1.3. Связующие

Жидкое стекло - водный раствор силикатов натрия или калия переменного состава Na₂О CaO₂ 2Н₂0, неорганическое, химически твердеющее связующее, подразделяется на три марки: А(модуль 2.3 1-2.6). Б(модуль 2.61-3.0), В(модуль 3.01-3.5).

Рисунок 6. Структура жидкой самотвердеющей смеси:
1- шлак; 2 - воздух; 3 -связующее; 4 – молекулы ПАВ;
5 -зерна песка

Жидкое стекло получают сплавлением при температуре 1400-1500°С кварцевого песка и соды с последующим растворением полученного продукта в воде в автоклавах под давлением острого пара до плотности конечного продукта 1460-1500 кг/м³. Содовое стекло почти прозрачно или имеет желтовато-зеленоватый цвет, применяется для изготовления форм и стерж­ней из пластичных и жидких самотвердеющих смесей, в которые вводят 4-7% жидкого стекла.

Масляные связующие. К растительным маслам относятся: льняное, конопляное, подсолнечное, хлопковое и олифа. Олифа, растительное масло с добавкой катализатора, ускоряющего сушку. Применяют эти связующие для очень сложных и ответственных тонкостенных стержней в исключительных случаях. Распад свя­зующих в смеси 1-2%, температура сушки 200-220°С, время сушки 45-90 мин, прочность сырых стержней 0.004-0.006 МПа, сухих -0,7-1,2 МПа.

Связующие КО, УСК, П - полноценные заменители растительных масел. КО получают из кубовых остатков производства жирных кислот Волгодонского химкомбината, растворенных в уайт-спирите (особо чистый керосин) в соотношении 1:1. УСК получают из кубовых остатков сернистой поволжской нефти, растворенных в бензине в соотношении 1:1.

Связующие КО и УСК по внешнему виду и свойствам близки- маслянистая жидкость темно-коричневого цвета плотностью 840-870 кг/м³, в стержневые смеси вводят 2.5-3.5%, температура сушки 240-300°С, время сушки 45-90 мин, прочность сырых стержней 0.004-0.006 МПа, сухих - 1,2-1,7 МПа.

Связующее П получают растворением окисленного бакинского петролатума (остаточный продукт нефтепереработки) в уайт-спирите в соотношении 1:1 в стержневые смеси вводят 3-5%, температура сушки 220-250°С, время сушки 60-120 мин, прочность сырых стержней 0,012-0,016 МПа, сухих - 0,5-0,9 МПа.

Из группы органических водных связующих широко применяется сульфитно-спиртовая барда (ССБ), реже используется декстрин, патока/ пектиновый клей. Основу ССБ составляют кальциевые соли лигносульфоновых кислот, получаемые как побочный продукт при производстве бумаги обработкой древесины раствором серной кислоты.

Сульфитную барду используют в основном как связующее для стержневых смесей, вводят 2-4%, температура сушки 160-180°С, длительность сушки 60-120 мин, прочность сырых стержней достаточно высокая - 0,02-0,35 МПа, сухих - низкая - 0,15-0,20 МПа. Поэтому сульфитная барда часто применяется вместе с маслянистыми связующими КО, УСК и др.

Декстрин - продукт обработки крахмала раствором кислоты при небольшом подогреве. Молекулы крахмала уменьшаются, он становится растворим в воде (при 18°С не менее 60%). Декстрин чаще используется в составе клеев для стержней.

Патока - жидкие отходы свеклосахарного производства.

Пектиновый клей - продукт переработки жома плодов и овощей в присутствии разбавленных кислот с последующей фильтрацией и выпариванием.

Эти   связующие   используются   для   стержневых   смесей, вводят 1-2%, сушка при 150-180°С в течение 45-90 мин обеспечивает прочность сырых стержней 0,015-0,03 МПа, сухих 0,3-0,5 МПа. Стержни обладают хорошей податливостью, выбиваемостью. Недостаток - гигроскопичны.