Фурановые смолы применяются в технологии ХТС — холоднотвердеющих смесей для изготовления литейных форм и стержней. Связующее смешивается с кварцевым или другим подходящим формовочным песком, после чего смесь твердеет под действием кислотного отвердителя.
Фурановый процесс позволяет получать формы и стержни с высокой прочностью без термической сушки. Технология широко используется при производстве отливок из чугуна, стали и цветных сплавов, особенно при изготовлении крупных и ответственных отливок.
Подбираем фурановые смолы и отвердители под конкретную технологию ХТС, вид металла, песок, долю регенерата, требуемую прочность и время живучести смеси.Что такое фурановые смолыФурановые смолы — это термореактивные связующие на основе соединений фуранового ряда. В литейном производстве наиболее важную роль играют системы на основе фурфурилового спирта и продуктов его переработки, применяемые совместно с кислотными катализаторами.
После смешивания смолы с формовочным песком и отвердителем начинается химическое отверждение. В результате формируется прочная связующая структура, удерживающая зерна песка.
В зависимости от состава применяются:фурановые смолы;
карбамидо-фурановые смолы;
феноло-фурановые смолы;
модифицированные фурановые связующие;
кислотные отвердители для регулирования скорости отверждения.
Состав конкретной смолы определяет её реакционную способность, конечную прочность, газообразование, экологические характеристики и совместимость с используемым песком и регенератом.
Фурановые смолы для ХТСФурановый процесс относится к наиболее распространённым вариантам технологии ХТС.
Основные компоненты системы:
Песок + фурановая смола + кислотный отвердитель
После приготовления смеси её укладывают в модельную оснастку и формируют стержень или форму. Отверждение происходит при нормальной температуре за счёт химической реакции между компонентами.
В отличие от процессов, требующих тепловой сушки, фурановая ХТС позволяет изготавливать крупные формы и стержни непосредственно в цехе.
Основные преимущества фуранового процесса
получение прочных стержней и форм;
отсутствие необходимости в термической сушке;
возможность изготовления крупных стержней;
хорошая технологическая гибкость;
возможность регулировать скорость отверждения;
применение при производстве чугунных и стальных отливок;
возможность использования регенерированного песка;
автоматизация дозирования компонентов;
возможность адаптации рецептуры под конкретную технологию.
При этом реальные характеристики зависят от конкретной смолы, отвердителя, песка, температуры, влажности, оборудования и режима приготовления смеси.
Где применяются фурановые смолыФурановые связующие используются для изготовления:
литейных стержней;
песчаных форм;
крупных стержней сложной конфигурации;
форм для чугунных отливок;
форм и стержней для стального литья;
форм для цветных сплавов;
единичных и мелкосерийных отливок;
крупных промышленных отливок.
Особенно востребован фурановый процесс там, где необходимо получить высокую прочность стержня и при этом сохранить технологическую гибкость производства.
Фурановые смолы для чугунаПри производстве чугунных отливок фурановые связующие используются для изготовления форм и стержней, в том числе при получении крупных и сложных деталей.
При подборе необходимо учитывать:
марку чугуна;
массу отливки;
толщину стенок;
температуру заливки;
требуемую прочность стержня;
газотворность системы;
содержание регенерата;
требования к выбиваемости;
особенности регенерации песка.
Для тяжёлого чугунного литья могут применяться высокопрочные фурановые системы с соответствующим режимом отверждения.
Фурановые смолы для сталиПри стальном литье требования к связующему особенно высокие из-за температуры заливки и тепловой нагрузки на форму.
При подборе фурановой системы учитываются:
температура заливки;
масса отливки;
продолжительность контакта металла с формой;
прочность стержня;
газообразование;
выбиваемость;
содержание органических компонентов;
возможность регенерации песка.
Для ответственных стальных отливок рецептура должна подбираться не только по паспортной прочности смолы, но и по фактическому поведению всей системы смола + отвердитель + песок.
Виды фурановых смолФурановые смолыОснову таких связующих составляют компоненты фуранового ряда, прежде всего производные фурфурилового спирта.
Они применяются в ХТС для получения прочных форм и стержней и могут отличаться:
содержанием фурфурилового компонента;
реакционной способностью;
содержанием свободного формальдегида;
содержанием азота;
требуемым количеством отвердителя;
скоростью набора прочности;
газообразованием.
Карбамидо-фурановые смолы
В состав карбамидо-фурановых связующих входят карбамидные компоненты.
Такие системы могут применяться в литейном производстве в зависимости от требований к стоимости, прочности, газообразованию и экологическим характеристикам.
