2.3. Выбор процесса для производства стержней

Выбор процесса для конкретных производственных условий следует начинать с анализа следующих факторов:

- технологического – включает основные свойства смесей: прочность, текучесть, живучесть, выбиваемость, вероятность образования дефектов;

- экономического – включает стоимость смесей и стержней, брак стержней и отливок, возможность экономии металла за счет повышения точности, снижения толщи­ны стенок отливок, стоимости и стойкости оснастки и т. д.;

- экологического – включает объем газовыделений в «холодной» стадии процесса и при заливке, охлаждении и выбивке, возможность и стоимость захоронения отходов, утилизации кубового остатка в нейтрализаторах и т. д.

Применительно к производству отливок для дизельных и бензиновых двигате­лей, вентилируемых дисков, рабочих и направляющих колес гидронасосов, корпусов, картеров и т.п. процесс «Cold-Box-Amin» для изготовления стержней предпочтитель­ней по следующим соображениям:

- процесс применяется в промышленных масштабах более 20 лет. Детально изу­чен, сделан ряд важных технологических усовершенствований, практически все проекты реконструкции действующих литейных цехов и вновь вводимые мощности основаны на применении именно этого процесса;

- в последние годы разработано более 10 модификаций связующих композиций, предназначенных для различных условий производства с учетом вида сплава и конструкции отливок, требований по качеству, специфики отдельных про­изводств; из известных «холодных» процессов он является самым экономич­ным. По всему комплексу технологических свойств процесс не уступает кон­курирующим вариантам и хорошо зарекомендовал себя при производстве отливок из стали, чугуна и цветных сплавов;

- качество получаемых отливок соответствует высоким требованиям автомо­бильной и тракторной промышленности и требованиям международной сер­тификации литейных производств и отливок;

- в процессе не используют компоненты, вызывающие коррозию оборудова­ния. В связи с этим стоимость его ниже, чем при работе с SO₂;

- по экологическим параметрам процесс соответствует принятым нормам и санитарно-гигиеническим правилам при соблюдении правил эксплуатации и вентиляции производственных помещений.

Важным является выбор технологии с точки зрения ожидаемого влияния ее на качество отливок.

Выбиваемость. В связи с хорошей выбиваемостью смесей с эпокси-акрилатным связующим они зарекомендовали себя при производстве алюминиевых отливок. Для аминового процесса усовершенствованы связующие композиции, в ре­зультате чего снижена остаточная прочность. В настоящее время выпускают его специальные модификации, предназначенные для производства отливок из алюминиевых сплавов. В этом случае при использовании стержней для кокильных отливок (головки блока, кол­лекторы и т.д.) обеспечивается хорошая выбиваемость и, одновременно, высокая теpмостабильность смесей в области температур нагретого кокиля – 300...320 °С; что ис­ключает «горячую» деформацию стержня. При эпоксидном процессе деформация стержня в горячем кокиле вероятнее, и его применение требует предварительных испы­таний в производственных условиях.

Сравнить процессы с отверждением газообразными катализаторами по экологи­ческим показателям можно только условно, поскольку в производстве действуют спе­цифические факторы, такие как устройство вентиляционной системы, условия прогрева стержней и формы, составы стержневой и формовочной смесей. Для условной оценки используют лабораторные данные о газовыделениях по фиксированной для данных ис­пытаний методике или по результатам анализа воздушной среды в промышленных условиях также с указанием условий замеров.

Общее преимущество «холодных» процессов перед «горячими» – отсутствие вы­делений в окружающую среду токсичных компонентов – фенола, формальдегида, мета­нола (на стадии изготовления стержней). Объектом периодического контроля является только наличие в воздухе триэтиламина – в зонах, окружающих стержневую машину и первичного хранения стержней. Последняя обычно оборудуется вытяжной вентиляци­ей. Что касается стержневых машин, то при правильной конструкции оснастки проблем с превышением ПДК по амину не возникает.

Валовые газовыделения как при изготовлении стержней, так и при заливке, ох­лаждении и выбивке отливок при «холодных» процессах в 1,5…1,7 раза ниже, чем при «горячих», в связи с меньшим общим содержанием связующей композиции.

На «холодной» стадии процесса изготовления наиболее безопасны процессы с продувкой метилформиатом, диметоксиметаном и СО₂. Однако, с учетом всего комплекса технологических параметров и стоимости, область их применения ограничена. Объем газовыделений при заливке и охлаждении форм при «холодных» процессах существенно ниже, чем при «горячих». Таким образом, при переходе от «горячих» ящиков к любому из «холодных» процессов рас­ходы, связанные с вентиляцией, газоочисткой, санкциями органов экологического кон­троля, существенно снижаются.