интервал затвердевания, ° С °в, кгс/мм3
припоя соединения припоя соединения
1 475 8 26 780 2 525 27 795- 750 3 540-525 10/16* 28 800—650 4 560 29 810—635 5 580 30 810—725 6 605-595 31 825 7 630 32 825—780 18,5 20/20
8 650-635 33 840 9 660 34 850-860 14,6/-
10 685 19/33 35 850-815 11 700—680 19/33 36 850—779 21 31/21
12 700-660 37 865 13 700-720 38 880 26 14 705 27,5/41 39 900- 880 43/27
15 705 До 28 40 905 31 i6 710 15—17 16,5/- 41 905 43/31
17 710 21,3/36,9 42 905 30 18 710-650 43 938 19 725-660 30 44 961 20 740 30-35 45 985 21 755-730 30-35 18/23 46 1030-1020 22 760 47 1083 23 775—745 28 23/25 48 1205-75 24 779—770 49 1315—1300 25 780-775 До 28 13,2/- 50 1455-1450 * В числителе сопротивление разрыву, в знаменателе — срезу.
112
Таблица 9.7 УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ ИЛИ НАИМЕНОВАНИЯ НЕКОТОРЫХ ТВЕРДЫХ И ТУГОПЛАВКИХ ПРИПОЕВ
Условное наименование или обозначение № по табл. 9.5 1 Условное наименование нли обозначение ю
Cft
о -
%s
А 1 ПСр50 36
АЛ2 5 ПСр62 12
Л62 40 ПСр65 20
Л68 43 ПСр70 21
ЛОК 59-1-03 41 ПСр72 24
ЛОК 62-06-04 42 ЛСрЮО 44
МФЗ 16 ПСрК 20-5 26
МЦН48-10 45 ПСрФ 2,5 10
ПМ100 47 ПСрФ 5-5 17
ПМФ7 34 ПСрФ 15-5 14
ПМФ8 15 ПСр12М 32
ПМФ9 25 ПСр1ПФ 29
ПМЦФ 13 ПСр25Ф 18
ПМЦ-36 31 ПСр71Ф 27
ПМЦ-48 37 ПСр40Г10 33
ПМЦ-54 38 ПСр40Кд 6
ПН-25 48 ПСр44Кд 28
ПН-100 50 ПСр45Кд24Ц1б 7
ПНЖ ЗЗФ11 46 ПСр50Кд18 8
ПНМл 49 49 ПСр50Кд34 9
ПНФ-11 39 ПСр60Ол17 4
ПСрЮ 35 ПСр680л5 22
ПСр25 23 ПФОЦ-7-3-2 11
ПСр37,5 30 34А 2
ПСр45 19 35А 3
Таблица 9.8 НАЗНАЧЕНИЕ И ОСОБЕННОСТИ НЕКОТОРЫХ ТВЕРДЫХ И ТУГОПЛАВКИХ ПРИПОЕВ
Назначение припоя нлн его особенности № припоя по табл. 9.5
Пайка меди и ее сплавов без особых требований к стойкости соединения шва при ударных н изгибающих нагрузках 13, 18, 29, 37, 38
Пайка меди и ее сплавов при требовании повышенной прочности шва 19, 21, 23, 26, 40, 41,
42
Пайка меди, латуни, бронзы в деталях, работающих при небольших статических нагрузках 16
Пайка латуни, содержащей 58% медн 32
Пайка латуни, содержащей до 68% меди 31, 37
Пайка соединений высокой электропроводности и работающих при высоких температурах 36
Пайка без изгиба медных сплавов, содержащих 68% Си с 1пл* 900— 920° С 37
Пайка малоуглеродистого серого чугуна 50
Пайка плотных швов изделий, работающих под давлением 41, 42
Пайка никелевых сплавов в печах с защитной атмосферой 47
Продолжение табл. 9.8
Назначение припоя или его особенности № припоя по табл. 9.5
Пайка томпака в изделиях, не испытывающих ударных н изгибающих нагрузок 38
Пайка стали при тех же условиях 16, 38
Пайка нержавеющей стали 33
Пайка стали (хромистой, нержавеющей), когда требуется высокая механическая прочность, стойкость против коррозии и чистота слоя 19, 23
Лайка стальных тонкостенных изделий, когда требуется повышенная прочность 26
Пайка сложных соединений при узких и глубоких зазорах высокой электропроводности 24, 27
Пайка соединений из меди и медных сплавов, когда требуется повышенная вязкость 21
Пайка бериллиевой бронзы, когда требуется высокая механическая прочность и чистота спая 39, 23
Пайка деталей из черных металлов в водородной среде 47
Пайка деталей из молибдена и вольфрама в водородной среде 50
Пайка только наружных деталей нз цветных и черных металлов 7, 9
Пайка радиотехнических изделий, разъемов, волноводов 12, 27, 28, 30
Пайка внутренних деталей приборов 4, 24
Пайка внутренних .деталей приборов (кроме черных металлов) 14, 15, 25, 34
Пайка деталей из молибдена н вольфрама 20, 39, 46, 48, 49
Пайка соединений с высокой электропроводностью 20, 21, 23, 27, 36
Пайка серебра, вольфрама, платины 20
Пайка деталей из низколегированной стали 20
Ниже приведены составы некоторых специализированных припоев, наиболее эффективных в сочетании с теми материалами, для соединения которых они рекомендуются.
Припои для пайки жаропрочных сталей и сплавов (% вес.);
123
Сг11—1314—1615—14
Си До 100%—-—
№22—25 До 100% До 100%
Pd32—34—5—35
Si—4—5До 25
*паЙКИ, °С 12201100-1160 1230-1240
ИЗ
Припой (1)—для пайки жаропрочных сталей и сплавов. Пластичен, швы плотные. Ов = 70 кгс/мм2.
Металлокерамический припой (2)—для пайки жаропрочных сплавов, <Пл = 1080° С; применим для сплавов на основе никеля и кобальта, содержащих значительное коли- чествр алюминия и титана. Для снижения впайки и обеспечения самофлюсования в припой можно вводить бор, для улучшения смачивающей способности — железо, для упрочнения — углерод, для повышения жаропрочности — алюминий. В присутствии бора и кремния можно осуществлять пайку жаропрочных сплавов при низком вакууме— порядка 5-10-2, 5-10-3 мм рт. ст. или в галогенизированных средах (Аг + + BF3) без никелирования спаиваемых поверхностей.
Соединения из жаропрочных сплавов на никелевой основе, выполненные с помощью этого припоя, обладают прочностью на отрыв (кгс/мм2): при 20° С — 30; при 500° С — 26—28; при 700° С — 24—26; при 900° С — 21—23; при 100° С—12—19. Соединительный зазор при пайке — 0,5—0,7 мм.
Припой (3) — для пайки жаропрочных материалов, работающих до t = 950° С. Пайку ведут в защитной среде.
Ag 4
12—25 5 6
в 0,1—0,3 10—14 —
Со 0,5—4 — 10—35
Сг — 0.3—0,7 15—20
Си До 100 5—20 —
Мп 0,5—4 — —
Мо — 5—20 —
N1 10—20 До 100 До 100
Pd — — 35-45
Si 0,1—0,4 4—6 0,2—0,8
Zn 16—25 — —
Припой (4) — для пайки нержавеющих сталей. Соединения имеют повышенную пластичность в нагретом состоянии.
Порошковый припой (5) — для пайки жаропрочных сталей и сплавов. Пониженная температура пайки и повышенная прочность соединения.
Припой (6) для жаропрочных материалов, работающих до t — 950° С. Соединения — повышенного качества. Пайка в за-
ЩИТНОЙ среде или вакууме при 1230—
1240° С. При ПОИ для п а Й к и твердо-
сплав н о г О И Н С1 грумента (% вес).
7 8 9
В 0,03—0,1 0,65—1,5
Со — 0,65- -1,5
Си 59—61 До 100 До 100
Fe — 15- -30 5—25
Мп 4—6 0,7 -1.5 3—15
N1 8—10 3-8
Si — ОД- -0,3 —
Zn До 100 28,5- -35 20—25
Припой (7) — повышенная пластичность соединения Хорошая смачиваемость и растекание припоя.
Припой (8) можно применять в форме порошка, паст, прессованных пластинок.
114
Припой (9) (tnn — 870°С) обеспечивает формирование высококачественного и высокопрочного соединения твердого сплава со сталью за счет оплавления части тугоплавких компонентов и увеличения тол щины паяного шва. Позволяет осуществлять печную пайку в газовых защитных средах, а также на высокочастотных установках с применением флюса. Флюс может быть введен в припой в виде порошка — 20% и более. Припой наносится на инструмент в виде порошка, прессованных заготовок, пасты, паяльных пленок и другими способами.
А1 10
0,4—0,6 11 12
0,4—0,6
Со — 2,5—3,5 —
Си До 100 До 100 До 100
Мп — 9—И 1,5—2.0
Мо 0,5—1,0 — —
№ 3—5 — 3—4
Р — 0,01—0,5 —
Si 0,1—0,2 — Ti 1—2 — —
Припои (10) и (11) — для пайки твердо-сплавного инструмента. Хорошее качествосоединения. Припой (12)—<пл = 1020—1050°С
Паяльная смесь для иапайки твер-дого сплава. Порошкообразный припой —60—70; флюс — 20—24; термостойкий инерт-ный неметаллический материал — 8—20
В качестве термостойкого инертного ма-териала можно использовать слюду, асбест,графит, каолии, кварц, титан, окись алю-миния.
Таблетированный припой для на-пайки ТВЧ пластинок твердого сплава; обез-воженный флюс (Na^BjCL, Н3ВО3, CaFz)—25;порошок припоя ПрМКМц68-4-2 — 60; по-рошок меди — 15. Смесь прессуют в прес-формах.
Припои повышенной плотности (вакуум-плотные припои), предназначенные для со-единений деталей электровакуумных и ва-куумных изделий (% вес.):
Ga—-60,4; In —27,6; Sn—12. Составв количестве 30% смешивается с 70%серебряного порошка.
16 Ga — 60,4; In — 27,6; Sn —12. Составв количестве 10% смешивается с 90% се-ребряного порошка.
Припои (15) и (16)—крайние предста-вители диапазона составов, образующихв интервале 500—1000° С прочное соедине-ние, выдерживающее многократный нагревдо 800° С без нарушения вакуума. Припоинаносятся на соединяемые поверхности при20° С без применения флюса. Можно соеди-нить медь с медью, молибденом, вольфра-мом, никелем, коваром, нержавеющейсталью, керамикой.
Ag 17
60—70 18
60—70 19
Аи ■ — 40—50
В 0,02—0,15 .—. —
Со
Си 0,5—3,0 До 100% 1,0
Ge — 0,5—5,0 1—5,5
Pd 1—3 10—20 —
Si — 0,5—30 —
Припой (17)—с самофлюсующими свойствами. /пп = 840—870° С; асрез= =23 кгс/мм2. Стыковые соединения при пайке керамики, а также керамики с медью и коваром имеют си= 10 кгс/мм2.
Припой (18)—для пайки палладия и его сплавов. Обеспечивает хорошую вакуумную плотность и сниженную пористость шва.
Пайка припоем (19)—при 900—920° С. В шве мало дефектов.
20 21 22 23
В 0,05—0,25 0,3—1.5 0,05 0,05—0,
Be — — — 0,6
Си Везде до 100% Ge 6,5—9,0 3—6,5 9,5
Ni 0,1—2,5 0,1—2,5 ОД—2.5 —
Si — — — 1,5
Sn 0,5—1,5 — — 5
Припой (20) — для пайки узлов электровакуумных приборов. Прочен и пластичен при расширении капиллярных зазоров. Применим для меди, ковара, электротехнической стали, молибдена, металлизированной керамики — в водороде и вакууме при /пайки = 1000—1040° С. Допускает зазоры до 0,2 мм.
Припои (21) и (22)—для вакуум-плот- ной пайки. Интервал плавления — 985— 1015° С. Хорошо растекается в нейтральной и восстановительной среде по меди, ковару, никелю. /пайкп = ЮОО—1020° С.
Припой (23) — для вакуум-плотного соединения меди с молибденом (ПрМБ0,60л5).
Бор вводится в сплав в виде лигатуры (2,8% В), бериллий — в виде лигатуры (12% Be). ов=137.5кгс/мм2;й=33%;4'=36,2%; руд=18,2 мкОм-см; р=8,7 г/см3; /Пл=980— 1000° С; /пайкИ= 1010—1020° С. Окалино- стойкость при 800° С выше, чем меди. Пайка в вакууме, инертных газах, водороде.
24252627
Со0,1—0.20,1—0,80,2—0,8—
СиДо 100%
Fe —0,01—0,2 0,01—0,2—
Ge11—120,8—2,0—7—10
N1—17—2717—271—2
Si——0,1—0,6—
Припой (24) — для вакуум-плотной пайки меди, ковара, электротехнической стали, никеля, молибдена, металлизированной керамики — в водороде и вакууме при 1000—1040°. Допускает зазоры 0,01— 0,08 мм.
Припои (25) и (26) — для пайки электровакуумных изделий. При 1160—1250° С хорошо смачивают железо, никель и их сплавы (ковар, фени), молибдено-марганцевое покрытие на керамике Состав (26) имеет низкую температуру плавления. Позволяет паять металлизированную керамику (27). Вакуум-плотный припой для бес- флюсовой пайки. Пайку ведут в восстановительной или нейтральной среде, либо в вакууме.
Припои для пайки узлов электро-вакуумных приборов: Ga—12—20; Ge—2—6;Си — до 100%. /пд=960—990° С. Хорошорастекается по меди, стали, молибдену,удовлетворительно — по константану, мель-хиору, никелю и ковару. /Пайки=980~1000° С. (Применим для крупных узлов).
Припой для вакуум-плотной пайки.Мп — 6—11; Ni —3—12; Си —4,5; Сг —0,1—6,0; С —2,0—4,3; Si —2,0—5,0; В —0,6—1,0;Fe — до 100%. (Можно для повышениясамофлюсующих свойств вводить Ti — до3% и Са — до 0,3%.)
Твердый фосфористый припой для
пайки медных сплавов и стали. Fe—0,5—1,0;Zn —21—27; Р — 4—8; Си — до 100%. /пл==690—700° С. Стыковые соединения ТВЧи газовой горелкой имеютсв=23—
26 кгс/мм2. Твердые фосфористые припоивыплавляются в графито-шамотном тигле.В качестве шихтовых материалов исполь-зуются медно-фосфористая лигатура МФ-1с содержанием фосфора не менее 9%,цинк (ЦО), армко-железо или ТЧ и медь(МО). В тигель загружаются лигатура МФ-1,медь и железо. Расплавление ведется подслоем древесного угля. После полного рас-плавления шихты ванна подстуживается, ипод слой угля вводится цинк. По оконча-нии расплавления цинка сплав подогре-вается до 760—780° С. Разливку его про-изводят в предварительно подогретой до300—400° ванне. Припои хорошо поддаютсяобработке давлением (прокатке, резке, го-рячему прессованию при температуре 400—500°С).
Припой для пайки углеродистых инержавеющих сталей. V — 0,01—5; Ge —0,01—1; Со—20—40, Si —0,3—1; Мп —30—70; Си —5—15; Ni—1—15; Zr —0,01—5.(Повышенные пластические и прочностныесвойства шва.
Пайка в вакууме при 1150° С. Зазор при пайке от 0,05 до 1 мм.)
Припои для пайки стали, меди и ее
сплавов: 33 34
В 0,01—0,03
Cd 30-34 10—14
Си До 100%
Ti До 0,3 ■ 0,02—0,5
Ag 34—36 28—32
Zn 10—16 28—32
Припой (34) (/пд=650—719° С) более
технологичен, чем (33), и может быть
в форме проволоки, фольги, колец, шайби т. п.
Припой П-58 для соединений, рабо-тающих при вибрации. Cd — 3—4; Си — 58—-59; Sn — 2—3; Zn — 32—33. /пд=840—850° С.(Готовится из латуни Л-62 и чистых ме-таллов- Плавка при 1200° С в тигельнойэлектропечи. Раскисление 0.05% фосфори-стой меди или засыпка зеркала порошкомобезвоженной буры. Разливка тонкойструей между двумя керамическими плит-ками.)
115 4
Припой для пайки и пайко-сварки чугуна. Си — 48—50; № — 3,5—4,5; Мп —
10,5;А1 —0,15—0,25;Sn —0,8—1,0;
Zn — до 100%. tn =847° С. Твердость шва НВ=160—170 кгс/мм2. Шов плотный.
Припой для пайки пластинок быстрорежущей стали. Fe — 14—18; Si — 0,5—1,5; Мп—1,5—3; Ni — 7—10; Си — до 100%. (Паяное соединение имеет сниженную склонность к трещинообразованию).
Припой для пайки элементов силовых полупроводниковых приборов. № — 0,05-4),15; Си — 0,05—0,15; Sb — 0,3—0,7; Те—0,005—0,01; Sn — до 100%. (Соединения обладают повышенной термоциклической устойчивостью). *
Припой для пайки кремния. Ni — 0,1—2; Си—10—40; Ge — 0,1—5; Ag — до 100%. Для придания припою акцепторных или донорных свойств в его состав можно вводить элемент из группы В, Ga, Sb в количестве 0,1—3%. (Повышенное качество соединения и снижение температуры пайки.)
Припой для пайки термоэлектронных эмиттеров на основе солей бария. Глицерин—10—15% к весу припоя (сверх 100%); рений — 45—50; силицид молибдена— остальное. tnn — 1850—1950° С. Суспензию наносят на узел, сушат при 100— 150° С 1 ч, нагревают в среде водорода
30 мин до 1850—1800° С.
Твердые припои применяются также для соединения металлов с неметаллами.
Припой для пайки ситалла с металлами получают введением в серебряный припой 15—20% Ti, а в медный припой — 20—25% Ti или Zr. Пайка ведется в вакууме или в аргоне. Возможен нагрев ТВЧ.
Припой длц пайки керамики к металлу можно получить, вводя в медно-серебряный припой (Си — 28; Ag — 72) 20— 50% смеси порошков вольфрама и марганца, содержащей 5—40% марганца и остальное — вольфрам.
Паста для пайки керамики (95—99% АЬОз) с металлом: Мо — 80; Мп—15; LizCPs — 5. Прочность соединений без предварительного вжигания пасты — 16— 20 кгс/мм2.
Припои для пайки керамики с металлом:
44 45 46
Fe 10—20 — ' —
Мо 5—30 — —
Nb — 20—40 15—20
N1 10—30 — До 100
Pd 10—50 20—60 —
Ti — — 10—15
V — 20—40 5—6
Припой (44) — для пайки корундовой керамики, металлизированной вольфрамом. Обладает повышенной стойкостью в парах щелочных металлов. Припой (45) —для пайки керамики с тугоплавкими металлами. Стоек в парах щелочных металлов. Припой (46) — для пайки керамики со сплавами ниобия и никеля. Хорошее смачивание. Повышенная прочность соединения.i
Припой для пайки металлов и керамики: Мо—0,1—1,0; Си — 25—30; Ni — 0,1—1,0; Ag — до 100. (Повышенная прочность и термостойкость соединений).
Для пайки металла с металлизированной керамикой применяют в качестве основы составы: Fe — 3.0; Со — 0,5—10; Си — до 100% или Со — 0,5—10; Си — до 100. В эти составы при плавке можно вводить один из следующих компонентов: Si — до 3%; Ge —до 12%; Sn — до 3%; Ti или Zr — до 2%. Пайка ведется в неокисляющей атмосфере.
Припои для пайки углеграфитовых электродов со стальными т о к о п о д в о д а м и. 49. Си — 53— 64; Ti или Zr — 0,05—0,5; Zn—-до 100%.
Zn — 31—38; Ti или Zr — 5—20; Си—до 100%.
САМОФЛЮСУЮЩИЕ ПРИПОИ
Наряду с обычными припоями, применяемыми в сопровождении соответствующих флюсов, химически очищающих поверхность деталей при пайке и растворяющих окислы, в последние годы широкое распространение получили самофлюсующие припои, обладающие способностью в процессе пайки одновременно выполнять функции флюсов, способствуя удалению окисных пленок с соединяемых поверхностей.
Такие самофлюсующие припои наиболее активно производят свое действие в нейтральной или восстановительной среде. Отличительной их особенностью, обусловливающей способность к флюсованию, является присутствие в основном составе добавок лития, кремния, бора, фосфора либо германия. Число известных самофлюсующих припоев весьма велико. Ниже приводятся составы некоторых из них (стр. 117).
Для удобства пользования оии расположены внутри каждой группы в порядке возрастания температур ликвидуса или плавления. Основные назначения широко применяемых самофлюсующих припоев (1) — (14) приводятся ниже. Цифра в круглых скобках после номера припоя (780° С) указывает на температуру или начало интервала плавления в “С. Номера в прямых скобках [1, 4] после состава припоя указывают на основное назначение его соответственно следующему перечню:
— прочная пайка армко-железа, большинства сталей, а также медных и железоникелевых сплавов в нейтральной среде или водороде;
— пайка тонкостенных конструкций из нержавеющих сталей в среде аргона или гелия;
— пайка жаропрочных сплавов в среде с газообразным флюсом;
— пайка высокопрочных и нержавеющих сталей, обеспечивающая высокую прочность соединения при отрицательных и повышенных температурах;
— пайка стали и жаропрочных сплавов;
■— высокопрочная вакуум-плотная пайка нержавеющих сталей, прочная при высоких температурах;
116
— пайка изделий в среде защитных газов и в вакууме. Припои универсальны. Применяются для пайки стали, меди и других металлов. Соединения прочны и вакуумно-плотны при многократных сменах температуры;
— пайка меди и медных сплавов в нейтральной среде. Пайка изделий малой металлоемкости на воздухе без флюса;
— прочная пайка железа, ковара, никеля, меди и их сочетаний между собой;
— высокотемпературная пайка нержавеющих сталей;
— прочная пайка вакуумно-плотных соединений из углеродистых и нержавеющих сталей. Среда — аргон или вакуум.
Некоторые широко применяемые самофлюсующие припои (% вес.);
(685° С) Си—92,5; Ag—2.3; Р—5,2 [8].
(710° С) Си—98,6; Ag—4,9; Р—5,5 [8].
(710° С) Си—92,5; Р—7,5 [8].
(800° С) Ag—71,5—72,5; Си—27,3— 28,5; N1—0,7—1,3; L1—0,4—0,6 [1, 2. 3].
(810° С) Си—80,2; Ag—15,0; Р—4,8 [8].
(900° С) В—до 0,15; Со—0,3—0,5; Pd—
15,5; Ag—64,4—65,6 [1, 7].
(850—970° С) Ое—12; Си—88 [91.
(1000° С) В—до 0,15; Be—0,5—0,7; Si—1,3—1,7; Си—92,8; Sn—4,5—5,5 [1, 7].
(1000° С) Fe—0,8—1,2; Li—0,15—0,25; Mn—22—26; Ni—5—6; Си—до 100% [1, 4].
(1050° С) В—до 0,1; Си—94,45; Ni-
О.3—0,45; Sn—4.5—5,0 [1, 7].
, И. (1050° С) В—0,15—0,25; Fe—0,8—1,2; К—0,01—0,2; Со—4,5—5,5; Li—0,15—0,30; Mn—27—29; Na—0,05—0.15; Ni—27—29; P—0,1—0,2; Си—до 100% [1, 4].
(1100° C) Si—20; Си—83; Ni—15 [5,6].
(1150° С) В—0,1; Si—1,5; Си—73,4; Ni—25 [5, 6].
(1220° С) Si—1,2; Си—46,8; Ni—50; Sn—2 [5, 6].
Ниже приводятся типовые составы основных групп самофлюсующих припоев. (Назначение их в основном аналогично назначению близких по составу припоев, приведенных выше).
Припои, содержащие В. 1.(830°С) В—3,6; Pt—до 100%.
(871° С) В—0,15; Мп—35; Си—до 100%.
(1038° С) В—3,25; Si—4,5; Ni—91,25.
(1065° С) В—1,0; Со—16; Мп—67, Ni—16.
(1100° С) В—4; Ni—78; Сг—18.
(1080—1120° С) В—0,1—0,3; Fe—1,5; Si—1,5—2; Си—66,3—69,8; Ni—27—30.
(1149—1230° С) В—0,01—0,1; U—0,05—
3; Ni—40, Pd—до 100%.
