Подбираем фильтры формовочные смеси, клей, смолы, связующие, отвердители, вспомогательные материалы для литейщиков и организуем поставку под параметры конкретного литейного производства.Помогаем подобрать систему для изготовления стержней и форм с учетом сплава, конструкции стержня, производительности оборудования, температуры, требуемой прочности и особенностей выбивки.Рассматриваем отечественные и импортные материалы, а также аналоги применяемых связующих с последующим техническим подбором и испытанием.
Resol-CO₂ — газоотверждаемая технология изготовления литейных стержней и форм на основе щелочной резольной фенолоформальдегидной смолы. Отверждение песчано-смоляной смеси происходит при продувке углекислым газом (CO₂).
Технология была разработана как альтернатива жидкостекольному CO₂-процессу и получила применение для изготовления стержней и форм в литейном производстве. Современные системы Resol-CO₂ предлагаются, в частности, под торговыми марками Carbophen и SQJ610.
Что такое Resol-CO₂
В основе технологии находится резольная фенолоформальдегидная смола, приготовленная на щелочной основе.
В отличие от классической жидкостекольной CO₂-смеси, где связующим является жидкое стекло, в Резол СО2 используется органическое фенольное связующее.
Типовая система включает:
кварцевый или другой подходящий формовочный песок;
резольную фенолоформальдегидную смолу;
CO₂ для отверждения;
при необходимости — специальные технологические добавки.
SQ описывает SQJ610 как щелочную фенолоформальдегидную смолу для песчаных смесей, отверждаемых продувкой CO₂.
Как работает Resol-CO₂
Технологический цикл можно представить следующим образом:
песок → дозирование смолы → перемешивание → заполнение стержневого ящика → уплотнение → продувка CO₂ → отверждение → продувка воздухом → извлечение стержня.
При прохождении CO₂ через смесь изменяются химические условия в связующем, что приводит к его отверждению.
Для резольных CO₂-систем характерна зависимость процесса от параметров газирования: количества CO₂, времени продувки, расхода газа, проницаемости стержня и состава связующего.
В патентной литературе механизм описывается через снижение щелочности связующего под действием CO₂ и последующее взаимодействие компонентов резольной системы с образованием отверждённой структуры.
Состав смеси Resol-CO₂
Основой стержневой смеси обычно является кварцевый песок.
К нему добавляется резольное связующее в технологически установленной дозировке.
В качестве примера исторически описанных промышленных систем в литературе приводится расход порядка 2,5–3,0 мас. ч. смолы на 100 мас. ч. кварцевого песка. Это значение нельзя считать универсальной рецептурой: фактическая дозировка зависит от конкретной смолы, песка, оборудования и требований к стержню.
Поэтому при замене материала необходимо использовать рекомендации производителя конкретного связующего, а затем подтверждать режим производственными испытаниями.
Резольная фенолоформальдегидная смола
Резольная смола представляет собой щелочную фенолоформальдегидную систему.
Для литейного применения важны:
вязкость;
плотность;
содержание свободного фенола;
содержание свободного формальдегида;
щелочность;
содержание азота;
содержание серы;
содержание фосфора;
срок хранения;
совместимость с используемым песком;
скорость отверждения при CO₂-продувке.
Для некоторых современных Resol-CO₂ систем производители отдельно указывают отсутствие или очень низкое содержание азота, серы и фосфора. Например, SQ указывает для SQJ610 отсутствие азота, серы и фосфора как одну из особенностей материала.
Resol-CO₂ и жидкостекольный CO₂-процесс
Обе технологии используют CO₂ для отверждения, однако связующие принципиально различаются.
Параметр Resol-CO₂ Жидкостекольный CO₂
Основное связующее Резольная фенолоформальдегидная смола Жидкое стекло
Отвердитель CO₂ CO₂
Тип системы Органическое/гибридное связующее Неорганическое
Газирование Да Да
Основное применение Формы и стержни Формы и стержни
Возможность автоматизации Зависит от оборудования и системы Зависит от оборудования
Выбиваемость Зависит от конкретной системы Зависит от состава и режима
Газообразование Зависит от связующего Обычно ниже органических систем
Современные резольные CO₂-системы позиционируются как альтернатива водостекольному CO₂-процессу.
Resol-CO₂ и Beta-Set
Resol-CO₂ и Beta-Set относятся к газоотверждаемым технологиям, однако используют разные механизмы отверждения.