Пример отечественного продукта этого класса — карбамидофурановая смола КФ-90.
Феноло-фурановые смолыФеноло-фурановые связующие представляют собой модифицированные системы, в которых используются компоненты фенольного и фуранового ряда.
Они применяются там, где необходимы определённые сочетания:
прочности;
реакционной способности;
термостойкости;
скорости отверждения;
технологических характеристик смеси.
Выбор конкретного типа зависит от технологии предприятия и требований к отливке.
Фурановая смола и отвердительФурановая система работает не только за счёт самой смолы. Кислотный отвердитель является вторым ключевым компонентом технологии.
Изменяя тип и количество отвердителя, можно регулировать скорость реакции и время, в течение которого приготовленная смесь остаётся пригодной для формования.
Условно отвердители можно разделить на:
медленные;
средние;
быстрые;
очень быстрые.
Это позволяет адаптировать ХТС под производительность смесителя, размеры стержня, температуру в цехе и требуемое время обработки смеси.
Живучесть смеси и время отвержденияПри выборе системы необходимо разделять два параметра:
Живучесть смеси — время, в течение которого приготовленная смесь сохраняет необходимую технологическую текучесть и пригодность для формования.
Время отверждения — период, необходимый для получения требуемой степени прочности.
Увеличение скорости действия отвердителя сокращает время отверждения, но одновременно может уменьшать технологическое время работы со смесью.
Поэтому нельзя выбирать отвердитель только по принципу «чем быстрее, тем лучше».
Для автоматизированного производства обычно требуется более точное согласование скорости реакции с производительностью оборудования.
Фурановые смолы и регенерированный песокОдно из важных преимуществ ХТС — возможность повторного использования песка после регенерации.
При механической регенерации удаляется значительная часть остатков связующего, однако полностью избавиться от органических остатков таким способом удаётся не всегда.
При накоплении органических остатков характеристики смеси могут постепенно изменяться.
Для контроля состояния регенерата могут использоваться:
содержание остаточного связующего;
потери при прокаливании (ППП / LOI);
гранулометрический состав;
газопроницаемость;
прочность;
кислотность;
другие показатели, используемые лабораторией предприятия.
При необходимости применяются также более глубокие методы регенерации, включая термическую.
Фурановые смолы и дефекты отливокНеправильно подобранная или неправильно дозированная связующая система может влиять на качество отливок.
При анализе дефектов необходимо рассматривать не только марку смолы, но всю технологическую систему.
Возможные проблемы могут быть связаны с:повышенным газообразованием;
неправильным соотношением смолы и отвердителя;
слишком высокой скоростью отверждения;
недостаточной прочностью;
избытком связующего;
качеством песка;
состоянием регенерата;
влажностью;
неправильным перемешиванием;
нарушением времени живучести;
условиями хранения компонентов.
Поэтому замена одной смолы на другую должна рассматриваться как технологический подбор, а не простая замена товара по названию.
Фурановые смолы и отвердители — примеры материаловНиже приведены конкретные материалы, используемые в системах фуранового процесса.
Фурановые смолы
ECOFUR 3000 EXTRA
CESAFUR 2156
Кислотные отвердители для ECOFUR 3000 EXTRA
INDURITORE EL 80
INDURITORE EL 100
INDURITORE EL 200
Отвердители для фурановых и феноло-фурановых смол
INDURITORE 165
INDURITORE 170
INDURITORE 175
Перед внедрением материала необходимо учитывать рекомендации производителя и провести технологические испытания на используемом песке.
Как подобрать фурановую смолу
Выбор смолы следует начинать не с цены за килограмм, а с анализа существующей технологии.
Для подбора желательно определить:
1. Какой металл заливается
Чугун, сталь и цветные сплавы предъявляют разные требования к связующему.
2. Какой используется песок
Важны:
тип песка;
зерновой состав;
качество;
влажность;
содержание регенерата.
3. Какой процент регенерата используется
При высокой доле регенерированного песка необходимо учитывать накопление продуктов предыдущих циклов.
4. Какая требуется скорость отверждения
Отвердитель подбирается с учётом:
времени приготовления;
производительности смесителя;
размеров стержня;
времени формования;
температуры окружающей среды.
5. Какие требования предъявляются к отливке
Учитываются:
прочность;
точность;
поверхность;
выбиваемость;
газовые дефекты;
склонность к пригарам;
просечки;
трещины и другие дефекты.
Аналоги импортных фурановых смол
На российском рынке используются как отечественные, так и импортные связующие.