(1260° С) В-3—4; W—17—22; Fe—55— 67; Сг—13—19.
Припои,содержащие Ое.
(840—870° С)В—0,02; Ое—2; Ni—1; Ag—68; Си—до 100%.
(960—990° С) Ое—8—12; Си—80—90; Pd—2—12.
(1066° С) Ge—30; Ni—57; Сг—13.
(1160оС) Qe—0,2; Fe—2,4; Мп—37,5; Си—58,5; Ni—1.4.
Припои, содержащие Si. 1. (500— 600° С) Аи—46; Si—3; Ni—1; Ag—46; Sb—32.5; Zn—17,5.
(600° C) Si—26; Си—16,7; Ni—0,3; Ag—40; Zn—17.
(700° С) B—12—14; Cd—25—26; Si—0,15;
Си—12—13;Sn—0,5—0,9;Ag—48—50;
Zn—12—14.
(875—900° С) B—0.1; Fe—2—3; Si—0,3; Mn—до 100%; Си—24—25; Ni—20—21; Zn—14—15.
(905° C) Si—0,3; Си—60—63; Sn—0,4— 0,6; Zn—до 100.
(1036° C) Si—8; Mn—17; Ni—до 100; Cr—0—15.
(1038° C) Si—9; Ni—45; Pd—36; Cr—10.
(1000—1050° C) Si—2; Си—98.
(1045—1082° C) Si—5; Ni—58; Sn—25; Pd—10.
(1100—1120°C)Fe—3,0;Si—1,6;
Mn—3; Си—54,4; Ni—35; Cr—3.
(1150° C) Si—10,0; Ni—70; Cr—20.
(1190° C)Fe—12—14;Si—1—1,8;
Mn—4,2—5; Си—66—72; Ni—10—14.
(1195°C) Co—87,5; Si—12,5. Припои, содержащие Li. 1. (760° C)
Li—3; Ag—97.
(880—900° C) Li—0,15; Ni—1; Ag—72; Cu—до 100%.
(960° C) Fe—0,8—1,2; Li—0,85—0,25; Mn—22—26; Ni—5—6; Cu—до 100%.
(1024° C) Li—0,5; Cu—15; Ag—84,5.
(1210—1220° C)B—0,05; Li—0,2; Ni—40; Pd—59,7.
Припои, содержащие P. 1. (650— 710° C) Cu—70; Ag—25—28; P—до 5.
(754—912° C)Si—0,15;Cu—46-^18;
Ni—10—11; Ag—1,0; P—до 1; Zn—40—41.
(950° C) P—4,75—5,25; Cu—до 100%.
(1030° C) Fe—33; Ni—56; P—до 11.
ФЛЮСЫ.
В отличие от сварочных флюсов применяемые при пайке расплавленными припоями флюсы имеют более ограниченные задачи — предохранять соединяемые поверхности от окисления и растворять имеющиеся на них окислы, а также улучшать смачивание поверхностей припоем.
Соответственно рабочему диапазону температур пайки, определяемому характером припоев, паяльные флюсы делятся на две основные группы: низкотемпературные, или флюсы для мягкой пайки, и высокотемпературные, или флюсы для твердой пайки.
НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫЕ ФЛЮСЫ
Флюсы для мягкой пайки используются преимущественно при пайке оловом, свинцом и сплавами на их основе. Рабочие температуры (ipae) при пайке этими материалами находятся в диапазоне 180— 350° С. Соответственно в их составы входят компоненты, переходящие в жидкое состояние или испаряющиеся в этих температурных интервалах.
Одним из наиболее широко применяемых компонентов низкотемпературных флю-
117
сов является канифоль. Она имеет низкую температуру плавления (70—100°С), легко растворяется во многих органических растворителях, не оказывает коррозионного действия на металл, но как флюс относительно слабо активна, если применяется без каких-либо добавок. При перегреве канифоль темнеет, в ней происходят химические превращения и она частично теряет флюсующую способность.
Сильно активные флюсы содержат хлористые соли — хлорид цинка (ZnCl2), хлорид аммония (NH4CI), смесь хлоридов (ZnCb + NH4CI). Находит применение в этих флюсах солянокислый (хлористый) гидразин (N2H4 • НС1), плавящийся при 198° С и применяемый в водных растворах, остатки которых легко смываются после пайки. Известно применение водных растворов молочной кислоты.
В многочисленных рецептурных комбинациях веществ, составляющих низкотемпературные жидкие и пастообразные флюсы, наиболее известны следующие.
Неорганические флюсы. 1. Активная часть — кислоты (соляная, плавиковая, фосфорная) + носитель (вода, пет- ролатумная паста).
Активная часть — соли (хлористый цинк, хлористый аммоний, хлористое олово) + носитель (вода, петролатумная паста, этиленгликоль, глицерин, этиловый спирт, ланолин, вазелин, парафиновое масло, говяжий жир, растительное масло).
Органические бесканифоль- ные флюсы 1. Активная часть — органические кислоты (молочная, олеиновая, салициловая, стеариновая, глютаминовая, фталевая) + носитель (вода, органические растворители, петролатумная паста, этиленгликоль, глицерин).
Активная часть — галогениды (солянокислый анилин, хлорид глютамина, солянокислый или бромистый гидразин, бром- производные пальмитиновой кислоты) + те же носители, что и с органическими кислотами.
Амины и амиды (мочевина, этилен- диамин, триэтаноламин, диэтиламин) + вода, органические растворители, полиэтиленгликоль, глицерин.
Органические канифольные флюсы 1. Чистая светлая канифоль с активаторами+этиловый спирт, изопропиловый спирт, органические растворители, полиэтиленгликоль.^
Только чистая светлая канифоль + + те же носители, что и выше.
Ниже приводятся некоторые составы флюсов, находящих практическое применение (% вес.).
Флюсы для пайки электрора- диотехнических деталей 1. Канифоль— 15—30; спирт этиловый — 85—70.
Канифоль — 100.
Канифоль — 50; полиамидная смола — 50
Канифоль — 40; бензин —60.
Канифоль — 30; спирт этиловый — 70.
Канифоль — 24; стеарин — 1; спирт этиловый — 75.
Канифоль — 5; скипидар — 23; олеин — 22; спирт этиловый — 50.
Канифоль — 500 г; спирт этиловый — 600 мл; толуол — 300 мл; краситель красный органический — 0.5 г. (Перемешивать 12 ч в шаровой мельнице, хранить в закрытой бутыли.)
9 10 11
Канифоль, г 500 500 30
Бензин чистый, мл 200 800 —
Спирт этиловый, мл 680 — 70
12 13 Канифоль, г 500 500 Толуол, мл — 300 Ксилол, мл 800 — Спирт этиловый, мл — 600 В составы добавляют (0,5 т/л) красныйорганический краситель. Приготовление со-ставов— перемешивание 12 ч в шаровоймельнице Хранение — в закрытой бутыли.
Аммония цитрат — 600 г; глице-рин — 600 г; салициловая кислота — 40 г(для мелких деталей и электротехническихсоединений).
Канифоль— 10—40; азеотропнаясмесь (77 вес. ч. метиленхлорида + 23 этилового спирта)—90—60. (Легкоудаляемыйфлюс.)
Паяльные лаки. 1. Анилин солянокис-лый — 6; канифоль — 22; спирт этиловый —70; ТЭА —2.
Канифоль — 24; метафенилендиамин —4; спирт этиловый — 70.
Диэтиламин солянокислый —4; канифоль — 24; спирт этиловый — 70; триэтано-ламин— 2.
4. Канифоль—15—30; триэтаноламино- леат—1—4; этиловый спирт — до 100%. (Повышенная эффективность.)
Активированные канифоль-
н ы е флюсы; 1 2 3 4
Анилин солянокислый 2 2 1 2
Г лицерин 1 — 2
Канифоль 22 97 20 55
Спирт этиловый 76 — 79 41
5 6 Анилин солянокислый — 9 Канифоль 20 44 Молочная кислота 5 36 Спирт этиловый 75 11 Канифоль — 30; спирт этиловый — 60; уксусная кислота —10
Канифоль.— 25; гидразин солянокислый — 5; спирт этиловый —- 70.
Канифоль — 50; муравьиная кислота— 40, щавелевая кислота—10.
Канифоль — 24; спирт этиловый — 75; цинк хлористый — 1;
Канифоль — 40; салициловая кислота — 3; спирт этиловый — 55; ТЭА — 2.
Канифоль — 28; аммоний хлористый — 2; спирт этиловый — 65; цинк хлористый — 5.
Канифоль — 20; лимонная кислота — 3; спирт этиловый — 75, ТЭА — 2.
118
Ацетон — 4; воск пчелиный—0,25; гидразин солянокислый — 0,25; дибутилфта- лат — 0,25; канифоль — 5; ксилол — 42; по- ливинилбутираль—1,25; спирт этиловый — 5; толуол — 42.
NH4CI — 1; канифоль — 3; цинк хлористый— 30; спирт этиловый — 66. /рав = = 190—350° С. (Для пайки меди, латуни и оцинкованного железа.) Через сутки после приготовления сливают жидкую часть с остатка. Швы промывают ацетоном, смывкой или скипидаром.
Флюс для пайки мягкими припоями. К 82 мл канифольного флюса добавляют 6 мл муравьиной кислоты, затем 12 мл 25%-ной аммиачной воды и перемешивают, ^пайки =200—400° С. Активатор (муравьинокислый аммоний) разлагается при 180° С — ниже температуры пайки. Применим для пайки никеля и его сплавов, железа, меди и ее сплавов.
Нетоксичный некоррозионный флюс для пайки мягкими припоями. Полиэтилен- гликолевый диэфир и тетрахлорфтаЛевый ангидрид в соотношении 1 :2 растворяют в воде до получения 40—80%-ного раствора. Диэфиры синтезируют при молярном соотношении исходных реагентов 1 :2, реакция ведется в расплаве при 135—145°С в атмосфере инертного газа до достижения расчетного кислотного числа.
Канифоль (порошок)—250 г; спирт этиловый — 500 мл (А). Анилин солянокислый— 20 г; спирт этиловый—300 мл (Б). Составы (А) и (Б) смешать перед употреблением. (Для пайки мелких, недостаточно очищенных деталей, проволок.)
Канифоль (порошок) — 175 г; спирт этиловый — 730 мл (A). NH4C1 — 3,6 г; вода — 30 мл; глицерин — 270 г; ZnCU — 36 г (Б). Перед употреблением смешать (А) и (Б), добавить 0,1 г метилоранжа. (Для пайки мелких и крупных деталей, толстой проволоки, мелких узлов приборов.)
20 21 22
Канифоль 380 60 30
Спирт этиловый 500 620 400
Фосфорная кислота 120 320 100
Флюсы (20), (22) — для пайки мягкими
припоями, (21)—для пайки хромоникеле-вых сталей. (Коррозии не вызывает. Передпайкой тщательно зачищать. <pag = 240—I 250° С)
Канифоль — 30; NH4C1—1; фосфор-ная кислота — 29; ТЭА — 2; ZnCl2 — 3; эти-ловый спирт — 66. (Пайка меди и медныхсплавов, углеродистой стали.)
Бензолсульфонатметилсульфат алки-ламинометильного производного полиэти-ленгликолевого эфира высших жирныхспиртов или алкифенолов — 5—70; пласти-фикатор (например, глицерин) —до 100%.В состав флюса можно вводить природнуюсмолу — до 30%; растворитель — до 20%;ТЭА —до 0,05%.
Флюс для пайки радиаторов. ZnCb—
4,6; ТЭА (хлористый) — 2,5—3; гид-роксиламин хлористый — 0,5—1; вода — до100%. (Повышенная коррозионная стой-кость изделий.)
Паяльные пас :ты- флюсы: 1 2 3 4
Вазелин 80 100 74 65
ZnCl2 15 — 20 20
Н20 — — 1 12
NH4CI 5 — 5 3
Канифоль — 20; стеарин —20; ZnCf2—■ 15; анилин солянокислый — 3; вазелин — 35; вода — 7.
Вазелин — 80; канифоль — 16; ZnCK — 4.
Масло ИС — 48; воск —12; канифоль— 15; глицерин—15; ZnCl2 — 10.
NH4C1 (насыщенный раствор)—18; анилин солянокислый—5; спирт этиловый— 30; глицерин технический—45; ТЭА-—2.
Канифоль—34; касторовое масло—26; стеарин—14; NH4C1—8; ZnCI2—7; Н20—11.
Канифоль—21; стеарин—21; ZnCl2— 15; А1С13—3; вазелин—34; Н20—6.
Канифоль—55; животный жир—25; NH4C1—10; ZnCl2—5; Н20—5.
Вазелин—45; канифоль—30; глицерин—15; ZnCl2—6; парафин—4.
Вазелин—90; бензойная кислота—5; NH4C1—5.
Глицерин—74; NH4CI—4; бензойная
кислота—4;поливиниловыйспирт—3;
Н20—15.
Стеарин—100.
(вес. ч.)
Ланолин—220; парафиновое масло— 580 (А). Расплавить при перемешивании на водяной бане. NH4C1—9; Н20—100; ZnCI2—90 (Б). Составы (А) и (Б) тщательно перемешать, перелить в тару и остудить. Наносить палочкой, кистью или шпателем.
Вазелин технический—600; ланолин— 200 (А). Расплавить и перемешать (Б): NH4C1—20; вода—100; ZnCl2—200. Составы (А) и (Б) перемешать и перелить в тару для охлаждения.
NH4C1—5—6; бензойная кислота—
6; вазелин—86-—88; ОП-7—0,8—1. (Флюс обладает повышенной смачиваемостью и предохраняет зону пайки от окисления).
Вазелин—90; ZnCl2—10; НаО—10. Нагревание 3—4 ч при 70—80°, перемешивание непрерывное, охлаждение до 30° С при перемешивании.
NH4C1—100;говяжий жир —300; канифоль — 500; масло растительное—100. Масло, канифоль и жир расплавить, добавить тонкоизмельченный хлористый аммоний, тщательно перемешать, влить в горячем виде в сосуд для хранения. Для пайки мелких деталей.
NH4CI—100;масло минеральное—-900. Растереть вместе. Хранить в закрытой посуде. Применяется непосредственно или в водной эмульсии. Масло можно заменить керосином.
(% вес.)
Канифоль—10; парафин — 55; стеарин—35; ТЭА — 2 (сверх 100%). (Для пайки навесных радиотехнических и электротехнических элементов припоем ПОС61).
119
Флюсы на солянокислом гидразине.
Вода —95; гидразин солянокислый —5.
Вода — 60; глицерин — 35; гидразинсолянокислый — 5.
Гидразин солянокислый — 4; спиртэтиловый — 50; этиленгликоль — 46.
Дигидрохлорид гидразина — 3; диги-дробромид гидразина — 3; полиамиднаясмола—12; спирт этиловый — 82.
Гидразингидрат—1,2—1,3; гидразинхлористый — 2—4; этиленгликоль — 25—50;этиловый спирт — до 100%. (Пайка брон-зы с другими медными сплавами; углероди-стых сталей между собой; меди с медью;медных сплавов между собой.)
NH4C1—29—32;гидразингидрат —
4; Гидразин хлористый — 6—8; этилен-гликоль — 40—50;этиловыйспирт — до
100%. (Пайка меди с медью; медных спла-вов между собой; углеродистых сталеймежду собой; нержавеющих сталей междусобой.)
Флюсы дли капиллярных соединений
мягкими припоями:
78
ВодаДо 100% До 100%
Гидразин солянокислый51—2
Глицерин355—12,5
Спирт этиловый—28,5—44
Состав (8) обеспечивает повышенную коррозионную стойкость соединения при повышенной влажности; технологичен, не требует промывки после пайки. Гидразин растворяют в воде, добавляют спирт и глицерин, перемешивают 1,5 мин, нейтрализуют аммиаком, опускают кусочек металлического цинка, выдерживают 24 ч.
Флюсы на основе хлористых солей:
1 2 3 4
ZnCl2 40 10—50 10—50 10—50
NH4CI — 5—10 5—10 —
НгО 60 85—40 80—10 65—15
НС1 — — 5- -30 25—35
5 6 7 /
ZnCh ! 12 48 30 1 н2о 36 42 70 НС1 40 22 — Флюс (5) — нержавеющие стали между собой; (6) — медь + медь; латунь + сталь; медь + сталь; (7) — сталь, медь н ее сплавы при 290—350° С.
8 9 10 и
ZnClo 30 25 25 48
н,о" 60 500 50 40
NH4C1 15 50 12
НС1 15 — 25 10
Флюс (9)—для грубых деталей; (10)— нержавеющие стали между собой; (11)— медные сплавы, углеродистые стали, цинк, бронзы.
12 13 14 is
ZnCl9 25 18 48 35
Н9СГ 75 76 52 5
NH4C1 — 6 — 20
Флюсы (12)—(14)—медные сплавы между собой; углеродистые стала между собой; бронзы с медью. Активны от 180° С. Ааб=150—320° С; флюс (15)—чугун+чугун.
NH4C1—16 г; вода—100 мл; глицерин—500 мл; спирт этиловый—300 мл; ZnCl2—100 г.
Паяльная жидкость для крупных конструкционных узлов из цветных металлов и стали. Можно применять для загрязненных деталей.
ZnCl2—70; NaCl—15; NH4C1—15.
CdCI9—15—50; NaCl—10—25; ZnCi2— 20—65; NH4C1—2—10.
Флюсы (17), (18)— пайка и лужение железа, чугуна, стали, меди, латуни, бронзы, свинца, никеля, серебра.
ZnCl2—40; SnCl2—5; CuCl2—0,5; НС1—3,5; H20—51. (Пайка стали, железа, чугунов припоями с большим содержанием свинца. Применим без предварительного облуживания стали оловом).
ZnC1.2—40; SnCl2—2; КС1—1; НС1—2; H20—54. (Пайка стали, чугуна, меди и ее сплавов малооловянистыми припоями, а также припоями на основе висмута, кадмия и цинка).
ZnCl2—40; NaCl—5; CuCl2—1; НС1—1 KC1—1; H20—52. (Пайка стали, медных сплавов, оцинкованного железа малооловянистыми и цинковыми припоями).
ZnCl2—50; NH4C1—5; HF—2; Н20—43. (Пайка чугуна).
ZnCl2—40; NaCl—5; КС1—1; Н20—54, (Пайка стали, оцинкованного железа и медных сплавов малооловянистыми припоями).
ZnCl2—40; NaCl—20; CuCl2—2; НС1—1; H20—37. (Пайка меди и ее сплавов цинковыми припоями).
ZnCL,—40; SnCl2—2,5; NaCl—10; НС1—2; Н96—45,5.
ZnCl,—40;SnClg—4;(CuCl9—0,5;
NaCl—10; HC1—2,5; HsO—43. (25), (26) — пайка стали висмутовыми припоями.
NaCl—50;CdCIa—30;ZnCl2—15;
NH4C1—5. (Пайка меди и ее сплавов припоями на основе кадмия с Гпл=400° С).
ZnCl2—15; NH4C1—1,5; НС1—36;
спирт-денатурат—12,8; H3P04—2,2; FeCl3— 0,6;Н20—31,9.(Пайка углеродистых
сталей).
ZnCl2—45;NH,Cl-40;SnCl2—5;
ВаС12—5; CuCl2—5. (Панка чугуна, стали, меди и ее сплавов).
ZnCl2—-25; NH4C1—25; глицерин—25; Н90—25. (Пайка монель-металла).
" 31. ZnCl2—30; SnCl2—5; НС1—5; Н20—60. (Пайка стали).
ZnCl2—30; SnCl2—5; НС1—5; Н20—60. (Пайка стали висмутом и свинцом).
СоС12—30—35; NiCl2—30—35;'NH4F— до 100%. (Пайка жаропрочных и нержавеющих сталей. Наносится в сметанообразном состоянии, не требует предварительного никелирования).
NH4C1—9—10; CuCl—0,9—1; SnCl9—
14—16; ZnCl2—39—41;H20—до 100%.
(Для механизированной наплавки оловя- нистого баббита на сталь без предварительного лужения. Хорошее растекание баббита).
123
7
NH4Cl—10—15; анилин солянокислый—15—17;NaF—2—3;SnCl2—4—6;
ZnCl2—45—55;ацетатцеллюлозы—до
10096- (Флюс для гомогенного свинцевания. £раб=270° С. Можно наносить на вертикальные и наклонные поверхности).
NH4C1—4—5; анилин солянокислый— 18-—20; карбамид—74—77. (Наполнитель в трубчатых припоях).
СиО—1 вес. ч.; NH4C1—1.5 вес. ч. (Пайка стали; не требует предварительной очистки поверхности).
Активныекоррозионные
флюсы для пайки нержавеющей стали:
123
ZnCl21007550
НС1—251
NH4C1——5
Н20——44
ZnCl9 (насыщенный раствор)—70;НС1—25; HF—5.
Н3Р04—100.
Н3Р04—99; CuS04—1.
ZnCl9—9; LiCl—1; НС1—10; H3P04—50;H20—30. ~
ZnCl2—30;NH4C1—10;CuCl—10;
HC1—50.
ZnCl2—36; NH4C1—3; SnCl2—3; HC1—1H20—57.
ZnCl2—90; уксусная кислота—10
p и н ом:
NaCl
NH4C1
Глицерин, мл
н2о
ZnCl2
Метилоранж, г
с п и р ТОМ и г л и це
1 2 3
— 0,12
32 3 4
400 26 22
350 — —
320 72 До 100
0,1 — —
Диэтиламин хлористый — 3—5; канифоль — 20—25; спирт этиловый — 67—76; ТЭА.— 1—2. fpae = 200—350° С. (Пайка черных и цветных металлов и сплавов, покрытий, меди, никеля.)
Глицерин—100 мл; вода—100 мл; молочная кислота—100 г. (Пайка мелких деталей.)
Анилин солянокислый —15 г; глицерин — 100 мл; спирт этиловый — 300 мл. (Пайка мелких деталей, требующих чистых и прочных швов.)
Глицерин — 50;диэтиламин — 25; фосфорная кислота — 25. (Пайка при 350° С меди с нержавеющей сталью, нержавеющих сталей между собой.)
Янтарнокислый аммоний (насыщенный раствор) — 45—50; ТЭА — 7—10; глицерин— до 100%. <рае = 150—280° С. (Хранить в темной посуде. Эффективен при пайке припоями типа ПОС61 радио- и электротехнических деталей.)
Диэтиламин хлористый — 5; канифоль — 25; спирт этиловый — 68. (Пайка меди; медных сплавов; углеродистой стали; пайка бронзы с медью, оцинкованных металлов между собой.)
NH4C1 — 100 г; Н20 — 1000 мл; ZnCta — 1000 г; этиленгликоль — 25 мл. (Быстрая и прочная пайка конструкций из толстых материалов, а также для загрязненных и необезжиренных мест.)
\ 17 18
Анилин солянокислый 3,5—5 3,5—5
Бензотриазол 2,8—3,2 —
Имидазол — 3—5
Канифоль 20—25 20—25
Спирт этиловый До 100 %
Триэтаноламин 1—2 1—2
(Пайка латуни для предотвращения
обесцинковыв ания. пайка меди). (1) — пайка сильно ('загрязненных деталей нз железа, г‘стали и цветных металлов; (2) — (3) — пайка меди и ее сплавов, стали и оцинкованного железа.
Глицерин — 95; диэтиламин солянокислый—5. (Пайка меди и ее сплавов, металлов, покрытых никелем, цинком, серебром.)
Глицерин — 40; CdCl2—10; SnCl—5; НС1—5; Н20—40. (Пайка стали).
Глицерин-—35; гидразин солянокислый — 5; Н20—60.
Спирт этиловый — 46; фосфорная кислота — 9; НаО—45.
Спирт этиловый — 73; бензин —18; нафталин — 4.8; ZnCl2—2; глицерин — 2; НС1—0,2.
(6) — (8) — панка меди и ее сплавов, иикели, серебра, железа и стали.
Глицерин — 49; анилин солянокислый — 2; спирт этиловый — 36,5; бензол — 9; нафталин — 2,4; НС1 — 0,1; ZnCl2—1 (Пайка медных сплавов и оцинкованного железа.)
19 20
NH4C1. г 12 14
Н20, мл 420 600
Спирт этиловый, мл 580 400
ZnCl2, г 120 140
(19) — быстрая особопрочная пайка деталей стальных и из цветных металлов; (20) — лужение погружением в расплав.