Resol-CO₂ использует CO₂ и резольное фенольное связующее.
Beta-Set относится к MF Cold-Box, где для отверждения применяется метилформиат.
Поэтому эти процессы нельзя считать одинаковыми только на основании сходства конечного назначения. Производители фенольных связующих рассматривают Resol-CO₂ и Beta-Set как отдельные газоотверждаемые системы.
Применение Resol-CO₂
Резольные CO₂-системы применяются для изготовления стержней и форм для различных сплавов.
В актуальном описании Carbophen указано применение стержней, изготовленных по Resol-CO₂, для:
стали;
серого чугуна;
алюминиевых сплавов.
Также технология рассматривается для серийного, среднего и тяжёлого литья.
Resol-CO₂ для стального литья
Для стали особенно важны:
термостойкость стержня;
газообразование;
склонность к образованию дефектов поверхности;
прочность;
стабильность размеров;
выбиваемость;
содержание элементов, способных влиять на качество отливки.
Одним из преимуществ современных резольных CO₂-систем может быть низкое содержание азота, серы и фосфора в связующем.
Некоторые производители также указывают отсутствие образования блестящего углерода и снижение склонности к отдельным поверхностным дефектам. Такие характеристики необходимо рассматривать применительно к конкретной марке связующего, а не переносить автоматически на весь класс Resol-CO₂.
Resol-CO₂ для чугуна
Для серого и высокопрочного чугуна при выборе связующего учитываются:
прочность стержня;
газопроницаемость;
газообразование;
выбиваемость;
качество поверхности;
склонность к пригару;
совместимость с противопригарным покрытием;
возможность регенерации песка.
Современные Resol-CO₂ системы применяются для серого и высокопрочного чугуна.
Resol-CO₂ для алюминия
При изготовлении алюминиевых отливок важны газообразование и качество поверхности стержня.
Производители резольных CO₂-систем указывают применение технологии для алюминиевого литья.
При подборе необходимо учитывать конкретный алюминиевый сплав, температуру заливки, конструкцию стержня и требования к поверхности отливки.
Преимущества современных Resol-CO₂ систем
В зависимости от конкретного связующего технология может обеспечивать:
однокомпонентное дозирование;
возможность использования существующего оборудования для изготовления стержней;
отсутствие необходимости в отдельном скруббере для некоторых систем;
низкое содержание отдельных компонентов, влияющих на выбросы;
отсутствие блестящего углерода для некоторых составов;
низкий уровень запаха;
возможность изготовления стержней для стали, чугуна и алюминия.
Например, Hüttenes-Albertus для Carbophen указывает однокомпонентное дозирование, совместимость с большинством существующих стержневых машин и отсутствие необходимости в скруббере. Эти характеристики относятся именно к Carbophen, а не автоматически ко всем Resol-CO₂ материалам.
Оборудование для Resol-CO₂
Одним из практических преимуществ технологии является возможность использования существующего оборудования для изготовления стержней.
В зависимости от производства могут использоваться:
смесители;
пескодувные машины;
пескострельные машины;
стержневые ящики;
системы дозирования смолы;
оборудование для подачи CO₂;
системы контроля расхода и времени газирования.
Для некоторых современных систем производитель прямо указывает совместимость с большинством существующих стержневых машин и стержневых ящиков.
Параметры, которые необходимо контролировать
Стабильность Resol-CO₂ зависит не только от марки смолы.
При внедрении или замене материала желательно контролировать:
Песок
гранулометрический состав;
содержание мелочи;
влажность;
содержание глины;
качество регенерата.
Связующее
дозировку;
вязкость;
плотность;
температуру;
срок хранения.
Газирование
расход CO₂;
давление;
время продувки;
направление прохождения газа;
проницаемость стержня;
остаточное содержание CO₂ после цикла.
Стержень
прочность;
газопроницаемость;
размеры;
качество поверхности;
выбиваемость.
Дефекты при Resol-CO₂
При возникновении дефектов необходимо анализировать всю технологическую цепочку.
Недостаточная прочность
Возможные направления проверки:
дозировка смолы;
качество песка;
режим газирования;
проницаемость стержня;
состояние оборудования;
срок и условия хранения связующего.
Слишком быстрое или неравномерное отверждение
Следует проверить:
расход CO₂;
давление;
время продувки;
температуру смеси;
влажность;
проницаемость стержня.