При подборе аналога может потребоваться замена:
фурановой смолы;
карбамидо-фурановой смолы;
феноло-фурановой смолы;
кислотного отвердителя;
всей системы ХТС.
Среди производителей и поставщиков литейных связующих, имеющих решения для фуранового процесса, представлены российские и зарубежные компании.
В частности, на рынке встречаются системы Vesuvius / Foseco, включая фурановые линейки ESHANOL и FUROTEC, а также решения других международных производителей литейных связующих.
При этом совпадение назначения или класса материала ещё не означает прямой взаимозаменяемости.
Замена импортной фурановой смолы на российский аналог
Импортозамещение фурановой смолы необходимо проводить с учётом всей рецептуры ХТС.
Недостаточно сравнить только:
цену за килограмм;
содержание фурфурилового спирта;
паспортную прочность.
Необходимо проверить работу системы на реальном производстве.
При подборе аналога сравниваются:
расход смолы;
расход и тип отвердителя;
живучесть смеси;
скорость набора прочности;
конечная прочность;
газообразование;
выбиваемость;
работа с регенератом;
качество поверхности отливки;
появление дефектов;
фактическая стоимость смеси.
Иногда более дорогая смола оказывается выгоднее дешёвого аналога за счёт меньшего расхода или лучшей работы с регенератом.
Отечественные фурановые смолы
На российском рынке выпускаются различные литейные связующие для технологии ХТС.
В частности, отечественные производители предлагают:
фурановые системы;
карбамидо-фурановые связующие;
фенольные связующие;
связующие для других процессов ХТС;
кислотные отвердители.
При выборе российского материала необходимо смотреть не только на название марки, но и на фактический состав, рекомендуемый расход, тип отвердителя и область применения.
Например, КФ-90 относится к карбамидофурановым литейным смолам.
Импортные производители фурановых связующих
Для подбора аналогов и импортозамещения могут рассматриваться решения таких производителей и групп, как:
Vesuvius / Foseco;
ASK Chemicals;
Hüttenes-Albertus;
другие специализированные производители литейных связующих.
При подборе конкретного аналога необходимо сопоставлять именно марку смолы и соответствующий отвердитель, а не только производителя.
Купить фурановую смолу для литейного производства
Мы подбираем фурановые смолы и отвердители для ХТС под конкретную технологию литейного производства.
Поможем подобрать материал для:
чугуна;
стали;
цветных сплавов;
крупных стержней;
форм ХТС;
работы с регенерированным песком;
замены импортной смолы;
снижения расхода связующего;
устранения технологических проблем.
Для подбора желательно предоставить:
марку используемой смолы → отвердитель → расход на тонну песка → тип песка → долю регенерата → металл → основные проблемы или дефекты.
По этим данным можно подобрать несколько вариантов для сравнения и определить, какой материал целесообразно испытать на производстве.
Подбор аналога фурановой смолы
Если на вашем производстве используется импортная фурановая смола и требуется аналог или импортозамещение, можно провести сравнительный подбор по действующей рецептуре.
Возможна проверка:
существующей рецептуры;
марки смолы;
используемого отвердителя;
фактического расхода;
характеристик песка;
содержания регенерата;
требований к прочности;
времени живучести;
качества получаемых отливок.
После этого выбирается материал для пробных испытаний.
Частые вопросы
Какая фурановая смола лучше для чугуна?
Одной универсальной марки нет. Выбор зависит от массы отливки, температуры заливки, типа песка, содержания регенерата и требований к стержню. Для тяжёлого литья особое значение имеют прочность, газообразование и выбиваемость.
Какая фурановая смола лучше для стали?
Для стального литья необходимо учитывать повышенную тепловую нагрузку. Смола выбирается вместе с соответствующим отвердителем и проверяется в условиях конкретного производства.
Можно ли заменить импортную фурановую смолу российской?
Да, но замену следует проводить как технологическое испытание. Необходимо сравнивать не только цену материала, но и расход, отвердитель, прочность, газообразование, выбиваемость и качество отливок.
Можно ли использовать фурановую смолу с регенерированным песком?
Да, технология ХТС предусматривает использование регенерированного песка. Однако его состояние и накопление остатков связующего необходимо контролировать.
Какой отвердитель выбрать?
Отвердитель выбирается по требуемой скорости отверждения и времени живучести смеси. Быстрый отвердитель не всегда является оптимальным решением.
Можно ли подобрать аналог по названию импортной смолы?
Да. Для предварительного подбора достаточно сообщить марку используемой смолы и отвердителя. Для окончательного выбора желательно знать рецептуру ХТС и характеристики песка.