21. Анилин солянокислый — 3—7; канифоль — 20—25; ТЭА — 1—2; спирт этиловый — 67—72.
/22. Канифоль — 20—25; метафениленди-
амин хлористый — 3—5; ТЭА — 1—2; спирт этиловый — 64—74.
Диэтиламин хлористый — 3—5; канифоль — 20—25; ТЭА — 1—2; спирт этиловый — 63—74.
Флюсы (21) — (23)—различные черные и медные сплавы. Покрытия различными металлами. Активные флюсы.
Сплав [42 NaOH • 58 КОН]—20—30; Н20— 2—3; глицерин — до 100%. (Пайка цинка и его сплавов; алюминия, плакиро
121
ванного сплавом цинка с 5% алюминия; гальванически оцинкованного алюминия. Активен при 180—200“ С.)
NH4CI—29—32;гидразингидрат —
4; гидразин хлористый — 6—8; этиленгликоль — 40—50;спирт этиловый — до
100%. (Медь и медные сплавы между собой, углеродистые стали между собой, нержавеющие стали.)
Моноэтаноламин — 5—10; мочевина — 1—2;фосфорнаякислота — 2—30;
спирт этиловый — до 100%- (Алюминиевая бронза.)
Вазелин —67-—69;глицерин —3—5; натрий фтористый—4—6; хлористый цинк—
6; этиловый спирт—16—20. (Пайка бе- риллиевой бронзы.)
К специализированным флюсам относятся консервирующие флюсы для пайки низкотемпературными припоями. Эти флюсы являются одновременно защитными покрытиями, применяемыми для предохранения от окисления поверхностей металлических изделий в период их хранения до пайки.
Их наносят в виде тонкой пленки на поверхности деталей из меди и ее сплавов; на поверхности, покрытые серебром, оловом, оловянно-свинцовыми сплавами и т. д., не позднее чем через 24 ч после изготовления деталей. После этого детали могут храниться несколько месяцев на складе или находиться в транспортировке без утери ими способности хорошо смачиваться припоями.
Консервирующие флюсы для низкотемпературнойпайки
(% вес.).
Ацетон —1,8—2; гидразин хлористый — 0,25—0,31; дибутилфталат — 0,25— 0,31; канифоль — 3,0—5; поливинилбути- раль — 1,0—1,2: пчелиный воск—0,05—0,055; растворитель № 646—-86,5 — 90; этиловый спирт — 3,0—5.
Борная кислота — 0,25—5; канифоль — 4,25—5; спирт этиловый — 90—9L,5.
Дибутилфталат — 5—7; канифоль —
62; поливинилбутираль — 20—30; пче
линый воск — 0,5—1. 5—15% сухой смеси этого состава смешивают 85—95% растворителя РДВ или № 646. Можно также применять смеси:ацетон+ксилол
(50:50), ацетон+толуол+бутилацетат (26: :62:12), ацетон+толуол+спирт этиловый (33,3 ; 33,3 : 33,4).
Пайка медных сплавов: канифоль —
10—15; моноэтаноламин — 1—2; полистирол— 2—2,5; этилацетат — до 100%. (Коричневая жидкость наносится кистью или окунанием. Длительность образования защитнойпленки — 20—30мин при
20° С.
Применим для изделий, эксплуатируемых при температурах от —60 до +50° С и в тропических условиях).
Флюс для пайки медных сплавов: канифоль — 3—5; моноэтаноламин — 1—2; SnCl2 — 1—1,5; полиэфирная смола — 18— 20, ацетон — до 100%. (Наносится окунанием, распылением, кистью.)
2.2. ФЛЮСЫ ДЛЯ ПАЙКИ АЛЮМИНИЯ И ЕГОСПЛАВОВ
Низкотемпературные флюсы;
1 2 3
ZnCl9 90 9 24
NH4C1 8 — —
KF 1.2 — —.
LiF 0,6 9 —
NaF 0,2 — 6
KCl — 37 28
LiCl — 20 42
NaCl —. 25 —
»пл> 220 320 320
юсы на основе триэта
(ТЭА): 2 3
NH4BF 4 5 8 8
CdBF4 10 — 10
ZnBF4 2,5 10 —
ТЭА 82,5 82 82
NH4C1—10; SnCl9—8; ТЭА—82.
HF—40; ТЭА—60.
NH4BF4—40; ZnF2—16; ТЭА—44.
Анилин солянокислый—5; аммоний хлористый—18; глицерин—45; спирт этило вый—30; ТЭА—2.
Салициловая кислота—4; спирт этиловый—94,5; ТЭА—1,5.
Вода—93,6; бензойная кислота—4; ОП-7—1; ТЭА—1,5.
Флюсы для пайки силумином. 1. КС1—4— 9; NaCl—2—10; LiCl—-15—20; 3NaF-A1F3— —20—50; CaF9—10—20.
KC1—4—9; NaCl—2—10, LiCl—20—50, 3NaF-AlF3-30—50; CaF9—10—20.
KCl—4, N aCl—4; LiCl—40; 3NaF -A1F3— —36; CaF9—16.
KCf—4—9; LiCl—15—46; 3NaF-A1F3— —20—50; CaF2—10—16.
KCl—4—8; N aCl—4—0; LiCl—46; 3NaF- •A1F3—30; CaF2—16.
Флюсы для пайки цинковыми и а л ю ми ниевыми припоями.
КС1—47; LiCl—38; \aF—10; SnCl2—5. <ра6=420“ С.—
KCl—45; LiCl—38; NaF—10; SnCl2—3; CdCl2—4. tpa6=420-C.
KCl—47; LiCl—38; CdCl2—10; NaF—5. f 6=560° C.
KCl—47; LiCl—38; ZnCl2—10; NaF—5. *pa6 = 560°C.
KCl—51; LiCl—41; A1F3—4;KF-4;
7pa6=570°C.
KCl—50, LiCl—32; ZnCl9—8; NaF—10. /pa6=520°C.
KCl—40; LiCl—36; ZnCl2—16; NaF—8.
tраб=480° C.
NaCl—19; CaCl9—43; BaCl9—28; KF—5; NH4F—5. fpa6=435°C.
ZnCl2—36; BaClj—56;3NF-A1F3—8.
*pa6=470°C.
Порошкообразные флюсы для низкотемпературной пайки:
1 2 3
ZnCl2 90 88 90
NH4C1 8 10 10
NaF 2 2 —
122
ZnCI9—83,5;LiCl—5,4;CuCi-4,9;
KCI—3,6; "CdCl2—1,45;NaCl—1,0;
PbCi9—0.25.
SnCl9—88; NH4CI—10; NaF—2.
ZnCl9 6
85 7
5 8
LiCl' 5 38 15
NaCl 5 — 20
KCI 5 47 20
NaF — 5 —
CdCI2 — 5 25
LiF — — 10
ZnF2 — — 10
KCI -50; LiCl—40; 3NaF-AlF3—10.
ZnBr9—40; LiF—5; KCI—24; LiCl—15; NaCl—15; PbCl2—1.
Реактивные флюсы для пайки алюминия без припоев (путем восстановления металлов из смеси солей). 1. ZnCla—90; NH4Br—8. *раб=420°С.
SnCl9—90;NH4C1—8;NaF—2.
fpa6=330°C.'
ZnCl9—90;NH4C1—8;NaF—2.
^раб =380° C.
ZnCl2—90; NH4C1—10. /раб=410° C.
ZnClg—45;SnCl9—45;NH4C1—10.
Lja6 = 330° C.
SnClg—90; NH4C1—10. *pa6=360°C.
ZnCl9—76;SnCl9—14;NH4Br—8;
NaF—2. £раб=380° C.
& ZnCl9—76;SnCl2—14;NH4Cl—8;
NaF—2. *pa6=370° C.
ZnCl9—72;SnCl2—18;NH4Br—8;
NaF—2. fp;6=350°C.
ZnCl2—72;SnCl9—18;NH4Cl—8;
NaF—2. *pa6=340°C.
ZnCl9—46;SnCl9—44;NH4Br—8;
NaF—2. fpa6=330°C.
ZnCl9—46;SnCl2—44;NH4Cl—8;
NaF—2. *pa6=320°C.
A1F3—4—6; KF—4—6; KCI—40—50; LiCl—30—40; NaCl—8—12; SiO‘2—0,5—5,0.
Облуживающий флюс РЬС12—1—5;
ZnCl2—15—20; NaF—3—5; триметилпиразо- линхлорстаннат—40—60;метиловый
спирт—до 10096. (Флюс активен в интервале температур 280—540° С и применим с припоями на различных основах: Sn, Zn, AI. В процессе пайки флюс покрывает поверхность алюминия слоем олова толщиной 5—20 мкм.)
Флюсы для высокотемпературной пайки. 1. NaCl—5; КС1—48; LiCl—37; CdF2—3; LiF—7. *pa6=500°C.
ZnClc—15; CdCl9—15; LiCl—20; NaF—10; NaCl—20; KCI—20. *pa6=500°C.
KCI—55; NaCl—44; NaF—1. *pa6 =
=500° C.P
KCI—60;LiCl—32; 3NaF ■ A1F3—8. *Раб=500°С.
KCI—47; NaCl—45; NaF—4; LiCl-4. *раб=500°С.
KCI—30; NaCl—33; LiCl—26; KF—5; AlFg—6. £pa6=520° C.
KCI—37; NaCl—34; Bad2—20; KF—4; A1F3—5. *pa6=550°C.
NaCl—26; KCI—54; ZnCl2—12; LiCl—8. *6=550° C.
NaCl—17; KCI—27; BaCU—48; NaF- • AIF3—8. *Pa6=570° C.
NaCl—18;KCI—22;BaCl9—45;
NaF.AlF3—10; A1F3—5. *pa6=580°C.
KCI—40—60; LiCl—30—50; KZrF4—1—
Флюс повышенно активен в интервале температур 480—615° С, что позволяет осуществлять пайку непаяемых деформируемых и литейных сплавов систем AIMg, AIMgSi, AlSi. В составе флюса фторцирконат калия KZrF4 можно заменять фтортитанатом калия.
1213
KCI35—4555—57
СаС1918—207,5—8,5
LiCl'8—1228—30
NaF4—66,5—7,5
NaCl18—222—5
Флюс (13) вызывает незначительную эрозию при пайке тонкостенных изделий.
A1F3—3—5; KF—3—5; КС1—49—51; LiCl—22—25; NaCl—15—17. (Повышенная растекаемость).
ВаС12—26—30; СаС12—40—50; NaCl— 18—22; KTiF4—1—10. (Повышенная активность. Пайка методом погружения.)
ФЛЮСЫ ДЛЯ ПАЙКИ* МАГНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ
КС1—36; NaCl—30; LiF—8; LiCl—18; ZnCl2—7,9; PbCI2-0,l. *pa6=590°C.
KCI—46; NaCl—24; LiCl—26; NaF—4. fpa6=540°C.
KCI—42; NaCl—21; LiCl—23; NaF—4, LiF—10. *pa6=540° C.
KCI—42,5; NaCl—10; LiCl—37; NaF—10; 3NaF-AlF3—0,5. *pa6=400°C.
KCI—43.5; BaCl9—50; A1F3—3,5; NaF—3. * 6=500°C.
NaCl—16; KCI—32; LiCl—32; ZnCl9—12; 'KF—8. *pa6 =590°C.
CdCl2—12; NaCl—26; KCI—54; LiF—8.
* 6=590° C.
KCI—57.7; LiCl—36: NaF—8: SbCl,—0,3.
*pa6=560°C.
Карналлитплавленый — 80;
3NaF-AlF3—15; ZnO—5. *pa6=450°.
BaCl2—8—12; BaF2 или MgF2—1—7;карналлит—до 100%. *раб=430—610° С. (Вы-
сушенные при 150—200° С компоненты плавят в стальном тигле. Нагретый до 400—450° С узел погружается в ванну с расплавом флюса).
ФЛЮСЫ ДЛЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПАЙКИ
Высокотемпературные флюсы предназначены для пайки нержавеющих и конструкционных сталей, меди и медных сплавов серебряными и медными припоями с температурой пайки 600—1200° С.
123
Основными составляющими этих флюсов являются неорганические соединения, твердые при обычных температурах и плавящиеся при нагреве до температур плавления припоев. При этом они приобретают повышенную химическую активность по отношению к окислам металлов, которые переводятся в растворимое в расплаве состояние и устраняются с очищаемой поверхности. После затвердевания остатки флюсов удаляются механически и растворением в горячей воде.
Флюсы для пайки медью, медно-цинковыми и медно-никелевыми припоями. 1. Na2B4Oj—100. (Пайка углеродистых сталей, чугуна, меди, твердых сплавов медно-цинковыми припоями).
Na2B407—50; Н3В03—50. (Флюс разводят раствором ZnCl2. Пайка нержавеющих сталей, твердых и жароупорных сплавов медно-цинковыми и медио-никелевыми припоями).
НэВОэ—70;Na2B407—21; CaF2—9. Пайка конструкционных и нержавеющих сталей, а также жаропрочных сплавов латунью и жаропрочными припоями). tmg = =800—1200° С.
Н3В03—80; Ма2В4Ог—14; CaF2—5.5; лигатура (Mg—4; Al—48; Си—48)—0,5. [Для той же цели, что (3)]. Граg = 800—1200° С).
6 6
н3во3 25
В2Оз — 23,5
КС1 25 17
LiCl 16 11
KF 5 27,5
NaF — 3,5
kbf4 25 15,0
ZnCl2 4 ' 2,5
(Пайка алюминиевых бронз между собой, с медью, латунью, черными сплавами.)
Н3В03—78;Na2B407—12; CaF2—10.
(Пайка медными припоями нержавеющих и углеродистых сталей; жароупорных твердых и медных сплавов).
Na2B407—35; КМп04—5. (Флюс разводят раствором ZnCl2. Пайка чугуна медью и медно-цинковыми припоями).
Na2B4Oj—75; CaF2—10; NaF—15. (Пайка припоями на медной основе).
Na2B407—58; Н3В03—40; СаС12—2. (Пайка латуни и меди).
11 12
N a2B407 58 22
NaCl 21 33
K2C03 21 45
Н3ВО3—10; Nа2В407—50; KF—40. Флюсы (11) и (13) применяют в виде
паст с водой или вазелином. (Тонкоиз- мельченные порошки хранят в закрытой посуде. Бура переплавлена при 800 С).
NaCl—5—6; Na2C03—20—25; НЭВ03— до 100%. (Пайка чугуна; пайка и наплавка чугуна, стали, меди латунью и медными сплавами.)
Флюсы для пайки серебряными припоями. Обезвоженные компоненты смешива-
124
ют и тонко измельчают. Перед употреблением замешивают водой или спиртом до густой пасты. После пайки промывают горячей и холодной водой.
NaB03—45; Na9B407—25; H3B03—5; K2SiF6—25.
KqB407—25; KF —6;Н3ВОэ —10; Na2B40~58,5; В—0,5.
KBF4—40—25; KF—35—42;H3B03—
25—35.
CaCl.,—72; NaCl—28.
CaCK—48, BaCl2—31; NaCl—21.
KCI—40; NaCl—35; CaCl2—25.
CaCb—50; BaCU—50.
H3B03—20; Na,,B40T—80.
В203—35; KF —42; KBF4—23. /раб = - 600—800° C.
Na2B407—50; H3B03—35; CaF9—15.
B.203—25; KF—35; KBF4—40.' 7pa6 = =600—700° C.
KBF4—70; Na2B407—30.
KBF4—23; В C 3—35; KF—42.
KBF4—40; B>03—25; KF—35.
KBF4—34; H3P04—33; KF—33.
KBF4-100.
Na2B407—50; B903—35; KF—15.
NaCl—40—70; KCI—30—60; Si—2—4.
NaCl—25—30; KCI—25—30; BaCI2— 40—50; Si—2—3.
KBF4—40; KF—59; В—1.
Na2B40;—70—80; KCl—10—15; NaF—
8; LiCl—3—5; Si—3—6; Zr—2—5.
H3B03—60, KF—40. 7pa6=700—750°C. Флюсы для пайки титана со
сталью серебряными припоями.
KF-HF—50; KCI—45; ВаС12—5.
KF-HF—35; КС1—50; ВаС12—10; BaF2—
KF-HF—35; KCI—50; ВаС12—10; LiF—5. Пастообразные флюсы для
пайки припоями иа основе серебра. 1. Н3В03—40; KF—45; KBF4—15.
Н3В03 — 45,5; К2СОэ • 1,5 Н20 — 37,5; KBF4—17.
Na9B4Oy—61; H3B03—23; KF—16.
Н3ВОа—36; NaCl—18; Na2SiF6—18. Флюсы для пайки при длительном нагреве. 1. KBF4 — 40; Н3Ва,—20; КВ03—39; Mg—1.
К2СОэ—17; Н3В03—32; KF-HF—48; CaF2—3.
Н3В03—36; N а3ВОэ—3; K2SlF6—49; KF-HF—10; Tl—2.
H3B03—59; KF—40; Al—1.
Флюсы для титана, тантала,
циркония. 1. NaCl—52; MgCl2—48.
NaCl—45; KCI—36; AgCl—10; LiF—9.
NaCl—48; MgCI9—30; LiF—22.
NaCl—48; MgCl^—30; LiCl—22.
AgCl—10; KCI—36, LiF—9; SrClg—45.
KF—45; KCI—55.
BaCl2—85; SrCl2—15.
LiCl—50; KF—46; NaF—2; CuCl—1; SrCl2—1.
Флюсыдля пайки твердых
сплавов,содержащих воль
фрам. 1. KF—5 —8; KW04 —0,1—8; В,,03—до 100%. NaF—2—4; \V03—1—10, СоО—0,1—1.
СоО—1—4- W03—10—20; В2Оа—25— 40; KBF4—до 10096.
ч
> л го с ы у н а: для пайки — сварки Некоторые индексы МКИ, которыми сведения гл. IX классифицируются в патентной литературе:
l 2 Подкласс В 23 к Пайка, сварка, резка пла
N аоВ.О, 20—40 20—40 менем
СоО 3—15 3—15 Группа 1/00 Пайка металлов
NaNOs — До 50 1/02 мягким припоем—низко
NiO — До 15 температурная пайка
NaF 5—30 5—30 1/04 твердым припоем—высо
KZrF4 3—12 3—12 35/00 котемпературная пайка
N a2C03 5—25 5—25 присадочные прутки.
(Повышенная поверхностная и межфазная активность).
Различные флюсы. Здесь приводятся составы некоторых флюсов, не вошедших в приведенные выше группы в силу своей специализации.
Флюс для пайки инструмента. LiOH—0,5—1.5; KF—14—16; В2Оэ—10—12; KBF4—до 10096. (Повышенная активность)
Флюс для сварки алюминия с медью. Gel—5—10; SnCl2—до 100%. (Повышенная пластичность и коррозионная стойкость сварного соединения).
Флюс для наплавки и сварки серебра и алюминия. AgsO—1—45; AgCl—до 100%. (Повышенная электропроводность и коррозионная устойчивость соединения.)
Флюс для сварки и наплавки разнородных металлов. PbCU—4—7; КС1—38— 48; NaCl—18—28; 3NaF-AlF3—27—32. (Улучшенная смачиваемость металла и повышенное качество наплавки).
Флюс для пайки ТВЧ стеллитовых пластин (ВЗК) к нержавеющей стали. Н3В03—43—45; KF—55—57. (Применяется в форме пасты иа воде).
Активный флюс для пайки твердых сплавов к державкам NaaB, 0,-pKBF4—83; W03—3,5±0,5; СоО—15±1. (Пайка сплавов Т15К6, Т30К4 при 1000—1100° С с припоем АНМц 0.6—4—2).
Металлизационное покрытие керамики миналунд перед пайкой. Мп—20, Мо—75; стекло С482-2 — 5. Толщина покрытия—60 мкм.
электроды, материалы или среды, применяемые при пайке, сварке или
резке
35/14. дли пайки 35/26 с основным компонентом, плавящимся при температуре ниже 400°
35/28 то же — ниже 950° С 35/30 то же — ниже 1550° С 35/32 то же — выше 1550° С 35/34 с соединениями, придающими металлам текучесть при иагреве
35/36 подбор неметаллических составов, например покрытий, флюсов
Некоторые индексы УДК, которыми содержание гл. IX классифицируется в печатных изданиях:
621.79 Соединение материалов сваркой, пайкой и склеиванием
Присадочныематериалы и
флюсы /
621.79.048 Флюсы (порошки, пасты и т. д.)’
Мягкая пайка.Твердая пайка.
Пайка мягким припоем. Мягкие припои, низкотемпературная пайка.
Пайка твердым припоем. Твердые припои, высокотемпературная пайка.
Род основного металла приводится через знак отношения(:). Например:
: 669.6—мягкаяпайка оловом.
Здесь 669.6 — олово. Соответственно 669.3— медь.
\
ГЛАВА X
СОСТАВЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЛЯ СКЛЕИВАНИЯ МАТЕРИАЛОВОперации соединения заготовок, деталей или узлов между собой с помощью клеевых составов весьма часто встречаются в любом производстве и за последнее время начинают приобретать все более важное значение как надежный, технологичный и экономически эффективный способ. Повышение значимости этого способа соединения деталей обусловливается и тем, что современные клеящие составы позволяют в определенных условиях получить прочность соединения, равноценную прочности при пайке или сварке, но без необходимости применять сложное специальное оборудование и без какого-либо теплового или механического воздействия на соединяемые детали.
Число составов, обладающих высокой адгезионной способностью к различным материалам, весьма велико. Заметная часть их пригодна для практического применения.
Описанию природы, особенностей и технологии применения клеев посвящена обширная литература. В данной главе приводятся рецепты небольшой части применяемых в настоящее время клеев, преимущественно таких, которые могут или должны приготовляться непосредственно на предприятии-потребителе. Так же как и в других главах этой книги, изложение рассчитано на специалиста, знакомого с основами техники склеивания и технологическими приемами приготовления клеев.
Условные обозначения компонентов, наиболее часто применяемых в клеевых составах, замазках и мастиках:
БГЭФ — бутилглицидиловый эфир
БМАК — бутилметакрилат
БСФК — беизолсульфокислота
ГМДА — гексаметилендиамин
ГМТА — гексаметилентетрамин
ДБФ —дибутилфталат
ДБСЦ — дибутилсебацйнат
ДГЭА — диглицидиловый эфир анилина
ДИОС — диоктилсебацинат
ДИОФ — диоктилфталат
ДМА — диметиланилин
ДФГУ — дифеиилгуанидин
ДЦДА — дициандиамид
ДЭА — диэтиланилин
КВП — кварц пылевидный
КМС — касторовое масло
МАК — метакриловая кислота
МАН — малеиновый ангидрид МДРВ — мука древесная МТГФА — метилтетрагидрофталевый ангидрид
МФ ДА — метафенилендиамин
ПБМК — полибутилметакрилат
ПВБ — поливинилбутираль
ПБНЗ — перекись бензоила
ПВАЦ — поливинилацетат
ПВАЭ — поливинилацетатная эмульсия
ПВХ — поливинилхлорид
ОЛЕ — олеин (олеиноваи кислота)
ПММА — полиметилметакрилат
ПМЭК — перекись метилэтилкетоиа
ПЭПА — полиэтилеиполиамины
ПЭФ — полиэфир
ПЭФМ — полиэфирмалеинат
ТИОЖ — тиокол жидкий
ТФФ — трифенилфосфат
ТЭА — триэтаноламин
ТЭАТ — триэтаноламинтитанат
ФАН — фталевый ангидрид
ХЭА — хлорэндиковый ангидрид
Условные обозначения показателей свойств клеев:
Дота—давление на соединение при склеивании (в течение периода отвердевания клеевого шва);
4те—температура отверждения, СС;
tL—температурный интервал применимости клеевого соединения, °С; тж/°С—время жизнеспособности (сохранения рабочей вязкости) клея в часах при данной температуре в °С;
*сотв—длительность отверждения, ч. или мин;
ов-—прочность клеевого соединения данных материалов (например, дерево— дерево) на отрыв, кгс/см2; ссдв—прочность клеевого соединения на сдвиг, кгс/см2.