Дефекты поверхности
Необходимо рассматривать:
качество песка;
состав связующего;
прочность стержня;
противопригарное покрытие;
толщину покрытия;
сушку покрытия;
режим заливки.
Таким образом, изменение одной только марки смолы не всегда является достаточным способом устранения дефекта.
Resol-CO₂ и противопригарные покрытия
Стержневая смесь и противопригарное покрытие работают как единая технологическая система.
При выборе покрытия необходимо учитывать:
состав связующего;
газообразование;
пористость стержня;
шероховатость;
способ нанесения;
толщину слоя;
совместимость покрытия со стержнем.
Для стального, чугунного и алюминиевого литья могут применяться различные огнеупорные основы покрытий — например, цирконовые, корундовые или графитовые системы.
Поэтому при замене Resol-CO₂ связующего одновременно с изменением покрытия желательно проводить сравнительные испытания.
Импортозамещение Resol-CO₂
На рынке представлены различные резольные CO₂ связующие.
В качестве известных систем и ориентиров можно встретить:
Carbophen — Hüttenes-Albertus, SQJ610 — Shengquan, Ecolotec, Novanol, Синотерм СО2®, Карбонд® СО2, ECOSET CO2 E-7, CARBOPHEN ® 7170 / Карбофен ® 7170, CARBOPHEN ® 6240 / Карбофен ® 6240, SQJ (APR),
другие резольные CO₂ связующие.
Эти названия нельзя считать автоматически взаимозаменяемыми марками. Например, состав, дозировка, кинетика отверждения и режим газирования могут различаться.
При импортозамещении правильнее сравнивать технологическую систему целиком.
Как подобрать аналог Resol-CO₂
Для подбора аналога желательно собрать:
текущую марку связующего;
технический паспорт;
расход смолы на 100 кг песка;
тип и марку песка;
долю регенерата;
температуру песка;
способ приготовления смеси;
тип смесителя;
тип стержневой машины;
параметры продувки CO₂;
время газирования;
требуемую прочность;
время выбивки;
материал отливки;
массу и размеры отливки;
используемое противопригарное покрытие;
основные дефекты.
После этого можно сравнить несколько вариантов связующего и организовать испытания.
Resol-CO₂ как альтернатива жидкому стеклу CO₂
Если производство уже использует жидкостекольный CO₂-процесс, Resol-CO₂ может рассматриваться как отдельное направление для технологического сравнения.
Однако переход не сводится к простой замене одного связующего другим.
Необходимо оценить:
песок → связующее → дозирование → перемешивание → газирование → прочность → выбиваемость → покрытие → качество отливки → регенерация.
Именно такой подход позволяет определить, есть ли технологический эффект от перехода на резольную CO₂-систему.
Подбор Resol-CO₂ материалов
Подбираем и организуем поставку материалов для Resol-CO₂ процесса:
резольных фенолоформальдегидных смол;
связующих для CO₂-отверждения;
материалов для стержневых смесей;
технологических добавок;
противопригарных покрытий;
альтернативных материалов для импортозамещения.
При подборе учитываются существующие песок, оборудование, режим газирования, металл и требования к отливке.
Для замены импортного материала сравниваем не только марку смолы, а всю технологическую систему и результаты испытаний.
FAQ
Что такое Resol-CO₂?
Resol-CO₂ — технология изготовления литейных форм и стержней из песчано-смоляной смеси с использованием щелочной резольной фенолоформальдегидной смолы, отверждаемой продувкой CO₂.
Чем Resol-CO₂ отличается от жидкого стекла CO₂?
В Resol-CO₂ используется резольная фенолоформальдегидная смола, а в классическом CO₂-процессе — жидкое стекло.
Чем Resol-CO₂ отличается от Cold-Box?
Resol-CO₂ использует CO₂ как газообразующий агент для отверждения резольного связующего. Cold-Box — отдельный класс технологий, в котором применяются другие связующие и газообразные катализаторы.
Можно ли заменить жидкое стекло на Resol-CO₂?
Технологически это возможно рассматривать как отдельный вариант перехода, но потребуется адаптация рецептуры, режима газирования и оценка стержней и отливок.
Подходит ли Resol-CO₂ для стали?
Да. Resol-CO₂ системы применяются для изготовления стержней для стального литья; конкретная марка связующего подбирается с учётом требований производства.
Можно ли заменить импортную Resol-CO₂ смолу?
Да, но прямую эквивалентность необходимо подтверждать сравнительными испытаниями.