При наличии нескольких возможных вариантов режимных условий склеивания данные о них записываются дробью. Например: toтв = 20/40/80° С; хОтв = 15/10/5 ч — означает, что равноценных результатов достигают, отверждая 15 ч при 20° С, 10 ч при 40° С или 5 ч при 80° С. Режимы многоступенчатого отверждения записываются со знаком +, например запись: t0Iв = 20 + + 40+80° С; Хоть = 10 + 4+2 ч — означает, что вначале производится выдержка в течение 10 ч при 20° С, затем температуру
126
повышают до 40° С и выдерживают 4 ч, и в заключение, повышая температуру до 80° С, выдерживают 2 ч.
КЛЕИ ОБЩЕГО ПРИМЕНЕНИЯ
Этим наименованием объединены клеевые составы, используемые для соединения различных материалов.
Составы клеев общего назначения (вес. ч.):
Смола ВИАМ-Б—100; ацетон или этиловый спирт—10; контакт Петрова (КПк1)—12-20. тж=2,5-4 ч/20°С; ротв = = 2,5 — 5 кгс/см2; tm = 20° С; тгтв = 18 ч; °Сдп (дерево/дерево) = 130 кгс/см2; tA = =(—60)-Н+60)° С или />ств =0,5—-3 кгс/см2; ^отв=45±5°С; тств=1—1.3 ч.
Смола Декалит—100; смола Л-20—40; двуокись титана (прокаленная при 500° С
ч)—30. тж= 1 ч/20° С, ротв =0.5—1,0 кгс/см2; ^сте =20/80° С; тотв=30 4 ч; осдв (дерево/дерево) = 200 кгс/см2; tA—до 300° С.
Полиизобутилен П-200—62,5; канифоль—37.5; бензин БР.1 — 120; ацетон—20; окись цинка—4. тж = 6 мес; £ОТВ=20°С; оС!(в=0Д5 кгс/см2.
Продукт № 24 (50%-ный раствор
в ацетоне)—200; продукт 102-Т—100; портландцемент 400 — 25. Перемешивание При
20° С. Цемент вводят после смешивания смол. тж > 2 ч. ротв =0,5 — 3 кгс/см2; ^птв = Ю5±5°С 3—4 ч. Нагревать и охлаждать медленно. Можно склеивать при 60 ±5° С 8—10 ч или при 20—30° С 30— 48 ч. о сДв анодированного дюралюминия после отверждения при20—25° С >
> 40 кгс/см2; при 105° С > 140 кгс/см2; tA= = (—60)-г- (+60)° С.
Смола ЭД-5 — 100; ДБФ—10; ПВБ—25;
окись алюминия—6; ТЭА—15.= 100° С;
тотв = 10 ч; *Л=(-60)-Н+90)°С.
Спиртоацетоновый раствор смолы ФЛ-4 — 100; ГМДА—3; кубовые остатки ГМДА—10. тж=8 ч/20°С; ротв=5 кгс/см2; 4тв=80°С; тотв=2ч; осдв (дюраль/дюраль)= =60—150 кгс/см2; tA=(—60)н-(+60)°С.
Смола МФ-17—100; мука древесная—
8; щавелевая кислота (10%-ный раствор)—15—28 (при pH смолы 6,5 вводить 15 вес. ч. кислоты; при pH=7.5—22 вес. ч.; при рН=8 —28 вес. ч.). Смолу с мукой смешать и выдержать 24 ч. затем перемешать и добавить кислоту. Температура 15-20° С. тж = 0.5 — 4 ч/20° С; рот = 0.5—
кгс/см2; = 16—23“ С (24—30° С/55— 60° С/80—100° С; тотв=7—12 ч/4—6 ч/2— 3 ч/0,3ч;сскол (дерево/дерево)= 130кгс/см2;
tи—(—40) -н(40)“ (5
Смола ЭД-5—100; ПЭПА — 9—11; ТЭА — 9—11; абразивный порошок — 50— 60; сера (порошок) — 50—100.
Смола МФ-17 (с 70% сухого остатка) — 100; ПВАЭ — 10—20; мел — 5—20; аммоний хлорид — 0,5—1,5; мочевина — 10-20.
Алюмофосфатная связка — 38—42; окись алюминия — 24—28; высокоглиноземистый цемент — 21—25; окись хрома — 9—13.
И. Стирольный раствор полиэфирма- леината (25—50%-ный) — 100; гипериз —
4;10%-ный НК в стироле — 10—20;
алебастр, гипс гидравлический или их смесь—50—200. (он = 15—35°С; Тотв = = 20—40 ч.
Смола БМК-5 — 100; каучук СКУ-8ПГ—17—38; ацетон — 250—300; каолин — 250—350.
Портландцемент — 83,3—92,9; казеин технический — 3,0—7,0; гашеная известь —
7,0; зола пылевидного сжигания горючего сланца — 0,8—2,0; фосфорит — 0,3—0.7. Оотр (бетон/бетон) = 15 кгс/см2.
Эпоксидная арилфенолформальдегид- ная смола 1 — 75—100; смола ПСХ-С—2,5— 10; пластификатор (например, ДБФ) — 5— 20; этилацетат—100—150; отвердитель (например, ПЭПА) — 5—20.
* А Б в
15. Каучук СКН-18-1 100 100 100
Смола ЭД-5 25 50 200
Окись цинка 5 10 15
Окись магния 5 10 15
Полиэфир МГФ-9 10 30 60
Каменноугольная смола 20 50 100
Полиэтиленполиамин (ПЭПА) 2,5 7 30
5—7 5-7 4—5
°отр (сталь/сталь), кгс/см2 30 33 140
t °с
«-ОТВ» ^ 18—23
Карбамидная смола —100; смола ФР-12 — 20—25; хлористый аммоний—2,0— 2,6; мочевина —1,3—3,5; хлористый натрий— 1,7—2,7; квасцы алюминиево-калиевые — 2,1—3,4; мука пищевая — 3,0—7,0.
Битум легкогогазойля — 33—38;
асбест — 8—10;карбонатная известь —
10-12.
Смола ФР-12—100; параформальдегид— 13,5. тж==2 ч/20°С,
Желатина — 300, вода — 500. (После размягчения добавить 200 вес. ч. до полного растворения).
Мастика натуральная — 350; шеллак чешуйчатый — 500; скипидар — 100. (Вводить после растворения остальных компонентов).
Трепел—170; барий сернокислый — 300; асбест—160; песок мелкий — 110; жидкое стекло — 260.
Стекло измельченное —160; асбест — 250; жидкое стекло — 500
Каучук натуральный — 60; мастика — 160; трихлорэтилен или хлороформ — 780.
Олигодиенэпоксид ПДИ-ЗАК-20,1 — 82; эпоксидно-анилиновая смола—1,2—18,5; олеиновая кислота — 1,8—29,2; нитрид бора — 10,0—60,0; отвердитель — 2—29,8. (Повышенная теплопроводность, сниженная вязкость, повышенная надежность сборки приборов.)
1Например, эпоксидная диэтилбензол- фенолформальдегидная (ЭДЭФФ) или эпоксидные ксилолфенолформальдегидные смолы (ЭКФФ, ЭКФФ-3).
127
Клей повышенной водостойкости. 45—55 Уо-ная водная дисперсия винилацетата или сополимера винилацетата с дибу- тнлмалеатом — до 100; пластификатор —
23,0; загуститель — 0,5—4,6; триизоциа- нат биуретовой структуры—2,6—8,7; 20— 30%-ный водный раствор аммиака — 0,5—5,8.
Найрит НТ — 100; бутилфенолфор- мальдегидная смола — 10—50; окись цинка — 5—20; тиурам — 1—4; хлорное железо— 1—5; канифоль — 4—10; продукт конденсации терефталевой и себациновой кислот — 10—80. (Обеспечивает надежное схватывание без предварительного шерохова- ния).
Канифольный клей большой концентрации и стабильности готовят, диспергируя канифоль в воде и обрабатывая ее щелочью. Процесс ведут при температуре не выше 40° С. Диспергируют канифоль электрогидравлическими ударами при напряжении разряда 30—80 кВ, емкости конденсатора 0,22—3,0 мкФ и числе ударов 100—1000. Концентрация щелочи — 4—11 % вес. от веса канифоли.
Смола ПФМ — 3; смола ЭД-5—100; ДИОФ — 3; циклогексанон — 55; толуол — 34; ПЭПА—12—15.
Смола ПФМ — 20; смола ЭД-5— 100;
циклогексанол — 10;метиленхлорид — 30;
ПЭПА — 12—15.
Сахар—10, известь гашеная—10; вода — 120. Прокипятить, а затем в охлажденной и отфильтрованной жидкости растворить при повторном нагревании 10 г столярного клеи или желатины.
Полибутилметакрилат — 40; БМАК— 60; ДМА — 0,5; КВП —50—100.
Смола ВПАМ-Ф9—100; резорцин—9; этиловый спирт—10; контакт Петрова— 800/с, где а—кислотное число контакта. (При изготовлении состава охлаждать мешалку до 15 — 20° С). тж = 3— 4 ч; />,— = =1—3 кгс/см2; 4™ =20° С; т:отв = 10—24 ч; °сдв (оргстекло/оргстекло) = 100 кгс/см2;
*д=(—бонч+ш^с.
Эластомер ГЭН-150 (в)—100 г; ацетон—250 мл; этил- или бутилацетат— 250 мл. (д=(—20)-=-(+120)°С.
Карбинольный сироп—97; ПБНЗ—3; наполнитель (сверх 100%) 0—60. ?д=(—60)-н н-(+60)°С.
Смола ЭД-40 — 100; ДБФ — 15;
ПЭПА8
Смола ЭД-6 или ЭД-40—100; МАН—30, наполнитель (цемент 400)—50—100. тж=6— 10 сут; /?отв “ОД—1,0 кгс/см2; Атв =150° С; ^отв =3 ч; *д= ±60° С; ссдв = 165—270 кгс/см2; сОТр=450 кгс.
Смола ЭД-5—100; смола ДЭГ-1 — 20; полисульфид П — 30; ПЭПА — 10.
Смола ЭД-6—100; ТИОЖ— 18—23; окись хрома-—75; ТЭА—10—12.
Смола ЭД-6—100; смола ДЭГ-1 — 53; ТИОЖ—33; ПЭПА—15,4.
Смола ЭД-5—100; мономер ФА — 50—70; стирол — 20; ПЭПА—15—25 или кубовые остатки ГМДА — 40—60. тш=2— 3 ч/20°С; />отв = 0,1—0,5 кгс/см2; 1отв =
15—30/80—100° С; ТотВ = 10—15/8—12 ч; Осдв (дюраль/дюраль) = 30 кгс/см2; t д= = (—60) -i- (+250°) С.
Эпоксидная смола (75%-ный раствор в толуоле)—100; хлорированный полиэтилен (3096-ный раствор в толуоле)—20; ПЭПА—20. тж=3—4 ч/20° С; узОТЕ =0,1— 0,5 кгс/см2; tCTB = 18—20° С; тотв = 18 ч; ссдв (дюраль/дюраль) = 30 кгс/см2; tL —
=(—80)нК+170)°С.
Смола ЭД-5—100; смола Л-18—80; КВП—50. тж = 4 —6 ч/20° С; t,„B = 20/60 — 100° С; -сотв = 170/3—5 ч; с, (сталь/сталь)= =125—150 кгс/см2; сстР = 260—330 кгс/см2.
Смола Т-111—100; полиамид А-20 — 40; нитрид бора или Сг»03 — 60. % = 4ч; (отв =20/80° С; тотл = 48/4 ч; ротв = 0,8-
кгс/см2; ссдв=200—320 кгс/см2; tpiс,— =200° С, кратковременно до 400° С.
Мочевина — 360; формалин 40 %- ный — 840; раствор КБЖ 50%-йый— 240; раствор едкого натра 40%-ный—10—15.
Битум — 34—42; этилгидросилокса-
новые полимеры—1,5—6,0; растительное масло — 2—4; ксилол — 48—62,5.(Повы
шенные физико-механические свойства.)
Жидкое стекло — 23; карбонат кальция— 54; вода — 23.
Нитроцеллюлоза (11,4% N)—15; каМ'
фора — 6; ацетон—11; этиловый спирт — 44; амилацетат — 24.
ПВБ — 11,7; фенолформальдегидная смола—17,70; эпоксидная смола—11,77; алюминий (порошок) — 23,50; изопропил- ацетат— 23,5; изопропиловый спирт—11,76.
Клей столярный—19; гуммиарабик— 9; сахар — 36; вода — 72. (Кипятить при помешивании до необходимой вязкости).
Клей столярный — 144; вода — 96; после растворения добавляют в нагретый раствор: мыла хоаяйственного— 144; квасцов алюминиево-калиевых — 72.
Клей столярный уваривают в воде до вязкости патоки, ‘ затем добавляют 35 г олифы и перемешивают до однородной массы.
Клей столярный — 100%. Растворяют при нагреве и перемешивают, затем добавляют: кислоты соляной — 10; цинка сернокислого— 15; перемешивают и прогревают 12 ч при 60—70° С.
Клей столярный — 144 г. Уваривают до требуемой вязкости и добавляют при перемешивании 36 г канифоли и 48 г терпентина.
Клей столярный — 50; вода — 100. (После растворения добавляют раствор: калий двухромовокислый — 10, вода — 50. Хранят в непрозрачной посуде; на свету необратимо затвердевает).
Калий хлористый — 100; вода — 400; клей столярный — 500. Клей набухает в растворе хлористого кальция, затем его нагревают до полного растворения.
Патока сахарная или глюкоза — 120; вода — 360—400; известь гашеная — 300. Нагревают 1 ч при 75° С, сливают отстоявшийся раствор и вводят в него 120 г столярного клея. После набухания в течение 24 ч нагревают при перемешивании.
128
Клей столярный — 100; вода—100. Нагревают до растворения, при перемешивании добавляют 100 глицерина и продолжают нагрев до испарения воды, затем разливают в формы и сушат.
Смола CMM-I —100; МАК —7; ПБНЗ 30%-ная в ДБФ—1. тж=0,3— 0,5 ч/20°С; рот и = 0,5 кгс/см2; <0 те =20° С; Титв=5—10 ч; Остр (сталь/сталь) = 300— 400 кгс/см2.
Смола ПН-1 — 100; гипериз—2—4; раствор НК в стироле—-10.
Органическое стекло (опилки или стружки). Растворяют при 20°С до нужной консистенции (обычно 2—3%) в одном из следующих растворителей; ледяная уксусная кислота; уксусный ангидрид; дихлорэтан; муравьиная кислота; метиловый эфир метакриловой кислоты. Срок хранения в закрытых сосудах — 2—3 мес при 18— 20° С.
Казеин кислотныйФтористый натрийИзвесть-пушонкаМедный купоросКеросин
Сода кальцинированная
А Б
70,7 70,9
8,5 4,3
19,0 19,1
0.35 —
1.41 1.2
— 4,3
(I) Казеин — 100; вода —175—225; известь негашеная — 24; (II) вода — 100; (III) жидкое стекло (р = 1,49—1,5)—26; ИагСОз — 7,5; (IV) вода — 15; масло минеральное (р = 0,9).
Набухший в воде казеин (I) смешивают 5—8 мин с известковым молоком (И) , затем вводят жидкое стекло (HD, добавляют содовый раствор (IV), перемешивают 20— 30 мин, вводят масло, перемешивают 5— 10 мин.
Карбамидная смола —100; смола ФР-12 — 20—25; хлористый аммоний — 2— 2,6; мочевина—1,3——3,6; хлористый натрий — 1,7—2,7; квасцы алюминиево-калиевые— 2,1—3,4; мука пищевая — 3—7.
Клен марки ЛК-1 (идитол — 57,6; канифоль — 9,4; спирт—33); смола ПСХ-С— 23; канифоль — 7; ацетои — 70; этилаце- тат — 30
Продукт № 24 (50%-ный раствор в этилацетате) — 20; продукт 102-Т — 5; ПВХ-смола (15%-ный раствор в ацетоне) —
Продукты перемешать и выдержать 50—60 мин при 16—20° С. Ввести раствор смолы, перемешать, выдержать 1 ч. тж=6—8 ч; рОтв=0; /отв==20—30°С. Выдержка на воздухе до липкости и первого слоя — 30—60 мин, вторично — 5—15 мин. Тотп=24 ч, Оотсл (павинол/фанера) = = 100—110 кгс/м; Оотсл (павинол/окрашен- ный металл) =50—ПО кгс/м.
Смола ЭД-5—10,3; смола ПСХ-С — 11,7; метиленхлорид — 74,0; циклогексанон — 7,8.
Лак бакелитовый—100; уротропин — 2—3
Эмульсия поливинилацетатная СВ — 100; кислота салициловая (0.16%-ный раствор)— 20; КМЦ (5%-ный раствор) — 36; этилсиликат — 2,5; аэросил марки не ниже 300 — 3,5.
Ацетон — 200—300 (300); ДБФ или ДБС—0—100; ПВА—30—60 (35); ПММА— 40—80 (35); фенолформальдегидная смола резольного типа—8—30 (15); смола ЭД-5—
30 (15). В скобках — оптимальные значения. Количество растворителя определяется требуемой вязкостью. Готовят, растворяя отдельно ПММА в */г ацетона и ПВА в */з ацетона. Сливают вместе, добавляют растворы смол в остатке ацетона, добавляют ДБФ, перемешивают при 18— 22е С. Крепит ткани, синтетические пленки к дереву, древпластикам и другим материалам при местном нагреве.
Клеи повышенной термостойкости получают растворением в ацетоне, спирте или их смесях смолы, получаемой путем поликонденсации в среде 25%-ного раствора аммиака при 80—100° С следующей смеси (вес. ч.): З-метил-З-глицидилоксибутин — Г, 2-метилциклогексан-З— 7; фенол — 17,5; формалин 36—40%-ный—17,7.
Концентрация смоляного раствора — 50%. Отверждение при нагревании — до 150° С. Прочность клея — 72—95 кгс/см2 при 200° С.
Клей для электромонтажных работ.
Бензин БР 1—21; инденкумароноваи смола — 3; каолин — 40—50, найрит — 3—6; смола БМК-5 — 9—12;этилацетат — 21.
Смолу БМК-5 дробят до 3—5 мм и заливают на сутки растворителем. Найрит вальцуют 10—15 мин и оставляют на 4—24 ч в смеси: найрит 30% + (бензин + этилацетат)— 70%, затем 20—30 мин растворяют в смесителе. Добавляют смолу, перемешивают 5 мин, добавляют каолин, перемешивают 1 ч. Скорость отверждения при 20° С — 2—2,5 мин.
Склеивание шлифовальных лент замкнутого контура (вес. ч.). Смола М-70 с хлористым аммонием — 10—15; пластифицированная ПВАЭ — 100. tors =23 + 5° С, выдержка 10—15 мин при давлении 25+5 кгс/см2. В работу—через 8—10 ч после склеивания. Перед склеиванием концы шлифовальной шкурки освобождают обжигом от абразива.
Фосфатное связующее клеевых композиций; алюмохромфосфатное связующее— 85—94; эфиры ортокремневой кислоты, например этиловый — 6—15. Характеризуется пониженной температурой образования водостойких соединений.
Ударостойкое соединение твердых сплавов со сталью. Подслой — клей-герме- тик ГЭН-150В. Пленка отверждается 2 ч при 145+1°С. Основной состав (вес. ч.):
Диэтил анилинДициандиамид (ДЦДА)Кварцевый песок (КВП)Малеиновый ангидрид (МАН)Олово (порошок)
Смола ДЭГ-1Смола ЭД-6
Полимеризация при 170° Ср — 4 кгс/см2. сн, кге • см/см2;
31, для (Б) —43—45,
А Б
1,35
20
— 1,35
— 35
150 —
30 —
100 100
6 ч при
для (А) —
5 Л. Я. Попилов
129
Соединение пенопластовых моделей при литье по газифицируемым моделям. Воск натуральный — 30. канифоль — 70.
Смола ДЭГ-1 — 12—14; ПБ — 62—64; смола ЭД 5— 100. ПБ вводят в смолу, перемешивают, добавляют ДЭГ-1. тж= =35—40 ч; То тв = 15—20 мин; термостойкость — до 250—300° С.
Клей для древесины (вес. ч.). Горячего отверждения: аммоний хлористый — 0,4—0,5; кислотный смесевой краситель № 16 — 0,4, ПВАЭ ВВН с 5% ДБФ —20, смола УКС — 80 Отверждение при запрессовке (100—110° С)—3 мин. Холодного отверждения: ПВАЭ ВВН с 5% ДБФ — 20; смола УКС — 80; фасфорная кислота — 3—
Отверждение при 20° С 1—1,5 ч.
Клеящая композиция для водостойкой фанеры (вес. ч.). Древесная мука — 1—5; мел молотый — 2—15; смола ФР-12 — 1—40; уротропин или параформ — 0,1—0,5; фенолформальдегидная смола С-1 —100. (Склеивание производят без сушки нанесенного клея.)
Мука мелкодисперсная рогокопыт-
ная — 16—33; смола МФ — 100. В смесь вводят отвердитель — хлористый аммоний в количестве: при pH смолы 7,8—1—1,5%; при рН=6,5—7 — 0,5—0,8%; при рН=6—
0,4—0,5% от веса смолы. Склеивание при ротв = 115—140 кгс/см2; /0тв = 125— 130 С; Тотв = 4 МИН,Оскол ■—700—
920 кгс/см2.
Термостойкий клей для тензодатчиков (% вес.). Полиамид — 4—8; тетрахлор- этан — 1—7; хлороформ — 95—85. Клей холодного отверждения. Начало размягчения шва — 420° С. Температурный диапазон работы: длительно (—60) -г- (+300)° С, кратковременно (—60) -т- (+320) ° С.
81—82. Клей повышенной водостойкости (вес. ч.): латекс дивинилстирольный—100; костный клей — 0,1—0,2; натриевая соль монобутилнафталинсульфокислоты — 0,5 — 1; окись кремния — 2—3.
Клей для радиодеталей (% вес). Ненасыщенная полиэфирная смола (продукт поликонденсации гликолей с ненасыщенной и насыщенной дикарбоновыми кислотами и ароматическим амином в сшивающем мономере) — 72—86; стеклосферы диаметром 40—50 ммк—12—26; органическая перекись •— 1—2,5. (Сниженная диэлектрическая проницаемость и повышенная теплостойкость.)
(% вес.). Битум — 45—60; фенолформальдегидная новолачная смола — 20— 30; глицерин — 4—10; наполнитель—15— 20
Клей повышенной влагостойкости
(вес. ч.). Полиэфирная смола — 22—46; ди- метилвинилэтинилкарбинол-1- 1,5—20;ре-
докс-система — 2,5—5,5; наполнитель — 24—
(Повышенная ударная вязкость после отверждения).
Клей высокой прочности: этил- или
триацетилцеллюлоза — 18—78;глицидило-
вый эфир дифенилолпропана — 18—78; три- этаноламннотитанат — 2—8.(Повышенная
адгезия и прочность на разрыв.)
Клей для соединения деталей шлифовального инструмента. Жидкое стекло —
130
30—40; ферросилиций молотый — 58—69. (Повышенная прочность соединения.)
Клей для крепления поливинилхлоридных пленок к алюминиевым сплавам (вес. ч.). Эпоксидная диановая смола — 20—25; аминный отвердитель — 5—7; пер- хлорвиниловая смола — 5—7; сополимер винилхлорида с винилацетатом — 20—25; растворитель— 140—160. (Увеличенная жизнеспособность, сниженная температура активации, повышенная прочность клеевого шва.)
Клей повышенной теплостойкости
(вес. ч.): эпоксидная смола —100; поли- аминоимидазолиновая смола —90—100; бу- тилглицидиловый эфир — 90—100; диалли- лизофталат — 25—35;гипериз — 0,6—0,7;
нитрид бора — 330—340; кремний кристаллический — 60—70. (Повышенный коэффициент теплопроводности и устойчивость к действию положительных и отрицательных температур.)
Клей для изготовления лент (например, стеклослюдинитовых) (вес.ч.). Высокомолекулярная эпоксидная смола — 100, низкомолекулярная эпоксидная смола — 11— 18,5; ацетобутират целлюлозы — 6—13; растворитель— до требуемой вязкости. (Повышенная прочность и эластичность лент.)
Клей для крепления поливинилхлоридного пластика к древесной фибре (вес. ч.). Сополимер винилхлорида с винилацетатом— 60—90; эпоксидная диановая смола — 5—30; фенолформальдегидная смола — 10—30; сложноэфирный полиуретановый каучук — 3—10; продукт 102-Т — I—3; растворитель — 200—220; хлорид меди— 1,0—1,5. (Повышенная прочность крепления.)
10—15%-ный водный раствор смеси (1—1,5 вес. ч. казеина с 0,5—0,75 вес. ч. силнконата натрия) — 10—11,25; бутадиен- стирольный латекс—89,5 — 90. (Повышенная эластичность и прочность крепления.)
45 вес. ч. ПБМАК растворяют при перемешивании в 55 вес. ч. жидкого мономера БМАК, затем вводят при перемешивании 0,7 вес. ч. ДМА и 50 вес. ч. кварцевой муки либо 6 вес. ч. алюминиевой пудры. Хорошо перемешанную массу наносят тонким слоем на поверхность металла и сразу же совмещают склеиваемые поверхности. тж клея — 3 ч. сь = 40 кгс/см2 по металлу, 70 кгс/см2 по фосфатированной поверхности.
9096-ный водный раствор ПВС— 9 вес. ч; формалин 30%-ный—1 вес. ч.; катализатор—2 вес. ч. Состав катализатора (% вес.): А1С13—4; Н3Р04—1; НС1—3; HgO—92. Отверждение на холоде или с нагревом (ускоренно). тж=1 сут.
(% вес.) ПВХ-смола— 15; этилаце- тат—54,5; бутил ацетат—30,0; ДБФ—0,5. Смола растворяется при перемешивании с t= =20—35° С, добавляется ДБФ. тств = 24 ч; t01B=20—25° С; ротв =0,4—0,5 кгс/см2.
(% вес.). Органическое стекло (стружка) или порошок Л-2—2—3; дихлорэтан—97—98. Выдержать до набухания стружки и перемешать. тж = 2—3 мес; Лотв=0,5—1,5 кгс/см2 для оргстекла толщиной 1,5—3 мм, 2 кгс/см2—для оргстекла
492760602488000
толщиной более 3 мм. <отв = 25 ± 10° С; ■'отв = 4 ч под давлением и ие менее 18 ч после снятия давления. асдв > 100 кгс/см2.
Клей а: смола РАФ-10—100; 5%-ный раствор NH4C1—18; клей б; смола РАФ-10— 100; 5%-ный раствор NH4C1—9. Клей (б): тж=16 ч; рот = 0,5—1.0 кгс/см2; тм = 1 ч при 70° С или 24 ч при 25 ± 10° С.
Смола ВИАМ-Ф9—100 вес. ч.; контакт Петрова—1400/в, где а—кислотное число контакта. При изготовлении охлаждать мешалку до 15—20° С. тж = 2—3,5 ч; Ро™ =2,5—3 кгс/см2; t0TB= 25±10°С; тотв = =18 ч; асдв (дерево/дерево) = 130 кгс/см2^
Клей для фанеры (% вес.). Смола М-60—100; хлористый аммоний—0,5-—1 (в зависимости от кислотности смолы) или: смола МФ—100; хлористый аммоний—1—1,5 (при pH смолы —6—6,5); NH4CI—0,4—0,5 (при pH = 7,5—8.) Перемешивать 20 мин. % > 2 ч; ротв= 6—8 кгс/см2; <отв = ПО— 130° С; тотв = 9—-10 мин для М-60; 15 мин для МФ; асдв (фанера/фанера) — не менее 335 кгс/10 см9.
Клей для лавсановой пленки (% вес.). Смола ТФ-60—10—4; метилен- хлорид или дихлорэтан—90—96. Допускается для ускорения твердения вводить 2 вес. ч. продукта 102-Т на 100 вес. ч. клея. Для изготовления клея смолу выдерживать в растворителе 4—6 ч; перемешивать. тж—не ограничено. Соединить поверхности, покрытые клеем, после выдержки 3—5 мин на воздухе. Склеенные пленки прокатать роликом, нагретым до 120—
101. (% вес.). Полистирол—4—25; толуол—4—5; бутилацетат—92—70. Залить полистирол растворителями, перемешивать до растворения. -I™, =10—19 ч; tOTB=25 ± ± Ю° С; ртв = 1,5—3 кгс/см2; при (отв = = 50—60° С тотв=3—4 ч; асдв полистирола > 70 кгс/см2.
Таблица 10.1
НАЗНАЧЕНИЕ КЛЕЕВЫХ СОСТАВОВ,ПРИВЕДЕННЫХ ВЫШЕ
Склеиваемые материалы
№ состава
Абразивные материалы Алюминий — алюминий ••••«..
Бетон * . • « ••••**••«•• . -
Бумага
Винипроз
Дерево — дерево
Дюралюминий — дюралюминий . . . Картон . .
8, 9, 10,
76, 874, 6, 40,41, 42
12, 13, 40, 7130, 46, 48,49, 50, 55,
61, 62, 92 (см. также 2.7)
95
1, 7, 16, 18,
30, 40, 44,46, 50, 51,52, 53, 54,
61, 62, 63, 77, 78, 79, 81, 98 4, 6, 40,
41, 4230 44 46,48, 50, 51,55, 56, 61
Продолжение табл. 10.1
Склеиваемые материалы
№ состава
Керамика,•
Клеесварные соединения .
Кожа
Латунь
Магниевые сплавы ..... Металл — металл ......
Металл — пенопласт . Металл — пластмасса
Металл — стеклопластик Пенопласт — пенопласт .
Пенопласт — металл . • • Пенопласт — ПВХ .... Пенопласт теплостойкий
Пластикат—ПВХ
Пластмасса — металл . • Пластмгсса — пластмасса
Пленка лавсановая
Поливинилхлорид — металл , Поливнннлхлорнд — дерево ,
Полистирол
Полиэтилен
Полупроводники . . . -. • Пьезоэлемеиты .......
Резина . . .
Рубероид .
Свариваемые металлы . .
Слоистые пластики
Слоистые пластики — дерево Сталь — сталь
Сталь — твердый сплав Стекло силикатное • • •
Стекло органическое • . . • .
Стеклопластик
Стеклопластик — металл ....
Стеклоткань
Стеклотекстолит .
Стеклотекстолит — металл . • »
Стекло — рубероид
Твердые сплавы — сталь ....
Текстолит
Теплоизоляционные материалы
Титановые сплавы , Ткани .
Фанера
Фарфор
Ферриты .......
Фторопласт
Целлофан
Шелковый ворс . . . Шлифов’альные ленты
4, 10, 21,
22, 34, 40,713626414
2, 4, 6, 10,31, 33, 34,
37, 39,40, 42, 43, 93
1, 36
14, 34, 35,
40, 42, 43
35, 37, 42
14, 17,
36, 751, 3/62936
14, 2914, 35, 4336 (см.
также 2.5)
100
29, 29, 889144110
24, 25См. раздел2.61793
7, 347
4, 6, 10,
40, 4274
4, 12, 21, 22,23, 46, 48,52, 714, 32, 58,60, 962, 10, 90, 9735, 37, 423
34, 4038, 401774
1, 34, 40, 4117, 64 (см.также 2-9)10
69 (см.также 2.7)1, 7, 16, 18,30, 40, 44,46, 50, 51,52, 53, 54,55, 56, 61,
62, 63, 78, 99
20, 21, 224, 11, 24, 5941
19, 949272
Применяются и многие другие составы, здесь приведены лишь наиболее характерные.
2. СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ КЛЕИ
Наряду с приведенными выше клеями общего применения существует много клеевых составов достаточно узкой специализации, играющих важную роль в определенных технологических операциях. Некоторые из этих составов рассматриваются ниже.
131
СИЛОВЫЕ (КОНСТРУКЦИОННЫЕ) ЭПОКСИДНЫЕ КЛЕИ
Клеи на основе эпоксидных смол являются в настоящее время наиболее распространенными клеями высокой прочности и технологичности. Они характеризуются широкой универсальностью применения, так как обеспечивают хорошую адгезию к большинству металлических и неметаллических материалов, применяемых в практических условиях. Несмотря на большое разнообразие рецептурных вариантов, эпоксидные клеи состоят из ограниченного числа исходных компонентов, сводимых к четырем основным группам веществ по функциональному назначению: 1 — собственно эпоксидная смола или ее модификация — связующее и основа клея (ЭД-5, ЭД-6, Э-40 и др.); 2 — отверди- тель — вещество, ускоряющее полимеризацию и отверждение смолы и соответственно клея (амины—ГМДА, ДЦДА, МФДА, ТЭА, ДМА, ПЭПА и др.; низкомолекулярные полиамиды — смолы «Л», «С», «Т»; кислотные отвердители — МАН, ФАН, МТГФА, ТГФА, ХЭА); 3 — пластификаторы, изменяющие эластичность и твердость отвердевшего клея (ДБФ, ПЭФ); 4 — наполнители — дисперсные минеральные вещества (кварц пылевидный, тальк, слюда молотая, цемент и др.).
Соотношение количества компонентов каждой из этих групп определяется эпоксидным числом взятой смолы (э), ее вязкостью, назначением клея, требованиями к его свойствам после отверждения и рядом других факторов.
Режим отверждения клея характеризуется двумя основными параметрами — температурой (Дтв) и длительностью (Тотв). Значения их для конкретных рецептов несколько различны, так как определяются соотношением и характером компонентов состава и технологическими требованиями. Примерные режимы отверждения для типовых сочетаний приведены в табл. 10.2.
Таблица 10.2 РЕЖИМЫ ОТВЕРЖДЕНИЯ
Отвердитель *совм. °С *отв, °С хотв, ч
ДМА 60 25 120
80 8—10
100 4-6
ГМДА 40—60 60 10
100 6
120 3
* МФДА 60-90 80 8
120 2
ТЭА 40-80 80 8
100 6
Д-18, Л-19, 20-40 60 10-15
Л-20 80 8-10
120 4-6
Приводимые в данном разделе составы эпоксидных клеев, как отмечалось выше, являются в значительной мере универсальными — пригодными для склеивания разнообразных как металлических, так и неметаллических материалов.
Указания о склеиваемых материалах и данные о прочности их соединений, содержащиеся в характеристиках конкретных составов, следующих ниже, следует рассматривать лишь как типичные примеры.
(вес. ч.):
Для склеивания черных и цветных металлов, пластмасс, пенопластов и других неметаллических материалов. Смола Э-40—• 100; ПЭПА или ГМДА—8—12; ДБФ—10 —
тж=45—90 мин; рот =0,1—3,0 кгс/см2;
в = 25 ± 10° С; тотв » 24 ч; асДв = 60 — 90 кгс/см2; ав = 130 — 250 кгс/см2; tA = = ± 60° С, св (дюраль/дюраль) = 150 — 400 кгс/см2; аодв=60—140 кгс/см2.
ГМДА—12; полиэфир МГФ-9—10; смола ЭД-5 — 10; тиокол жидкий—20. iA =
=(—60)н-(+95") С, тж=1 ч/20° С; *отв=25 + +65° С; т0ТВ = 24 + 5 ч; <отв = 25 + 100° С; т0тв = 18+4 ч. Склейка Д16/стеклопластик— асдв = 150 КГС/СМ2.
Каучук СКН-26—20; ПЭПА—10; полиэфир МГФ-9—20; смола ЭД-5—100, tA = =(—60) -т- (+70)° С; тж = 21 ч/20° С; torb~ = = 20/140° С; тогв = 24/5 ч. Склейка рези- на/металл—о.дв=4 кгс/см2.
ДЦДА—0,49э; КВП—1,1—1.5; смола ЭДЛ—100. tA = (—60)-н(+130)°С. гж при 20° С—длительное. t0T„ = 180° С; тс/£Е = 3 ч. Склейка сталь/сталь—ав=320 кгс/см2.
ДМА—0,2—0,5; МАН—30—40; КВП— 200—250; смола ЭД-6—100 tA = (—60)=
-=(+100°) С; тж = 48—72 ч; 70тв =/120° С; ротъ = 0,5—2 кгс/см2; тотв = 10 ч. Склейка сталь/сталь; ав = 740 кгс/см2; аСДв = 260 — 330 кгс/см2. Для черных и цветных металлов, керамики, стекла.
ДБФ—10;КВП—180—220;смола
ЭД-6—10; ТЭА—10. tA = (—60) н-( + 100)° С; тж = 2—3 сут/20° С, <отв = 120/140/160° С; т0ТВ = 10/7/5 ч. Склейка сталь/сталь- ов = = 720 кгс/см2; содв=370 кгс/см2.
Ацетон—60—80; ДБФ—10; смола
ЭД-6—100; ТЭА—10. *д=(—60) -=(+100)° С; тж=1 мес/20° С; t„n =120/140/160° С; тств = = 10/7/5 ч. Склейка сталь/сталь:ав =
=750 кгс/см2; <гсдв=415 кгс/см2.
8. Алюминиевая пудра—0,2—0,4; ДБФ— 10; смола ЭД-6—100; ТЭА—10.=(—60>=
-(+100)° С; тж — 2—3 сут/20° С; t,m == 120/140/160°; т.тв = 10/7/5 ч. Склейкасталь/сталь:зв =530кгс/см2; зсДв =380 кгс/см2.
Ацетон—80;ДБФ—10,нигрозин
(2%-ный раствор)—3,2 мл; смола ЭД-6—100; ТЭА—10. 7Д= +100° С; = 100° С.
тотв = 10 ч. Склейка сталь/сталь:ав =
=700 кгс/см2. асд8 =380 кгс/с.м2.
10. ДБФ—10; карбонильное железо— 700—750; смола ЭД-6—100; ТЭА—10. tA = =200 ' С; тж = 2 сут/20° С; t0TB = 120/190° С;
132
tCiTP = 10/3—4 ч. Склейка сталь/сталь: ов = =930 кгс/см2; асдв=300 кгс/см2.
Железо карбонильное—700 — 800; МАН — 2.28э; смола ЭД-6—100. *д=200° С, тж' = 2 сут/20° С; t<m = 120/190° С; тотв = = 10/3 — 4 ч. Склейка сталь/сталь: ов = =930 кгс/см2; осдв = 300 кгс/см2.
ГМДА—8—11; ДБФ—10—15; смола ЭД-6—100; *д=(—60)-= (+70)° С; тж=0,5 — 0,7 ч/20° С; Дтв'= 25/70° С; тотв = 24/7 ч. Склейка сталь/сталь: сгв=420 кгс/см2; ссдв = =220 кгс/см2.
ДБФ—10—15; Г1ЭПА—10—15; КВП— 0,6—1,8д; смола ЭД-6 — 10Э. £д =(—60) -н -=(+70)° С; тж = 0,4—0,5 ч/20°С; *лтв = =20 70° С; а„=250 кгс/см2; о = 180 кгс/см2.
Смола ДЭГ-1—20; смола Л-19—100; смола ЭД-5—100. t0Tr, =20' С.
Смола ДЭГ-1—20; смола Л-19—80; смола ЭД-5—100; смола ЭД-6—100. tDJB = =20 С.
ДБФ—10—15; ПЭГ1А—8—12; смола ЭД-6—100. *д=(—60)=-(+100)°С; тж=0,5 —
7 ч/20° С; ^отв = 25/70° С; тотв = 24/7 ч- Склейка сталь/сталь: ав=280 кгс/см2; асдв = = 190 кгс/см2.
ДБФ—10—15; ПЭПА—12; смола ЭД-5—100. 7Д=(—60)-=(+100)°С; тж=0,5— 0,7 ч/20° С; ^отв = 25/70° С; тотв=24/7 ч. Склейка сталь/сталь: ав=280 кгс/см2; ссдв = =190 кгс/см2.
ДЦДА — 0 49э; метилцеллозольв или
этилцеллозольв—100—4140; смола ЭД-6 или ЭДЛ—100. <д =(—60)V(+130)°C (кратковременно 200); тж = 6 мес/20° С; t0TB — = 190/150°С; т0ТВ = 5/15 ч. Склейка
сталь/сталь:св = 850 кгс/см2; с.дв =
=550 кгс/см2.
ДЦДА—0,49э; метилцеллозольв или
этилцеллозольв—100—140; смола ЭДЛ—100. 7Д=(—60) -= (+130)° С (кратковременно 200); тж=6 мес/20° С; tm = 190/150° С; тотв = = 5/15 ч. Склейка сталь/сталь:св =
=850 кгс/см2, асдв=550 кгс/см2.
ДБФ—10—15; смола Л-19—50—100; смола ЭД-6 или ЭДЛ—100. Склеивает черные и цветные металлы, ферриты, керамику, стекло, дерево, пластмассы. <д = = (—60) -н- (+100)° С; тж = 0,5—1.0 ч,/20 С, р()тв = 0,3—3,0 кгс/см2; t0TS = 25/75/100 С; тотв =48/7/3 ч. Склейка сталь/сталь: аЕ = =300—340 кгс/см2; осдв = 240—270 кгс/см2.
ДБФ—10—15; смола Л-19—60—100; смола ЭДЛ—100. <д = (— 60) -= (+100) ° С; тж=0,5-1,0 ч/20° С; tmB =25/75/100° С; тотв =’ = 48/7/3 ч. Склейка сталь/сталь: ов = = 300 кгс/см2; осДв=270 кгс/см2.
ДБФ—10—15; смола Л-20—50—80-
смола ЭД-6—100. <д = (—60) н-(+Ю0)°С; 'гж=0,5—1,0 ч/20° С; tmi =25/75/100° С; тотв = =48/7/3 ч. Склейка сталь/сталь:ов =
=300 кгс/см2; о,., =270 кгс/см2.
ГМДА—16; смола ЭД-6+полиэфир МГФ-9—100. /д=(—60)-н(+70)° С; *О1в=70°С;
^отн Г Ч.
ДИОФ—3, ПЭПА.—12—15; смола ЭД-5—100; смола ПФ-4—3. Растворитель, толуол—34; циклогексанон—55.
Смола ЭД-5—100; ПЭПА—15; ПХС- смола—20. Растворитель: циклогексанон — 10; метиленхлорид—90. тж=1,5—2 ч; р,1Т0 = =2—3 кгс/см2; tom = 20° С; тотв = 24—36 ч. Склеивает поливинилхлорид с металлом, деревом, бетоном и др.
ПЭПА—10; полиэфир МГФ-9—20; смола ЭД-5—100. £д=(—60)=(+80)°С; тж= =0,5-0,7 ч/20° С; *отв = 20/120° С; тотв = =24/6 ч. Склейка сталь/стеклопластик— ав— = 140 кгс/см2.
Кубовые остатки ГМДА—20—24; мономер ФА—70; наполнитель—до нужной консистенции; ПЭПА—10—16; смола ЭД-5— 100; стирол—20. tA= (—60) -=(+250)° С; тж=2—3 ч при 20° С; tmB =20/80° С; тотв = = 10—15/12 ч. асдв =30—80 кгс/см2; ав (бе- тон/бетон)=80 кгс/см2. (Склеивает слоистые пластики, древесину, металл).
ДБФ—20;ПЭПА—8; полиэфир
МГФ-9—-20; слюда молотая—20—30; смола ЭД-6—100. *д= (—60)-=(+80)°С; тж=0,5—
7 ч/20° С. tim =20—120° С; тотв = 24/6 ч.
Смола Л-20—60; смола ЭД-5—100; тиокол МБВ-2—30. ав=80 кгс/см2.
Эпоксидно-новолачный блок-сополимер (продукт взаимодействия резорциновоэпоксидной и новолачной смол в соотношениях от 7 : 3 до 1 : 1)'—45—80; отверди- тель — 0,05—0,80; активный разбавитель —
7,0; наполнитель — до 100%. Обладает повышенной адгезией.
Блок-сополимер эпоксидной и фенол
формальдегидной новолачной смол — 100; продукт дициандиамида с тетрагидрофури- ловым спиртом (в соотношении от 3 : 20 до 1:5) — 10—15. (Сниженная температура и длительность отверждения.)\
Смола ЭД-6 — 100; МАЙ — 2,28 (32—42 вес. ч. в зависимости от числа эпоксидных групп в смоле); полиэфир № 1 или № 220— 15—20; пылевидный кварц — 200—250. МАН можно заменить МТГФА в количестве 3,86 на 100 вес ч. смолы. тж = 48 ч; рот в = 0,5—1,0 кгс/см2; <отв = = 8—10 ч при 100—120° С или 6—7 ч при 150—160° С; аСдв (сталь/сталь) =250 кгс/см2.
Смола ЭД-5—100; смола Л-19 — 80.
Смола ЭД-5—100; смола Л-20 — 60;
ПЭПА —20.
35. Смола ЭД-5—100; смола Л-18 — 100 ПЭПА —20.
При изготовлении составов (34) — (35) сначала смешивают смолы, затем добавляют ПЭПА. тж = 4—5 ч; рОтв=0,1— 2,0 кгс/см2; In тв = 25+10° С 48—72 ч или 65+10° С 4—5 ч. Затем 70—80° С 6 ч или 100—120° С4 ч, а0дв (дюраль/дю-
раль) > 35 кгс/см2.
Смола ЭД-5 или ЭД-6—100; ДБФ илиМГФ-9—10—15; ПЭПА —12—14; КВП—80—200. (Кварц можно заменить другими напол-нителями Можно не применять наполни-теля). Перемешивать без ПЭПА и желатель-но вакуумировать при 90° С и 10—20 ммрт. ст; НЭПА вводить при комнатной тем-пературе. тж=30—40 мин; ротв = 0.5—0,7 кгс/см2; t0TB =25 + 10° С 24 ч или 70° С 5 чили 100° С 3 ч. ссдв (Ст. 3,Ст. 3) (отвержде-ние 24 ч при 20° С)> 150 кгс/см2. При Дтв ==70—100° С с0Д8 больше в 3—4 раза.
133
Смола ЭД-5 или ЭД-6—100; ПЭПА — 13; МГФ-9—20; каучук СКН-26—1—70. тж= —2 ч; ртъ = 0,1— 3,0 кгс/см2; /ОТВ=20°С; t,,TB =48 ч; с =150 кгс/см2.
Смола ЭД-5 или ЭД-6—100; ПЭПА — 25; МГФ-9—75; каучук СКН-26—200. тж > >2 ч; ротв=0,1—3.0 кгс/см2, <отв =20° С; Stb —48 ч; Чсдв=80 кгс/см2.
Смола ЭД-9—100; ПЭПА—10—12; смола ПН—1. тж = 60 мин, ротв — 0,1 — 5,0 кгс/см2; t,„B — 20° С; ги,е = 24 ч; асдв = = 100 кгс/см2; <раб=65°С.
Смола ЭД-6—100; ТИОЖ или ДЭГ— 1—40; ПЭПА — 13,5; КВП — 150; цинк (пыль) — 50. Смолу нагревают до 80° С, добавляют ДЭГ, охлаждают примерно до 20° С, вводят ПЭПА и кварц.
Смола ЭД-6— 100, фенольная смола ФНФ — 20; ТИОЖ или смола ДЭГ-1—30— 40; ДЦДА — 8; КВП— 140—160; цинк (пыль) — 50. Смолу нагревают до 80° С, добавляют ТИОЖ или ДЭГ-1, размешивают, нагревают до 100°С, вводят при помешивании ДЦДА, повышают, температуру до 130° С, перемешивают 15—20 мин, охлаждают до 120° С, вводят ФНФ, затем наполнители. Мешают до 18—20° С.
Смола ЭД-6—100; сложные амины— 20; ТГМ-3—20-^30. тж=30 мин; рвп =0,1—
кгс/см2; /отв =20° С; т01в=24—72 ч; tA = = ± 60° С).
КЛЕИ-РАСПЛАВЫ
Клеями-расплавами называются составы, наносимые на склеиваемые поверхности в расплавленном состоянии и прочно соединяющие эти поверхности после охлаждения и затвердевания. Соединение происходит очень быстро, так как при затвердевании не требуется удалять растворитель или воду, нужно лишь охладить клеевую массу. Составы клеев-расплавов весьма разнообразны.
Полиамидная смола (Мм 10 000)—50; полиизобутилен — 20; политерпеновая смола 20—60.
Полиэтиленнизкомолекулярный
(Мм 18 000) — 25; сополимер (98 вес. ч. изобутилена + 2 вес. ч. изопрена) — 40, пиненполимер — 35.
Винилхлорид — 30; винилацетат — 10.
Бутилкаучук ■—50, парафин — 50.
Сочетание высокой прочности (сопротивление шва на скалывание — 35—45 кгс/см2), технологичности и низкой стоимости достигается за счет введения низкомолекулярного полиэтилена (Мм 12 000—20 000), по- ливинилбутираля и сополимера хлоропрена с метилметакрилатом.
Поливинил бутираль и сополимер хлоропрена с метилметакрилатом улучшают адгезионные свойства клея, а полиэтилен регулирует вязкость и текучесть композиции.
Высокопрочный клей-расплав (вес. ч )
Инден-кумароновая смола(/пл = 90—
120° С) — 15—25; канифоль(t„ л = 90—
100° С)—25—35; полиэтилен (Мм 12 000 — 20 000)—6—9; алкидная смола (например, глифталевая) — 28—33; поливинилбутираль
клеевой — 3,5—4,5; сополимер хлоропрена с метилметакрилатом — 7—10.
Клей готовят следующим образом. В реактор с рубашкой, заполненной высокотемпературным теплоносителем, при 180—210° С заливают предварительно расплавленную глифталевую смолу. Вводят латекс сополимера хлоропрена с метилметакрилатом и поливинилбутираль. Включают мешалку. Перемешивание продолжают до полного и однородного сплавления. Далее при работающей мешалке прибавляют полиэтилен.
После полного сплавления мешалку останавливают и вводят канифоль и инден: кумароновую смолу. После расплавления крупных кусков смол включают мешалку и перемешивают до полного сплавления компонентов и получения однородной массы клея. Продолжительность процесса варки клея 4—4,9 ч. Готовый клей сливают в формы, где его охлаждают на воздухе или потоком воды.
Клей-расплав (вес. ч.). Диэтиленгликоль— 50—100; изопренстирольный термо- эластопласт — 5—20; полиэтилентерефта- лат—100. (Повышенная термостабильность и прочность шва.)
Состав для пленочных клеев (вес. ч). Поливинилбутираль — 20—75; эпоксидно-но- волачный блок-сополимер — 25—80. (Улучшенная технологичность.)
Клеи расплавы, чувствительные к дав
лению (% вес.). Основной состав этих клеев: сополимер винилацетата (35—65% вес.); виниллаурат (65—35%) с коэффициентом полимеризацииК— 35—65;воск — 2—
10% к смеси сополимеров.
Конкретные составы (вес. ч.):
Воск кислотный (5гЛ = 80—83° С; р = 0,99—1,0 г/см3)—7; сополимер- 50% винилацетата + 50% виниллаурата (К — 48; rj = 18 П при 160°С) —100. т) расплава 100 П при 160° С. Клей готовят перемешиванием при 100 С до однородности
Б. Состав А—100: полиадипат (/рзм = =30° С)—5. Нагревают при 120° С и помешивают до получения однородного расплава. т) расплава 70 П при 160° С.
Воск микрокристаллический синтетический из твердого парафина (/Затв=90— 94° С) —2; сополимер- 57% винилацетата + + 43% виниллаурата {К= 37, tj = 50 П при 160° С) — 100. Нагрев до 120° С при перемешивании, ц расплава 20 П при 160° С
Г. Воск эфирный, частично омыленный (^заст=73—76° С)—6; сополимер; 42% винилацетата + 58% виниллаурата (К= ==56) — 100. Нагрев при 120°С до однородного расплава. Применяется при 140—- 150° С.
Низкоплавкие клеи для
фиксации с з и е й (% вес.): небольшой
А а дге- Б
Вазелин 70 До 100
Воск — 5—10
Каучук 10 1—3
Парафин 20 5—10
Церезин — 2—4
/ПД| С 95 50
134
Расплавляют парафин, воск и церезин, вводят каучук, затем вазелин. Клей (Б) применяется, например, для фиксации бритвенных лезвий в бумажной упаковке.
ОПТИЧЕСКИЕ КЛЕИ
Оптическими называются клеи, предназначенные для склеивания оптических деталей, изготовленных из разнообразных неорганических стекол (силикатных, фосфатных, лантановых и др.), а также из монокристаллов и органических стекол. Их применяют также для склеивания оптических деталей с металлическими. Требования к этим материалам и свойства основных марок стандартизованы (ГОСТ 14887-69). Здесь остановимся лишь на составах этих клеев и их назначении (табл. 10.3).
Оптический клей бальзамин. Технический карбинол очищают перегонкой при 50—60° С под разрежением 8—18 мм рт. ст.; к дистилляту прибавляют 1—1,5% перекиси бензоила и полимеризуют бальзамин в освещенном термостате при 60° С до нужной вязкости (2—5 П для склеивания линз и 15—20 П для склеивания призм). При такой вязкости бальзамин можно хранить несколько часов. Без перекиси бензоила свежеперегнанный карбинол можно хранить до 24 ч при 0°С. t раб = 70—80° С; Д/= 14%.
Оптический клей бальзамин-М. Продукт частичной полимеризации карбинола под действием системы новинитдиметил- аминобензальдегид. /раб = 18—26° С; Д/== = 10,5%.
Оптический клей ОК-50П. Основой служит чистая смола ЭД-5 с повышенным содержанием эпихлоргидрина. Отверждение достигается добавлением ПЭПА в количестве 10 г на 100 г клея. Применяется фракция ПЭПА, кипящая в интервале 100—130° С при перегонке под разрежением 2 мм рт. ст. Смесь с отвердителем жизнеспособна 40 мин при 18—20° С. tpаб = 18— 26° С; Д/=6,5—7%.
Поливинилацетатный оптический клей УФ-235М. Раствор тщательно очищенного ПВА в смеси винилацетата и циклогекса- нола. Мономер винилацетата полимеризует- ся в кварцевой посуде без катализатора, под действием ультрафиолетовых лучей. *раб.=95°С; Д/=40—60%.
Оптический акриловый клей. Раствор низкомолекулярного сополимера метил- и бутилметакрилатов в ксилоле. 45 мл метилметакрилата и 135 мл бутилметакрилата со- полимеризуют в 75 мл ксилола в присутствии 3,2 г ПБНЗ при 130+2° С в колбе с мешалкой и обратным холодильником в течение 4 ч. Полученную массу разбавляют ксилолом до рабочей вязкости 5— 20 П. ^раб = 50—90° С; Д/ = 40—50%.
Оптический клей ОК-60. Раствор кремнеорганической смолы К-40 в тетра- хлорэтилеие. /рае=18—26° С; Д7=14,5%.
Оптический клей ОК-90 пластифицированный. Состоит из ненасыщенной полиэфирной смолы ПН-3, пластифицированной
диметилфталатом, модифицированной силаном. Полимеризуется системой: гидроперекись кумола — ванадиевый ускоритель. fpa6=18—20°С; Д/ = 8%.
Оптический клей ОК-72Ф. Основой служит чистая смола ЭД-5, растворенная в очищенном дифенилолпропане с фенил- глицидным эфиром и вератоном. Отверждается добавкой ПЭПА — фракции, кипящей в интервале 60—100° С при разрежении 2 мм рт. ст. <Раб = 18—26° С; Д/=3,6%.
Некристаллизующийся оптический клей «ИК-бальзам» (вес. ч.). Сера—10—80; йод — 2—60; мышьяк—10—60; сурьма— 2—15.
Приготовляется клей (один из составов) следующим образом: 20,9 г мышьяка, 6 г сурьмы, 31,5 г серы, 41,6 г йода помещают в кварцевую ампулу, откачивают воздух в течение 30 мин в вакууме 10 мм рт. ст. После этого ампулу запаивают, помещают в печь и выдерживают при 500° С 4 ч. Перемешивают каждый час, после чего резко охлаждают от температуры 500° С до комнатной. При использовании необходимое количество клея, в зависимэсти от размера деталей, прогревают в термостате до расплавления (вязкость расплава 0,2— 0,3 Н-с/м2). Одновременно при той же температуре прогревают склеиваемые детали. Затем палочкой наносят одну или несколько капель клея на поверхность склеиваемых деталей и растирают до удаления пузырьков воздуха и избытка клея. Введение йода в количестве 41,6% вес. снижает температуру склеивания до 120— 130° С, что существенно упрощает его технологию. Частичная замена мышьяка сурьмой увеличивает показатель преломления, что имеет большое значение при склеивании высокопреломляющих материалов.
Таблица 10.3 ОСНОВНОЕ НАЗНАЧЕНИЕ ОПТИЧЕСКИХ КЛЕЕВ
Назначение клея (объекты склеивания) № состава
Линзы, призмы н другие оптиче- ские детали из силикатных стекол всех марок, работающих в видимой области спектра 1, 2, 3, 5,
Оптические детали из ультрафиолетового стекла, кварца, флюорита, фтористого лития и других минералов, прозрачных в ультрафиолетовой области спектра от 7, 8
220 им
Оптические детали из кристаллов 4
(например, из флюорита, хлористого натрия, бромистого калия и др.), прозрачных в инфракрасной области спектра*до 8000 нм ... . 6, 9
Поляризационные призмы из каль- цита 5
Силикатное стекло с металлом (кро- ме олова, хрома, инвара, ковара) . 3, 5
Светофильтры и поляроиды
Детали нз квасцов для зеркальных 2, 5
объективов 5
Силикатное стекло с органическим . Пластины моиокристаллического 7
германия
Консольно подвешенные, работаю- 7,9
щие иа удар, детали оптических приборов ......... 3, 8
135
Продолжение табл. 10.3
Назначение клея (объекты склеивания) № состава
Детали из силикатных стекол с различными покрытиями 3, 8
Детали в тропическом исполнении . 8
Детали с разностью коэффициентов термического расширения (Да) более 30-Ю“7 2, 8
Детали из тяжелых флинтов .... 8
Латунные и дюралюминиевые коронки к рубину 7
Детали с разностью коэффициентов термического расширения (Да) не более 30-10~7 и диаметром не более 80 мм 1
Оптические детали с любым отно- ш'ением наименьшей толщины к диаметру (d/D), легко деформируемые при склеивании балоза- мином ............... 2
Герметизация склеивающих слоев . 8
Крупногабаритные оптические линзы для видимой части спектра .... 7
Детали из силикатного стекла диаметром до 30 мм 5
Кюветы для жидкостей . . . . • . . 3
Детали из оптических кристаллов и стекол ТКС-23-25 для работы в диапазоне 1—13,5 мкм- 9
2.4. ЦИАНАКРИЛАТНЫЕ КЛЕИ
Клеевые составы, основой которых являются мономерные цианакрилаты, известны у нас в стране под общим наименованием «клей циакрин». Они представляют значительную ценность при решении многих технических задач, так как быстро отвердевают на холоде, не содержат растворителей, не требуют катализаторов и без приложения давления дают соединения высокой прочности.
Приготовление этих клеев в достаточной степени сложно и производится по специальной технологии. Поэтому здесь приведен ряд вариантов приготовления цианакрилат- ных клеев повышенной адгезии и эластичности, что достигается введением в основу (эфир цианакрилата) пластификаторов, стабилизаторов и загущающих добавок.
В частности, в клеевую композицию вводят карбинольный сироп и (или) его производные, например, сополимер с эфиром цианакриловой кислоты. Примеры конкретных клеевых композиций и способы их приготовления таковы:
85 г мономерного этил-а-цианакрила- та, содержащего 0,2% вес. двуокиси серы в качестве стабилизатора, при комнатной температуре в полиэтиленовых флаконах с 15 г цианэтилового эфира ДМВЭК. стСдв на образцах из Д-16 составляет при 20° С в среднем 170 кгс/см2; Ею =4000 кгс/см2. Ею чистого полиэтил-а-цианакрилата— 15 700 кгс/см2.
Клеевую композицию, состоящую из 35 г мономерного этил-а-цианакрилата и 15 г ДМВЭК, готовят по (1). асдв клеевого шва при склеивании образцов из Д-16 указанной композиции составляет 165 кгс/см2. Композиция стабильна при хранении.
Способ приготовления аналогичен описанному в (1), но в качестве сомоно
135
мера применяют изобутиловый эфир ДМВЭК в соотношении к мономерному цианакрилату 10:90. сГсдв клеевого шва для данной композиции составляет 180 кгс/см2.
В 95 г мономерного этил-а-цианакрилата растворяют при перемешивании при комнатной температуре в полиэтиленовых флаконах 5 г сополимера этил-а-цианакрилата и а-цианэтилового эфира ДМВЭК, состоящего из 15% мол. цианэтилового эфира ДМВЭК и 85% мол этил-а-цианакрилата. Молекулярный вес сополимера — 100 000. Осдв на образцах Д-16 составляет при 20° С в среднем 140 кгс/см2.
Получение сополимера этил-а-циан- акрилата и цианэтилового эфира ДМВЭК.
В трехгорлую колбу, предварительно обработанную 10%-ной серной кислотой, загружают 35 г (0 280 моль) этил-а-цианакрилата, стабилизированного двуокисью серы, и 8 г (0,049 моль) свежеперегнан- ного а-цианэтилового эфира ДМВЭК. Добавляют 0,1 % вес. дициклогексилпероксиди- карбоната, используемого в качестве инициатора полимеризации. Затем при перемешивании в токе инертного газа (азота, аргона, гелия) реакционную смесь нагревают до 40° С и выдерживают при этой температуре и непрерывном перемешивании до завершения реакции. Сополимер очищают переосаждением из нитрометана в спирт.
Аналогично получают и другие сополимеры цианакрилатов, с ДМВЭК и его производными.
СОСТАВЫ И СПОСОБЫ СКЛЕИВАНИЯ ПЛАСТМАСС
Склеивание покрытия фторопласта с другими материалами. На поверхность фторопластового изделия наносят смесь из керамического или металлического порошкообразного наполнителя (медь, латунь, карбид бора и др.) и термореактивной смолы, опрессовывают при 200—300 кгс/см2 в присутствии ультразвуковых колебаний амплитудой 10—20 мкм в течение 50 с. Отвердевшее покрытие можно склеивать различными клеями (эпоксидным, фенольным, полиуретановым).
Фторорганический клей для повышения адгезии фторкаучуков к металлу. Фторкаучук СКФ-32— 100; гидрат окиси кальция—10; салькомин — 5; пирогаллол- альдегиданилин — 10.
Покрытие для повышения адгезии при наклейке фторкаучуков на металлы. 'Для повышения прочности сцепления при клеевом креплении фторкаучуков (СКФ-26, СКФ-32) к металлам поверхность металла предварительно смачивают водным раствором аминоалкоксилана (например, 5%-ным раствором аминопропилтриэтоксисилана) и высушивают на воздухе в течение 8—10 ч или при 90° С — 30 мин. На созданный таким путем адгезионный подслой укладывают сырую резиновую смесь и вулканизируют в прессе по обычным режимам (150° С для СКФ 26 и 200° С для СКФ-32 в течение 30 мин). После вулканизации Си=40—50 кгс/см2.
Покрытие для повышения адгезии полиэтилена к металлу. На поверхность стали (обезжиренную, травленую и высушенную) наносят равномерный слой (0,005—0,3 г/м2) раствора гипериза в органических растворителях или чистой гидроперекиси. После сушки I—10 мин при 30—80° С для удаления растворителя предназначенную для приклеивания поверхность полиэтилена приводят в контакт с подготовленной металлической поверхностью и выдерживают под давлением 3—30 кгс/см2 в течение 3— 10 мин при 160—190° С. Процесс может быть непрерывным. При толщине пленки 0,6—0,8 мм а=5—10 кгс/см2.
Приклеивание ПММА (органического стекла) к полнвинилбутиралю. На склеиваемые поверхности наносят слой 5%-ного раствора поливинилэтилаля в смеси бутилового и этилового спиртов, взятых в соотношении 1 : 2 соответственно, и высушивают при 20° С. Затем производится укладка слоев пленки и органических стекол и сухая склейка в автоклаве при температуре 100° С и давлении 7—18 атм; выдержка по этому режиму в течение 2—3 ч. 0сдв не ниже 100 кгс/см2 при 20° С. Разрыв происходит часто по органическому стеклу. Склеенные стекла допускают их формование при температуре выше температуры размягчения органического стекла.
Поливинилэтилаль может быть применен с различной степенью замещения гидроксильных групп, в зависимости от требований к прочности склейки. Наибольшую прочность склейки (198 кгс/см) дает поливинилэтилаль с содержанием этилальных групп 44%.
Склеивание металла и стеклопластика Для улучшения адгезии склеиваемые поверхности обрабатываются растворами ноливинилбутиральфурфураля, ПВС или алкидной смолы, полученной путем конденсации фталевого ангидрида, глицерина и хлопкового масла. Аппретирующий материал может быть модифицирован амино- арокси(алкокси) силанами, например ами- нопропилтриэтоксисиланом. После такой обработки с последующей сушкой при температуре 20—90° С в течение 20 мин на склеиваемых поверхностях образуется тонкий слой (менее 1—2 мкм) полимерной пленки. Подготовленные таким образом поверхности склеивают фенольно-каучуковым, фенольно-поливинилацетальным или эпоксидным клеями.
Склеивание полимерных материалов между собой и с металлами. На предварительно обезжиренную поверхность склеиваемого материала наносят 3—15%-ный раствор или суспензию азотсодержащих галогенорганических соединений (АГС), затем поверхность облучают светом ртутной лампы в течение 10—120 с, в зависимости от природы обрабатываемого материала. Скорость процесса модификации резко увеличивается при введении добавок различных окислителей из расчета 0,5—15% на АГС. В качестве АГС применяют галоген- замещенные амиды и амиды насыщенных карбоновых кислот. Например, при склеи
вании резин на основе НК сопротивление отслаиванию без обработки составлял© 1,2 кгс/см2, а после обработки 10%-ным раствором хлорацетамида и облучения 60 с — 6,3 кгс/см2. При склеивании резины и полистирола без обработки прочность составляла 0,18 кгс/см, а после обработки 5%-ным раствором хлорацетамида и гидроперекиси кумола с облучением 10 с — 5,8 кгс/см.
Смесь для обработки полиэтилена и полипропилена перед склеиванием (г). H2S04 (1,84) — 1000—1500; К2Сг207 — 40— 75; Н20 — 100—120. Длительность обработки — 2—3 ч при 20° С или 2—5 мин при 60° С. Перед обработкой — обезжиривание поверхности бензином, ацетоном, уайт-спиритом. После обработки — тщательная промывка (10 мин стационарно, 20 мин — проточно). Сушка при 15—30°С—10—12 ч; при 50—60° С — 2 ч.
Клей для литьевой ПВХ-композиции ЛКФ-2 (вес. ч.). Смола ПСХ-С —12—15; метиленхлорид — 85—88. Выдержка под давлением (в зажимах) 1—4 ч, затем 24 ч — без давления.
Клей для капрона (Б) (вес. ч.). Капрон— 35; кислота муравьиная («А» или «чистая») — 100. Растворение — 24 ч без перемешивания или 4—5 ч при непрерывном перемешивании. При склеивании слой не толще 0,5 мм сушат 1—2 мин, затем сжимают и выдерживают при 0,4— 0,5 кгс/см2 25—30 мин, давление снимают и сушат 24 ч при 24±:2:l С или 4—5 ч при 80—90° С.
Подготовка к склеиванию деталей из фторопласта. Химическая обработка склеиваемых поверхностей кремнийорганически- ми жидкостями, способными к гидролизу, с последующей промывкой водой и термообработкой при 390° С.
Составы для склеивания ПВХ-пластика- та с резиной, металлом и пенопластом (% вес.):
1213
ДБФ или ДИОФ—3
Метиленхлорид65—72—
Нитрильный каучук2—52—5
Перхлорвиииловая смола 16—20—
Смола ПХВ—8—10
Г1ЭПА7,5—1510—15
Толуол—32—34
Циклогексанон1050—55
Эпоксидная смола50—100100
Клей (12)—стойкий к воде, (13) — стойкий к воде и маслам. Для изготовления клея все составляющие, кроме эпоксидной смолы и ПЭПА, перемешивают в смесителе, затем добавляют эпоксидную смолу, а непосредственно перед употреблением 6водят ПЭПА. Склеиваемые поверхности зачищают абразивной шкуркой, обезжиривают ацетоном или метиленхлоридом, покрывают слоем клея и высушивают на воздухе. Затем операцию повторяют и в заключение сжимают склеиваемые поверхности при давлении 3—5 кгс/см2.
Для склеивания деталей из полимермо- номерных пластмасс — смесей полимерного
137
порошка с мономерной связкой — применяют специальные клеи-пасты, составы которых следуют ниже (вес. ч.).
ДМА или диметилпаратолуилен — 1—2; дихлорэтан — 20; ПБНЗ — 1—2; пигменты— 4—7; смола ПХВ—7; форполи- мер метилметакрилата — 70. /0тв =20° С.
ДМА или диметилпаратолуилен — 3; ПБНЗ — 2; пигменты — 4—7; форполимер метилметакрилата — 95. /отв = 20° С.
ДМА или диметилпаратолуилен — 1,5; метилметакрилат — 45; ПБНЗ—1; пигменты — 4—7; ПММА — 30; полихлорвини- ловая смола — 8—10; ПХВА — 8—10./отв = = 40° С.
Метилметакрилат — 40; ПБНЗ — 2; пигменты — 4—7; ПММА — 50; ПХВА—2—
/отв = 60° С.
Бронзовая пудра — 5—6; метилметакрилат — 22; муравьиная кислота — 0,5— 1,0; ПБНЗ — 2; пигменты — 4—7; ПММА — 50; ПХВА —8. /0тв = 20° С.
КЛЕИ ДЛЯ РЕЗИНЫ
Соответственно назначению эти клеи могут быть сведены к трем основным группам: 1 — клеи для склеивания различных резин и резинотканевых материалов между собой; 2 — клеи для приклеивания резин к металлам; 3 — клеи для покрытия резиновых изделий с целью защиты их от старения. Однако строгого разделения между этими группами нет, и многие клеи взаимозаменяемы.
Условные обозначения некоторых веществ, входящих в составы клеев: АЦ — ацетон (ГОСТ 2768-69)
БНЗ — бензин (ГОСТ 443-56)
БЗЛ —бензол (ГОСТ 8448-61, 9572-68) БУТ —бутанол (ГОСТ 5208-50)
ДХЭ — дихлорэтан (ГОСТ 1942-63)
КС —ксилол (ГОСТ 9410-71; 9949-62)
МЭК — метилэтилкетон
СП—спирт этиловый (ГОСТ 17299-71)
СТ —стирол (ГОСТ 10003-67)
ТОЛ —толуол (ГОСТ 9880-61; 14710-69)
ЭА — этилацетат (ГОСТ 8981-71)
Тхрн — срок хранения готового клея при температуре Терн
Кс в — концентрация (в %) сухого вещества в клее (остаток после высыхания)
Некоторые выпускаемые промышленностью клеи (в сжоб- ках Г ]—растворители). 1. Клей ВИ-4-18Б (ТУ 38—00512—70). Смола ВИАМ-Б. бута- диен-нитрильный каучук СКН-40, ДБФ. Аг.„ = 17-20. [ЭА]. тхрн=3 мес. /д=(-60)ч-
-И+ 130)° С.
Клей ВКР-7 (ТУ 38—00512—70). Ни- трильный каучук СКН-40—поставка (А), 30—35%-ная паста клея Кр-6-18 (Б), раствор вулканизаторов (сера, каптакс, ДФГ). К0.в = 14—17. [ЭА]. тхрн = (А)—6 мес; (А-(-Б)—2 сут. /хрн=0—25°С.
Клей ВКР-8 (ТУ 38—5—452—69)- Фторкаучук СКФ-32, вулканизатор—ПЭПА. [ЭА]. /д=(—50)ч-(+250)°С.
Клей ВКР-10. Фторкаучук, нитриль-иый каучук—ПЭПА. [ЭА]. /д = (—■ 50)ч-
ч-(-)-175)°С.
Клей 3-100 (ТУ 38—5—372—68). Бу-тадиен-нитрильный каучук, хлорированныйнайрит. Кс.„ = 18 ± 2. [ЭА : БНЗ — 2,5 :1],т1рн=3 мес.; /хрн=0—20° С.
Клей 3-300 (ТУ 38—5—372—68). Бута-
диен-нитрильный каучук, смола бутил-фенолформальдегидная—101, хлорнайрит.Кс.„=29,5±2.5. [ЭА: БНЗ=2,5:1]. тхрт1=3 мес;f _020° С.
Х5Н7. Клей ЙКФ-130 (ТУ 38—5—375—68).Найрит А/13. Кс.„ = 25±3. [ЭП :БНЗ=1:1],
<с1рн=3 мес.
Клеи ИКФ-141, ИКФ-147 (ТУ 38—5—
375—68). Найрит А/14. Кс-В = 25 ± 3.[ЭА: БНЗ =1:1]. тХрн=3 мес.
Клей ИП-9. Полисилоксановая смола,модифицированная эпоксидной. [ТОЛ илиАЦ].
Клей КТ (ТУ 38—9—531—69). СмесьНК, экстрагированного ланолина и эфирагарпиуса. Кс.в=22±2. [БНЗ (БР.1)]. -г1рн ==9 мес.
Клей КТ-9. СКТ и кремнийоргани-ческая смола, себациновая кислота [КС].
Клей КТ-15 (МРТУ 6—07—6036—64),А — кремнийорганическая смола (лакК-47)—100; Б—отвердитель (лак К0816)—15.Кс.в = 68—80. (КС или ТОЛ]. /д = (—60) ч-
ч-'(+200)°С; тхрн(А)=6 мес.
Клей КТ-25. Кремнийорганическаясмола Т-10 в этилацетате -4- раствор поли-амида Л-20 в этилацетате-(-титановыебелила. /д=(—30)-г-(+250)° С.
Клей Кр-5-18Р (ТУ 38—00512—70).А—резиновая смесь на бутадиен-акрил-нитрильном каучуке КР (ТУ 603—1). Кс.в==8,5—11,5. Б—смола ФР-12(ТУ М—758—57).Кс.в=65—70. [ЭА или МЭК]. тхрн (А)=6 мес.(А—Б)=8 ч. /д=(—60)н-(+80)° С.
Клей Кр-6-18 (ТУ 38—00512—70).Бутадиен-нитрильный каучук СКН-40Т.Кс „=12—17. [ЭА]. тх =3 мес.
'16. Клей К-4508 (ТУ 38—105480—72).[Смесь на НК. БНЗ (БР. 1)]. /д(—-50) ч-
ч-(+50)° С.
Клей лейкоиат (МРТУ 6—14—-235— 69). и, п', п"-триизоцианат трифенилме- тана. Квв = 20 ± 1. [ДХЭ]. тхрн = 18 мес; ^ч>н=5—20° С; /д=(—60)ч-(+130)° С.
Клей ЛН. А—найрит (20%-ный раствор в дихлорэтане)—3 ч; Б—клей лей- конат — 1ч. [ДХЭ]. (А) тхрн = 12 мес; (Б) т_рн=18 мес; (А+Б)—2—5 ч.
Клей Л-200 (ТУ МХП 4336—54). Резиновая смесь 200. [БНЗ (БР. 1)]. /хрн—до 35° С
Клей МАС-1 (ТУ 14П 730—68). А— кремнийорганическая смола; Б—перекись бензоила-50. [ТОЛ: БУТ =1:1]. (А): тхрн= = 6 мес; (А + Б) = 1 мес. /д = (—60) ч-
ч-(+ 350)° С.
Клей НК (клей резиновый) (ГОСТ 2199—66). Натуральный каучук (А)—Ксв= = 8—11; (Б)—Кс ., = 6—8. [БНЗ]. тч; = =6 мес; /хрн=0—20° С.
138
Клей НС-30 (ВТУ МХП 1986—51). Смесь Н (бутадиен-нитрильный каучук и смола ФКФ). Кс „= 7,5—14. [ДХЭ или ДХЭ± +АЩ. *хр1,=5-18° С.
Клей П9 (ТУ 38—5—406—69). Смесь № 8705 на СКН-18.К0'.в=16±2. [ЭП : БНЗ = = 1 :!]• "хРн=б мес.
Клей СВ1 (МРТУ 38—5—6064—65).
Клей СВ5 (ТУ 38—5—182—68). А— найрит [ЭА : БНЗ = 2 :1]—100; Б—клей лейконат—10. [ЭА : БНЗ = 2:1]. тхрн (А+Б)=5 ч. Готовят (А+Б) на месте применения.
Клей СН-57 (МРТУ 6—07—6032—64). Растворы марок М и Р 1:3 (найрит А, хлорнайрит, окись цинка, дибутилфосфат); Кс.в=28+2. [ЭА+БНЗ]. тхрн (М)= 12 мес; т„ (Р)=6 мес.
Клей СН-58 (МРТУ 6—07—6032—64). Растворы марок МиР-1 1:3; Кс в=28±2. [ЭА+БНЗ].тХ1)н(М)=12мес; тхрн(Р-1)=6мес.
Клей С-425 (ТУ 38—10517—70). Резиновая смесь № С-425; Кс.в — 16,5 ±0,9. [БНЗ (БР.1):ЭА=1:1]. т =3 мес; *xpH = =0—20° С.
Клей термопрен (ТУ 38—6—78—-70). Термопрен. [БНЗ (БР.1 или Б78)]. Кс.в = =50. Сухой: термопрен 100—фенолсуль- фокислота 7,5. t = ± 60 С.
Клей 4АН (ТУ 38—5Г—346—68). Найритовая смесь. К в=33±2. [ЭА : БНЗ=
~=1:Ч- +фн = 5 мес- '
Клей 4НБ (ТУ 38—105236—71). Найритовая смесь 4НБ. Ка в=31—36. [ЭА:БНЗ= = 1:1]- тХ№ = 3 мес. t^=(—50)н-(120° С).
Клей № 8. Термопрен. гидрохинон, перекись бензоила. Кс „=25 [ОПТ].
Клей 9М-35ф (ТУ 38—5—216—67). Смесь СКФ-26, СКН-40, термореактивиая смола. 8ГС „ = 20 ± 2. [ЭА]. тхрн = 6 мес; ^хри=0—20° С; 7ряб=( -40)-:-(200")С.
Клей 23СА (ТУ МХГ1 1682—52р).
Резиновая смесь № 23-СА на найрите, тальк. [БНЗ : ЭА = 1: 4,5].= 3 мес;
<™н=5—20° С.
Клей 27 (ТУ МХП 1693—51 р). Смесь № 27. [Бензол или бензин БНЗ(БР.1) = 1:5]. Кс+=17-20. т =3 мес.
Клей 61 (ВТУ МХП 1524—51). Смесь № 61. [БНЗ]. ^рн=10—20° С.
Клей 88Н (МРТУ 38—5—880—66). Смесь 31-Н (найрит Н + смола 101 или типа 101). Кс.в=30±2. [ЭА;БНЗ=2:1]. тхрн = =3 мес.
Клей 88НП (ТУ 38—105540—73). Смесь 31-НП (найрит НП и смола 101) Кс.в = 28 ± 3. [ЭА : БНЗ = 1:2]. тхрн= 6 мес; гхрн=15-30° С; tL = (- 50) - (70°) С.
Клей 109 (ТУ МХП 4027—53). Смесь № 109 (з-д „Каучук"). К, в=20—30. [БЗЛ].
Клей 117 (ТУ УТ—978—57). Смесь № 117. Кс.в = 15-20. [БНЗ (БР.1)]. тхрн = =0.5 мес; ^„=0—20° С.
Клей 210 (ТУ 38 УССР 5—7—68). Смесь № 210 (Черновицкий завод). Кс . = = 11—20. [БНЗ (БР.1)]. тхрн=5 сут. ‘
Клей 230 (ТУ 38-УССР-5—8—68). НК. Кс.в = 8 ± 1. [БНЗ]. Клей 230 Б8 (196СП); 230 В8 (0,596 СП). тхрн=10 сут.
Клей 3051 (ТУ МХП 274—54). Резиновая смесь № 3051—1. [БНЗ (БР.1)]. <хрн— до 35° С.
Клей 3125 (ТУ МХГ1 1157). Резиновая смесь № 3125. [БНЗ (БР.1)].
Клей 4508 (ТУ МХП 1105—50). Резиновая смесь № 4508 (з-д «Каучук») на НК (ГОСТ 443-56). К,в=7—14. [БНЗ (БР.1) от 1 : 2 до 1 : 20]. тХГЕ=24 мес. Агн = 5—20° С.
Основное назначение клеев №1—45
приведено в табл. 10.4.
Таблица 10.4
ОСНОВНОЕ НАЗНАЧЕНИЕ КЛЕЕВ
Условные обозначения: склеивание невулкани- зироваиных резин без последующей вулканизации (НВ); то же с последующей вулканизацией (НВВ); склеивание вулканизированных резин (ВР).
Склеиваемые материалы № клея
Губчатая резина к металлу, 27, 38
стеклу, резинам Картон к картону 19
Кожа к картону, к металлу . 19, 43
Кожа к резине„о
Прорезиненные ткани на нитрильном каучуке к ме- 41, 42
таллам ...
Прорезиненные ткани между собой: I, 2, 14, 15, 31
на натуральном каучуке . . 16, 31
найрите
иатрийбутадиеновом кау- 31
чуке 16, 31
фторорганическом каучуке 1, 2, 15
Резина к стеклу
Резина к металлу (стали, алюминию, легким сплавам):
Резина иа основе каучука: 37, 38
бутадиен-иитрильного . . . 5(НВ), б(НЬ) 37(НВ), 38(п В, ВР)
кремнийорганического . . 12(ВР), 20(НВВ), 38(НВ)
натрийбутадиеиового . . . 17(НВ), 29(НВВ, ВР), 36(НВ),36(НВ)
иайритового 17(НВ),38(НВ, ВР)
натурального 17(НВ), 2а(НВВ, ВР), 29(НВВ, ВР), 31(НВ), 36(НВ), 38(Н В)
натурального 14(НВ, НВВ, ВР)
стирольного . 17(НВ), 38(Н8, ВР)
фторорганического .... Резины между собой и резинотканевые материалы на основе каучуков: 13(ВР), ЗЗ(НВВ)
бутадиен-нитрильного . . . 5(НВ), 6(НВ), 15(НВВ), 22(НВВ), 31(НВ, ВР), 35(НВ), 37(НВ), 38(ИВ)
бутилового 14(НВВ)
натрийбутадиеиового . . . 16(НВ, НВВ, ВР), зо(нв), 31(нв, вр),
37(НВ), 38(НВ)
иайритового 31(НВ, ПВВ, ВР), 38(Н В)
натурального• ••••- v 16(НВ, НВВ, ВР), 21(НВ), ЗО(НВ), 31(НВ, НВВ, ВР), 35(НВ), 38(НВ)
нитрильного ........ 1(НВВ), 2(ВР), 4(НВ), 14(НВВ, ВР), 15(НВВ), 31(НВ, НВВ, ВР)
стирольного 38(НВ)
фторорганического .... Ткани: 1(НВВ), 2(ВР), 4(НВ), 13(ВР), 15(НВВ)
с картоном 19, 43
с металлом . . . 19, 43
с тканями . . . . 21, 25, 39
139
Хлорнайритовые клеи холодного отверждения для соединения резин с металлами (вес. ч.):
Бутадиен-нитрильный
СКН-26
ДибутилфталатКумароновая смолаЛейкопарафуксинСополимер (Б:Н :ВП=ХлорнайритХлорпарафин ХП-70Цинковые белилаЭпоксидная смола
каучук
1 2
50 _
5 —
15 15
20 20
1) 50 100
200 200
20
7 7
30 30
Сополимер (Б : Н : ВП)—сополимер (бутадиен : нитрил : 2-метил-5-винилпиридин).
Кумароновая смола 3
15 4
15
Лейкопарафуксйн 20 —
Сополимер (Б;Н:ВП=70;20:10) — 100
(Б:Н:ВП=75:20:5) 100 —
Хлорнайрит 200 200
Хлорпарафин ХП-70 — 60
Цинковые белила 7 7
Эпоксидная смола ^ 50 30
Клеи (I) — (4)—теплостойки. Сопротивление отслаиванию для различных сочетаний резин на основе СКН, СКИ, СКС — в пределах 1,5—4 кгс/см2.
Хлоркаучуковые клеи для соединения резин с металлами, отверждаемые вулканизацией (вес. ч.). 1. Тетрахлорпентан — 1—2; хлорнайрит (63% CI) — 10; этилаце- тат + бензин (2 : 1) — 40. По ГОСТ 209—62 прочность на отрыв ав (найритовая рези- на/металл) = 80 кгс/см2; сгв (резина СКН-26/металл) = 72 кгс/см2. После 50 000 циклов по 5 Гц и деформации 50% ов (найрит/металл) =62 кгс/см2; ств (резина СКН-26/металл) = 60 кгс/см2.
Тетрахлорпентан — 1—2; хлорированный политетрахлоргексатриен (74% С1)—10; этилацетат -f- бензин + толуол (1:1: 0,6) — 40. сгв (резина из НК) =86 кгс/см2; ов (резина из СКИ-3)=92 кгс/см2. После 50 000 циклов по 5 Гц и деформации 50% а в (резина из НК) =80 кгс/см2; сгв (резина из СКИ-3)=84 кгс/см2.
Клей состава (1) без тетрахлорпента- на. ств (найритовая резина/металл) = = 40 кгс/см2; сгв (резина СКН-26/металл) = =32 кгс/см2. То же после 50 000 циклов по 5 Гц и деформации 50%—26 и 12 кгс/см2.
Клей состава (2) без тетрахлорпента- на. сгв (резина из НК/металл) = 72 кгс/см2; сгв (резина из СКИ-З/металл) =85 кгс/см2. То же после 50 000 циклов по 5 Гц и деформации 50%—50 и 58 кгс/см2.
Хлорнайрит (63% С1) —10; хлорпарафин— 1; этилацетат + бензин (2:1)—40. сгв (найритовая резина/металл) =36 кгс/см2; сгв (резина СКН-26) =24 кгс/см2. То же после 50 000 циклов по 5 Гц и деформации 50% — 30 и 18 кгс/см2.
Клеи повышенной прочности для крепления резин к меди и
нержавеющей стали (% вес.).
Хинондихлордиимид —20; ксилол—80.
1,4-нафтохинондихлордиимид — 20; ксилол — 80.
Поверхность металла зачищают шлифовальной шкуркой, обезжиривают бензином, наносят один или несколько слоев клеев О) или (2) с промежуточной сушкой при
22° С по 30 мин, накладывают резиновую смесь и вулканизируют в прессе при 20 кгс/см2. Прочность связи (по ГОСТ 209-62) для клея (1) и смеси (А) с медью сгв=60 кгс/см2, для смеси (Б) —40 кгс/см2. То же с нержавеющей сталью огв = = 63 кгс/см2 и 39 кгс/см2. Для клея (2) и смеси (А) с медью сгв =65 кгс/см2, для смеси (Б) — 39 кгс/см2. То же с нержавеющей сталью сгв =61 кгс/см2 и 42 кгс/см2.
Все разрушения проходят по резине. При тех же сочетаниях крепление клеем лейкоиатом непрочно.
Составы резиновых смесей. А; найриг Н — 50; каолин — 50; окись магния—10; окись цинка — 5; петролатум—10. Б: белая сажа — 60; бутилкаучук—100; неозон Д — 1; а-хинондиоксим — 4; окись цинка — 10; парафин — 5; перекись марганца — 0,75; стеарин — 3; тальк — 50.
Термостойкие и термостабильные при температурах до 300° С клеи для крепления металлов с металлами и с резинами (вес. ч.):
123
Смола ФНФ50—66
Каучук СКН-4050—34
Фенольная смола ПФ—
Отвердитель ФКУ-ВДУ—
Бутил акр ил атный каучук —
— 50—66
50—
2 — 50 50—34
Клей наносят на предварительно подготовленную поверхность, сушат на воздухе до отлипа и склеивают при повышении температуры от 60 до 200°С в течение 6 ч под давлением 3 кгс/см2.
Получение составов (1) — (3). Непредельный каучук, например иитриль- ный, бутилакрилатный или их смесь, развальцовывают на холоде в течение 10— 15 мин и постепенно в течение 10—15 мин иа вальцы подается фенольная смола до образования однородного вальцованного листа толщиной 2—4 мм. Полученную пленку режут на гильотинных ножницах на куски, которые затем загружают в вертикальную емкость с вращающейся мешалкой, куда предварительно заливают растворитель. В качестве растворителя применяют этилацетат, бутилацетат, ацетон или их смеси.
Концентрация растворов — 20%. Полученный раствор представляет собой жидкость темно-коричневого цвета.
Способ повышения адгезии при наклейке фторкаучуков на металлы. Для повышения прочности сцепления при клеевом креплении резин из фторкаучуков (СКФ-26 СКФ-32) к металлам поверхность металла предварительно покрывают тонким адгезионным подслоем,
140
для чего смачивают ее водным раствором аминоалкоксилана (например, 5%-ным раствором аминопропилтриэтоксисилана) и высушивают на воздухе в течение 8—10 ч или при 90° С —30 мин. На подготовленную поверхность укладывают сырую резиновую смесь и вулканизируют в прессе по обычным режимам (150° С для СКФ-26 и 200° С — для СКФ-32, в течение 30 мин). Сопротивление отрыву после вулканизации Сотр = 40—50 кгс/см2.
Т а б л и ц а 10.5
СОСТАВЫ НИЗКОТОКСИЧНЫХ ЭЛАСТИЧНЫХ КЛЕЕВ (вес. ч.)
№ состава Компоненты 1 2 3 4 5 6
СКН29МВП10 10 100 100
СКН20ВП5 — 100 — 100 100 —
Окись магния .... 7 7 7 7 7 7
Смола гекса резорциновая ГР-112 . . . . 700 300 500 300 300 200
Йодфурфурол — 25 — — — —
Бромфурфурол .... 45 — 40 — — —
Трихлорбутанал . . . — — — 35 35 —
Триаминотрифенил- метаи - - 25 10 - -
Сопротивление отслаиванию резин на основе СКН, СКС, СКИ от стали через 7 сут при 20° С находится в пределах 8—9 кгс/см, снижаясь до 1»5—3,5 кгс/см при 100° С.
Клей для резины и текстиля получают на основе сополимера бутадиена, стирола и амида метакриловой кислоты (70 : 15 : 15), растворяя I кг сополимера в 10 кг бензина. После набухания в течение 4 ч смесь перемешивают 30 мин. Нанесение клея на ткань производят последовательно в 4 слоя из расчета 90—100 г сухого вещества на I м2 ткани, высушивая каждый слой при комнатной температуре в течение 15 мин. Прочность на отслаивание (о0 тс) состав- ляет 4—5 кгс/см2.
КЛЕИ ДЛЯ БУМАГИ И ТКАНЕЙ
Склеивание бумаги и тканей между собой и приклеивание к различным материалам может производиться с помощью широкого ассортимента различных клеев, составы которых были приведены выше (стр. 127—129: № 30, 46, 48, 49, 50, 55, 56, 61, 62 и стр. 138—139: № 19, 21, 25, 39, 43 настоящей главы) В качестве наиболее дешевых клеев массового применения до сего времени используют крахмальные клеи.
Крахмальные клеи (% вес.). Во всех составах вода — до 100%.
Крахмал.— 25;смола МФ — 3,6; Na3PO,—0,4.
Крахмал—34; NaOH—16.
Крахмал—12; СаС12 (безводный)—14; Na,B,07—0,12; формалин 37—40%-ный— 0,18.
4. Крахмал—8; NaOH—0,4; NaF—ОД; формалин 37—40%-ный—0,3; ZnCl2—2.
Аммония рицинолеат—0,2; диастаз — 0,02; крахмал—37; NaOH—0,2; NaHS03—0,2; Na2B407—4,6; HF—0,005.
Бензойная или салициловая кислота — 0,15;глицерин — 32;глюкоза —21;
крахмал— 15.
Крахмал —37; ZnCl2 (насыщенный раствор) — 63; крахмал — 9; фенол кристаллический — 0,4.
ТОКОПРОВОДЯЩИЕ КЛЕИ
Токопроводящие клеи—обладающие малым электрическим сопротивлением — находят широкое и разнообразное применение в производственной практике в тех случаях, когда от клеевого соединения требуется достаточная прочность без нарушения электропроводности соединения. Основной путь создания таких клеев — это введение электропроводного наполнителя (металлического порошка или пудры, сажи и т. п.) в клеевую основу (систему с полимерной смолой или другие связующие).
(% вес.). Полимерное связующее —
13; порошок серебра, модифицированный олеиновой кислотой, — 87—93. (Повышенная электропроводность).
(вес. ч.).
Серебро (порошок) — 600; графит — 60; нитроцеллюлоза — 40; ацетон или этил- ацетат — 300; олифа натуральная — 26.
То же, что № 2, но вместо нитроцеллюлозы и ацетона 30 г шеллака натурального в 310 г спирта этилового.
Закись-окись свинца — 700; графит (порошок) —150; жидкое стекло калиевое— 150.
Каолин измельченный—ПО; жидкое стекло — 480, графит (порошок) — 410.
Серебро (порошок) — 65—70; эпоксидная смола — 25—30; бутилглицидило- вый эфир — 2,5—3,5; ПЭПА—1,3—1,7.
Алкил-я-цианакрилат —100; мелкодисперсное серебро—300—360; фреои—170— —220. (Сниженная длительность отверждения).
КЛЕИ ДЛЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Клеи этой группы, хотя особо и не отличаются от большинства клеев общего применения, все же имеют определенную специфику. Учитывая особенности и масштабы их использования, они должны быть несложными по составу, относительно дешевыми, технологичными, применимыми к различным сочетаниям склеиваемых материалов.
Клен для крепления теплоизоляционных материалов к металлу (вес. ч.). 1. Асбест распушенный марки М 6-40 или М 6-30 — 7; ЖАФ— 35; идитол — 57,6; канифоль — 9,4; спирт гидролизный — 33.
ЖАФ—35; идитол — 57,6; канифоль— 9,4; спирт гидролизный — 33.
Асбест распушенный марки М 6-40 или М 6-30 — 6,5, ЖАФ — 25, нитроглиф- талевый клей № 1 — 100.
141
ЖАФ — 35; нитроглифталевый клей № 1 — 100.
Гипс медицинский (I или II сорта) — 55; ЖАФ — 35; смола ДФК-4 — 100; формалин технический марки ФМ (37%-ный раствор) — 14,5.
Латекс ДВХБ-70 марки А —100; портландцемент марки 400 и выше—140; стабилизатор К — 30.
Асбест распушенный марки М 6 40 или М 6-30 — 7; латекс ДВХБ-70 марки А— 100; портландцемент марки 400 и выше — 221; стабилизатор К-—29.
Вода — 75; портландцемент марки 400 и выше — 250; ПВАЭ—100.
Асбест распушенный марки М 6-40 или М 6-30—10; вода—75; портландцемент марки 400 и выше — 200; ПВАЭ —100.
Вода — 4; найрит Л-8П — 100; натрий кремнекислый — 3; ОП-7 или ОП-Ю — 5; портландцемент марки 400 и выше — ПО.
Асбест распушенный марки М 6-30 или М 6-40— 10; вода — 4; найрит Л-8П — 100; натрий кремнекислый — 3; ОП-7 или ОП-Ю — 5; портландцемент марки 400 и выше— 100.
КЛЕЕВЫЕ МАСТИКИ
Клеевые мастики—составы, обладающие способностью склеивать соединяемые материалы, но отличающиеся от клеев тем, что наряду с чисто адгезионными функциями выполняют в некоторой степени функции заполнителя и выравнивающей прослойки между соединяемыми поверхностями, имеющими грубую текстуру (например, бетон, керамические плитки, отделочные плнты и т. п.).
Кроме того, большие масштабы потребления клеевых мастик и характер их применения выдвигают на первый план требования дешевизны, доступности исходных компонентов, несложности приготовления на месте использования, технологичности, достаточной жизнеспособности и др. Одной из особенностей большинства составов мастик является повышенное содержание наполнителей и сравнительно невысокая прочность отвердевшего слоя.
Клеевые мастики для листовых и плиточных материалов (% вес.). 1. Казеино-эмульсионная. Казеиновый клей ОБ—18; олифа натуральная или «оксоль»—10; известняковая мука — 36; вода — 36. <2=1,5—2 кг/мг. Клей замачивают в воде (/= 35° С), перемешивают, выдерживают 30 мин, затем добавляют олифу тонкой струей и, перемешивая, небольшими порциями вводят известняковую муку.
Казеино-нзвестняковая. Казеиновый
клей ОБ—16; известь-пушонка — 4; известняковая мука — 40; вода —40<2=1,5—
кг/м2. В приготовленный клей высыпают известь-пушонку, предварительно смешанную с известняковой мукой.
Казеино-цементная Казеиновый клей ОБ—14; портландцемент марки 400 — 43; вода — 43. Q=I,5—2 кг/м2. Клей замачи
вают в воде (/ = 35° С), перемешивают и выдерживают 30 мин, затем добавляют портландцемент и перемешивают до образования пасты рабочей консистенции. Срок хранения — 4 ч.
Битумная горячая. А: битум IV — 80;
асбест VII сорта — 20. Б: битум IV — 70; асбест VII сорта — 10; трепел — 20. В: битум БН IV — 60; бензин Б70 — 25; портландцемент — 12; резиновый клей — 2—3. <2(А) = 1,8—2 кг/м2; Q (Б) =0,7—
8 кг/м2. Битум закладывают в котел на 2/з емкости, нагревают до t — 180° С и, перемешивая, вводят наполнитель (асбест чистый, смешанный с трепелом). После остывания смеси до 100° С добавляют бензин с растворенным в нем резиновым клеем. Перед употреблением подогревают до 60° С.
Битумная холодная. А; битум IV — 60—65; кубовые остатки СЖК — 5; асбест VII сорта — 15—17,5; каолин — 15—17; вода — 5—6 л на 100 кг сырья. Б; бнтум IV или V—55; сольвентнафт — 20; мел —25. <2 (А) =0,8—1 кг/м2; Q (Б) =0,8—I кг/м2.
Битумные и кубовые остатки СЖК загружают в смеситель и плавят 40—50 мин при /=120—130° С, затем вводят замоченные в воде наполнители и варят в течение 40—50 мин при /=90—100° С. Остывшую твердую массу перед употреблением разжижают бензином, скипидаром или уайт-спиритом до рабочей консистенции. (Состав огнеопасен.)
Битумная холодная типа «Субит». А: битум III — 79; толуол технический — 15; канифоль — 3; смола сосновая — 3. Б: бнтум III — 75,5; канифоль — 3; бензин автомобильный — 21,5. Q=1—1,5 кг/м2.
Битум закладывают в котел и нагревают до /=140° С, затем загружают в лопастную мешалку. При непрерывном перемешивании добавляют канифоль и сосновую смолу. Перемешивание продолжают и после добавления канифоли в течение 10— 15 мин. Когда смесь остынет до / = 100° С, в нее вливают растворители, добавляют толуол, при / = 80° С — бензин. Г отовую мастику с /=55° С сливают в тару (состав огнеопасен).
Битумно-резиновая холодная типа «Изол». Битум III — 46; резина — 7; бензин — 30; кумароновая смола — 3; канифоль — 3; рубрике — 3; антисептик (креозотовое масло) — 1; асбест VII- сорта — 7. Q=l,5—2 кг/м2.
Молотую резину девулканизируют в битуме или смоле в течение 40—60 мин при /=180° С. Полученную массу пропускают через вальцы с асбестом, растворяют в бензине и перемешивают до рабочей консистенции. Состав огнеопасен.
Битумно-резиновая типа РБ. Битум IV — 61; бензин Б70 — 25—26; резиновый клей № 4508—12—15; наполнитель (цемент, каолин, мел) — 12. <2=1,5—2 кг/м2.
Клей растворяют в бензине (I ; 10). Битум плавят при /=150—170° С до полного разжижения, затем при перемешивании вводят наполнитель. Когда битумная масса остынет до / = 90° С, ее выливают в оставшийся бензин, добавляют клей и перемеши
142
вают 30 мин. Загустевшую массу разбавляют в бензине. Состав огнеопасен.
Канифольная. Канифоль—17; спирт- денатурат— 11; олифа «оксоль»—7; известняковая мука — 65. Q=1—1,5 кг/мг.
Измельченную канифоль заливают спиртом и, перемешивая, подогревают в водяной бане. После полного растворения канифоли постепенно добавляют олифу, а затем известняковую муку. тХрн = 2 мес; загустевшую мастику растворяют денатуратом.
Кумароно-каучуковая. Кумароновая смола—19; хлоропреновый каучук (най- рит)—5; этилацетат — 25; бензин БР.1 — 10; дибутилфталат — 4; каолин — 37, Q — = 0,4—0,5 кг/м2.
Смолу, каучук и каолин смешивают, пропускают через горячие вальцы при <=120—130° С. Полученную массу загружают вместе с растворителями и пластификатором (этилацетат, бензин и дибутилфталат) в шаровую мельницу и перемалывают в течение 1—2 ч. тхр„ = 2 мес. Состав огнеопасен.
Лако-меловая. Л4асляный лак (№ 74, 75, 408) — 30—35; охра сухая — 3—5; сурик железный — 2—5; тонкосеяный мел — 60. Q = 1—1,2 кг/м2.
В тщательно смешанные мел, охру и сурик вливают лак и растирают до однородной смеси. тХрн=2—3 сут. Загустевшую массу разводят лаком.
Масляно-меловая на олифе «оксоль» Олифа «оксоль» — 36, мел молотый — 47; портландцемент марок 300—400 — 17. Q — 1—1,2 кг/м2.
В тщательно смешанные мел и цемент вливают олифу, перемешивают, а затем перетирают на краскотерке.
Дифенольная ДФК-7П. Смола ДФК-7П — 50—61; каолин — 24; литопон — 14; формалин— 1—2. Q = 1,5—2 кг/м2.
Все материалы загружают в смеситель и тщательно перемешивают в течение 1,5— 2 ч. Мастику разравнивают шпателем до получения слоя толщиной 0,8—1 мм. Через 2—3 мин после нанесения мастики на нее настилают плитки или линолеум, приглаживают стыки и края, выдерживают 6—8 ч. Во время работы мастика должна иметь /=10—20° С.
Битумно-силикатная. Глино-битумная паста—1; растворимое стекло с М не менее 2,8 и р=1,36 г/см3 — 0,75; мел — 2. Q=1—1,2 кг/м2.
В глино-битумную пасту добавляют растворимое стекло, затем при непрерывном перемешивании смеси постепенно вводят мел.
Казеинатная. Казеин кислотный—1; нашатырный спирт — 0,15; вода — 4; антисептик (NaF)—0,15. Q=1—1,5 кг/м2.
Казеин замачивают в 2 вес. ч. воды и выдерживают 4 ч до набухания при периодическом перемешивании, затем добавляют остальную воду с разведенным в ней антисептиком и нашатырным спиртом. Состав перемешивают 1,5 ч, добавляют мел с известью-пушонкой, предварительно, тщательно смешанные и просеянные.
Известково-битумная холодная. Битум III или IV—1; известковое тесто
влажностью 50%—0,8;вода — 0,5—0,6.
Q=1—1,5 кг/м2.
Битум разогревают до /=130° С и обезвоживают, затем доводят температуру до 180° С. Известковое тесто помещают в мешалку-эмульгатор, заливают горячей водой и перемешивают. Температура суспензии должна быть 50—60° С.
Полугорячая битумная. Битум IV —■ 80; асбест VII сорта — 5—10; соляровое масло или уайт-спирит, скипидар, керосин- 10—15. Q=I—1,5 кг/м2.
В эмульгатор при перемешивании тонкой струей заливают расплавленный битум, затем при /=160—180° С вводят асбест и перемешивают с битумом. Смеси дают остыть до /=70—80° и при тщательном перемешивании вводят растворитель. Состав огнеопасен.
Глино-битумная. Битум БН-IV — 1; глина жирная—I; вода—I. Q=I—1,5кг/м2.
Размельченную глину замачивают в воде, затем подогревают до /=90° С и добавляют доведенный до /=100° С битум и воду. Тхрн — 3 мес.
Карбинольная. Карбинольный сироп — I; перекись бензоила — 0,02; цемент М 300, 400— 10. Q=I—1,2 кг/м2.
Перекись бензоила высушивают, растирают в ступе (осторожно!!!) до пылевидного состояния и перемешивают с карби- нольным сиропом 20—25 мин. Смесь отстаивается I—2 ч, затем в нее добавляют цемент. Q=6—8 ч.
Битумная кислотостойкая. Битум БН-IV—I; наполнитель (молотые кислотостойкие горные породы или кислотоупорный цемент) — I; асбест VI или VII сорта — 0,1. Q= 1—1,5 кг/м2.
Расплавляют битум (/=180—200° С), затем добавляют тщательно перемешанные пылевидный и волокнистый наполнители в течение 4—5 ч.
Дегтевая кислотостойкая. Пек каменноугольный тугоплавкий — I; кислотостойкий наполнитель—1,3; асбест VI или VII сорта — 0,2; антраценовое масло—1— 0,2. Q=I—1,5 кг/м2.
Расплавляют пек (/=140° С), добавляют антраценовое масло и перемешивают, затем добавляют тщательно перемешанные пылевидный и волокнистый наполнители.
Фенолформальдегидная. Смола фенолформальдегидная— 25; контакт керосиновый КП—10; мел — 65. Q=0,8—1 кг/м2.
Смолу смешивают с керосиновым контактом, после 10—15 мин отстаивания добавляют мел. После перемешивания дают отстояться 10—15 мин. Q=2,5—4 ч.
Гипсоклеевая. Гипс строительный — I; известковый раствор — до рабочей густоты. Q=0,8—1,2 кг/м2.
В гипс вливают известково-клеевой раствор до получения необходимой густоты.
Гипсоопилочная. Гипс строительный— 3; опилки древесные—I; известково-клеевой раствор — до рабочей густоты. Q= = 0,8—1,2 кг/м2.
Перемешивают гипс с опилками, а затем в смесь вводят известково-клеевой раствор.
Сульфитно-гипсовая. Гипс строительный — до рабочей густоты; раствор
143
сульфитно.спиртовой барды — 1; вода — 2. С/=0,7—0,8 кг/м2.
Сульфитно-спиртовую барду разводят в горячей воде, затем добавляют гипс до консистенции, соответствующей погружению стандартного конуса на 12—13 см.
Казеино-цементно-песчаная. Клей казеиновый сухой—I; портландцемент 400 — 3; песок речной мелкозернистый—1; вода— 2,5. <2=0,7—0,9 кг/м2.
В лопастную мешалку наливают воду (/=15—20° С), затем казеиновый клей, продолжая перемешивать до 30 мин. В полученный состав добавляют смесь цемента с песком и перемешивают 40 мин. тж = 2 ч.
Кумароновая. Инден-кумароновая смола—14,3; сольвент — 8,6; дибутилфта- лат — 5,6; мука известняковая — 71,5. Q= =0,8—1 кг/м2.
В смеситель заливают сольвент и кладут мелкие куски инден-кумароновой смолы. Когда смола растворится, добавляют дибутилфталат. Полученную массу смешивают с известняковой мукой и загружают в шаровую мельницу для окончательного перемола.
Кумароно-кукерсольная. Кумароновая смола — 20; лак кукерсоль — 35; канифоль— 5; портландцемент 400 — 40. Q= =0,8—1 кг/м2.
Кумароновую смолу и кукерсоль расплавляют, добавляют лак «кукерсоль». После охлаждения массу смешивают с наполнителем.
Канифольно-бензино-фурфурольная (КБФ). Канифоль—17; уайт-спирит или бензин — 9,8; фурфурол — 2; ацетон — 0,9; олифа-оксоль — 6,8; доломитовая мука — 63—70. Q=0,8—1 кг/м2.
В смеситель с якорной мешалкой и водяной рубашкой для подогрева компонентов в процессе их перемешивания загружают уайт-спирит, фурфурол и ацетон.
В процессе перемешивания добавляют канифоль (температура в смесителе 50°С). Когда канифоль растворится, добавляют олифу, а затем доломитовую муку. т*Рн = = 3—4 мес.
Серноцементная. Сера — 4; портландцемент— 1; каменная мука — до рабочей густоты. Q = 0,6—0,8 кг/м2.
В расплавленную серу добавляют цемент, каменную муку и пигмент и все перемешивают, нагревая на медленном огне.
Битумоглиноасбестовая. Битум БН-IV—1; водная глиноасбестовая смесь— 4; формалин — 2% веса битума. Q = 0,6— 0,9 кг/м2.
Готовят водную глиноасбестовую смесь (I вес. ч. бентонитовой глины; 1,5 вес. ч. асбеста VII сорта от веса глины и асбеста, 150—200% воды и 5% казеината натрия). Асбест и глину смешивают с водой при / = 80—90° С, затем добавляют раствор казеината натрия. В водную смесь вводят подогретый до / = 150° С битум, а затем формалин.
Битумокаолиноасбестовая. Битум
БН-IV — 60—65; кубовые остатки СЖК кислот —5; асбест VII сорта — 15—17,5; каолин — 15— 17,5;вода — 5—6. Q = 1—
1 2 кг/м2.
Расплавленный битум и кубовые остатки загружают в обогреваемый смеситель при /=120—140° С. Затем добавляют предварительно замоченные в воде асбест и каолин при /=90—100° С. Перемешивая, варят 40г—50 мин.
Битумолатексно-кукерсольная БЛК. Битум БН-IV — 25; лак кукерсоль — 62; портландцемент — 4; асбест VI—VII сортов — 6; латекс — 3. Q =* 0,6—0,7 кг/м2.
Битум расплавляют в котле при /= = 160—180° С. Одновременно в смесителе приготовляют смесь лака кукерсоль и наполнителя (асбест и цемент), затем добавляют разогретый битум. Полученной массе дают остыть до /=25—30° С и вводят латекс.
Для фенолитовых плиток. Битум БН-IV— 10; наполнитель пылевидный (каолин, диабазовая или андезитовая мука)— 2—3; наполнитель волокнистый (асбест VI—VII сортов) —1,5. Q = 0,6—0,8 кг/м2.
Битум расплавляют при /=160—180° С, обезвоживают, а затем в него добавляют предварительно перемешанные между собой пылевидный и волокнистый наполнители.
Поливинилацетатная. Поливинилаце-
татная пластифицированная эмульсия — 1; пуццолановый или портландцемент М300— 500— 1—1,5;вода — 0,2—0,4.Q = 0,6—
7 кг/м2.
В растворомешалку вливают поливинил- ацетатную эмульсию и воду и перемешивают 2 мин. Затем добавляют цемент и перемешивают 3 мин. тж = 3—5 ч.
Битумокукерсольная. Битум БН-IV — 65; лак кукерсоль (нормальный)— 25; портландцемент—10; резиновый клей или латекс СКС-ЗОШР — 2—3. Q — 0,6—I кг/м2.
Расплавляют битум до /=180—190° С. После остывания до 140° С добавляют лак «кукерсоль». В охлажденный до 50° С раствор вводят резиновый клей или латекс, а также портландцемент. Применяется В ПОДОГреТОМ СОСТОЯНИИ ДО 60° С. Тхрн — до 6 мес.
Полимерцементная. Поливинилацетатная эмульсия — 54; цемент — 90; песок кварцевый — 225; хлористый кальций — 0,162; вода — 25. <2 = 0,7—0,9 кг/м2.
В поливинилацетатную эмульсию вводят хлористый кальций и воду, перемешивают и добавляют цемент и кварцевый песок.
Кумароно-найритовая КН-2. Кумароновая смола — 19; хлоропреновый каучук (найрит) — 5; каолин — 37. Q = 0,6— 0,7 кг/м2.
Модифицированная инден-кумароновая. Инден-кумароновая смола—15—17; полистирол — 3—4; сольвент каменноугольный технический или толуол—12—14; этил- ацетат — 6,7; пластификатор (дибутилфталат) — 3—4; наполнитель (известняковая мука)—54—61. <2=0,7—1 кг/м2.
Лаковая шпаклевочная ЛШ-1. Ал- кидный лак, пигменты и 'мел. р=1— 1,2 кг/м2. Заводского изготовления, разбавляется в уайт-спирите.
Холодная БНХ-4. Битум БН—2—8; зеленое масло — 2. р=1—1,2 кг/м2. В зеле-
144
ное масло вливают небольшой струей ней- тебитум, предварительно разогретый до легкоподвижного состояния.
Холодная БНХ-5. Битум БН-V—6; зеленое масло — 2; наполнитель (каменная мука, асбест) — 2. Q= I—1,2 кг/м2.
То же, что № 41, но после растворения битума вводят при непрерывном перемешивании просеянный наполнитель.
Казеино-силикатная. Казеин I сорта — 10; известь-пушонка — 2—3; жидкое стекло (р = 1,35—1,38) — 7; вода — 30—35. Q — 0,8—1,2 кг/м2.
Казеин замачивают в двойном (по весу) количестве воды и выдерживают в течение суток. После этого к набухшему казеину прибавляют известковое молоко, приготовленное из 1 ч. пушонки и 3 ч воды. Смесь перемешивают до 5 мин. Затем добавляют жидкое стекло и перемешивают.
Колоксилиновая. Колоксилиновая масса или отходы колоксилинового линолеума — 40; ацетон — 60. Q = 0,6—0,8 кг/м2. Приготовляют в герметически закрытой посуде, растворяя обрезки линолеума или ко- локсилиновую массу в ацетоне до получения однородного состава.
Масляно-меловая. Мел плавленый сухой—10; лак масляный — 4—4,5; умбра сухая—1,2—1,5; керосин—0,5. Q=1—1,2 кг/м.
Мел и умбру тщательно перемешивают, добавляют масляный лак и в смесь добавляют керосин.
Масляная. Краска густотертая —
5; мел молотый сухой — 2,5—3; олифа натуральная или оксоль — 2,5. Q = 1— 1,2 кг/м2. Составные части смешивают и перетирают в жерновой краскотерке.
Мастнки на жидком стекле. А — кварцевая мука — 46 кг; кварцевый песок — 47 кг; кремнефтористый натрий — 7 кг; жидкое стекло (модуль — 2,65; р= 1,49) —37/39 кг. Б—базальт плавленый или кварцевая мука — 100 кг; кремнефтористый натрий — 5 кг; жидкое стекло (М = 2,6; р= 1,45) —39 кг. Б — базальт плавленый — 80 кг; базальт-сырец — 20 кг; кремнефтористый натрий — 5 кг; жидкое стекло (М = = 2,60; р= 1,25) —36 кг. Г —КВП—100 кг; кремнефторпстый натрий — 6 кг; жидкое стекло (М=2,60; р= 1,48)—39 кг. Q= =0,8—1,2 кг/м2.
Наполнитель и заполнитель в виде тонкомолотых порошков смешивают с кремне- фторнстым натрием до получения однородной смеси и затворяют жидким стеклом с температурой не ниже 15° С. Подвижность раствора должна соответствовать 3—3,5 см погружения стандартного конуса. Начало схватывания раствора — через 25—30 мин, поэтому его нужно приготовлять в таком количестве, которое можно израсходовать за этот промежуток времени.
Теплостойкая мастика. Бензолсуль- фокислота — 10—16; растворитель— 18—22; минеральный наполнитель—10—15; битум— до 100.
Водостойкая мастика для полов. Мочевиноформальдегидная смола — 46,5— 50; фосфогипс (содержащий 0,6—I % фосфорной кислоты) — 50—63,5. (Повышенная прочность и водостойкость.)
Таблица 10.9
НАЗНАЧЕНИЕ КЛЕЕВЫХ МАСТИКДЛЯ ПРИКЛЕЙКИ К БЕТОНУ
Наклеиваемые материалы или изделия № составов
Глифта левый 1, 2, 3, 5, 6, 7, 9, 13, 37, 40,
а 43, 46
Колоксилиновый ........ 44
На тканевой основе 1 11, 37
о Пергаментный 4, 17
к Поливинилхлоридный .... 1, 4, 5, 6, 7,
9, 10, 13, 35, 37, 38, 40, 45, 46
Полиэфирный 6, 7, 40, 43
Плиты древесноволокнистые 22, 23, 24, 25
6, 7, 8, 10
Асбестосмоляные Асбестоцементные 26
Битумные .......... 4, 5, 31, 32, 33
Древесноволокнистые .... 5, 6, 7, 8, 9,
Керамические 14, 15, 20, 21, 26, 35, 41, 47
Кумароновые . 5. 10, 13, 31,
32, 33
к Кумароно-поливинилхлорид- 10
f- иые ....о.. к Поливинилхлоридные .... 6, 7, 8, 10, 13,
с 33, 36, 38, 39
Полистирольные 14, 16, 28, 29, 39
Резиновые . - 6, 7, 8, 10
Стеклянные 18, 19
Фарфоровые .... 35
Феиолитовые . 5, 13, 34
Релин
Заделка трещин, пор и мелких раковии в облииовоч- 6, 7, 8, 10, 38, 44
ных плитках 30
Мастика для кровельных покрытий. Битум — 65—70; лак «кукерсоль»—10—12; 25%-ный раствор мастики УМС-50 в бензине— 8—10; асбест — 5—7; андезитовая мука — 2—8. (Повышенная адгезия к основанию.)
Клеящая мастика. Дивинил (метил- стнрольный латекс) — 60—70; загуститель—
10; каучук — 0,5—15; органический растворитель — 10—25; наполнитель — до 100. (Повышенные эксплуатационные свойства.)
Клеящая мастика для приклеивания стройматериалов. Бутадиен-нитрильный каучук — 2—4; полихлоропреновый каучук —
6; инден-кумароновая смола—10—12; наполнитель — 34—36; растворитель — 42— 50. (Повышенная прочность приклеивания.)
СОСТАВЫ, НАНОСИМЫЕ НА ЛИПКИЕ ЛЕНТЫ
Липкая лента применяется для склеивания пленок (полиэтилентсрефталатной, целлофановой), магнитной ленты, для упаковки и наклеивания этикеток и т. п. Основой ленты служат целлофан, бумага, терилен, полиэтилен и другие материалы, на которые наносится слой липкого состава, обладающий высокой адгезией к основе.
Рецепты липких составов, применяемых для этой цели, весьма разнообразны Приводим некоторые из них:
145
1. Для поливинилхлоридных пленок
(вес. ч.): А Б
Смола ПСХ-С 100 20
Дибутилфталат (ДБФ) — 27
Диоктилфталат (ДИОФ) — 18
Канифоль
Сополимер стирола и нитрила — 6
акриловой кислоты 10—25 3,5
Полиизобутилен низкой Мм 30—50 8
Фенолформальдегидная смола 5—10 1,5
Толуол - - 20
(Основной состав А — без растворите-
лей и пластификаторов, Б — с введением
растворителей и пластификаторов).
Для лент на различных подложках(% вес.). Поливинил-к-бутиловый эфир(Мм 1000—200 000) — 5—50; поливинил-к-бутиловый эфир (Мм 200 000—2 000 000) —25—5; эфир канифоли — 5—10; бензин —60—25; толуол — 5—10. Состав обладаетповышенной адгезией и свободен от хладо-текучести.
Для лент на целлофановой основе
(вес. ч.). Сополимер бутилакрилата с ви-нилацетатом -— 40—65; фенолформальдегид-ная маслорастворимаясмола — 20—40;
КМС—10—20; ДБФ—1—10. (Состав на-носится без подслоя и антиадгезионногослоя. Клеевую композицию для нанесениярастворяют в этилацетате.)
Для лент с высокой липкостью принормальной и повышенной (100° С) темпе-ратуре (вес. ч.). Найрит А или Б—100;альтакс—2; ДФГУ—1; окись магния —12; окись цинка — 5; канифоль—10; смола№ 101 — 100; смола ПСХ-С—18; двуокиськремния—10; хлорпарафин — 35; раствори-тель (смесь этилацетата и бензина 2:1) —348—534.
Для этикеток с постоянным липкимслоем (вес. ч.):
2,5%-ный раствор полиизобутилена П-200 в бензине „га А Б
лоша"
20%-иый раствор полиизобутилена П-20 в бензине „га 80 лоша" 500 500
Полиэтиленполиамин ПЭПА 15%-ный раствор фенил-а-наф- 3 —
тиламина в бензоле — 10
Для рулонных декоративно-отделочных материалов (павинола и т. п.) (вес. ч.). Полиизобутилен П-20— 100; полиизобутилен П-200— 10—20; хлоркаучук — 100—250; смола 101 или 101М— 100—250; окись магния— 20—50; растворитель (40—50% этнл- ацетата, 40—50% бензина, 0—10°/о толуола) — 150—250.
Атактический полипропилен —• 8,0— 17,0; полинзобутилен (Мм 30 000—61 000)—
24,0; растворитель — до 100%.
Клеи, образующие липкую пленку на полимерных руло