1. Почему нельзя сразу же наносить краску на свежеотформованные сердечники и отремонтированные участки?

Когда формы и стержни изготавливаются заново или ремонтируются, реакция отверждения смолы находится еще на ранней стадии: в случае красок на водной основе вода в краске будет препятствовать нормальному отверждению смолы; непрореагировавшие полиизоцианаты в фенол-уретановых самоотверждающихся смолах также будут реагировать с водой и станут неэффективными; в случае красок на спиртовой основе немедленное воспламенение после нанесения может привести к перегреву непрореагировавшей смолы; в конечном итоге все это повредит поверхностную стабильность формы и стержня.

2. Почему самотвердеющая фурановая смола, содержащая 70–80% фурфурилового спирта, обладает наибольшей конечной прочностью при комнатной температуре?

На конечную прочность самотвердеющей фурановой смолы при комнатной температуре влияет соотношение фурфурилового спирта и мочевино-формальдегидной смолы, а также содержание воды: более высокое содержание мочевино-формальдегидной смолы приводит к более высокой конечной прочности при комнатной температуре. Когда содержание фурфурилового спирта превышает 80%, содержание азота уменьшается, и конечная прочность при комнатной температуре снижается с увеличением содержания фурфурилового спирта. Увеличение доли мочевино-формальдегидной смолы (и уменьшение содержания фурфурилового спирта) приводит к увеличению содержания воды в смоле, тем самым снижая скорость отверждения и конечную прочность. Когда содержание фурфурилового спирта ниже 70%, тенденция к снижению конечной прочности из-за содержания воды превышает тенденцию к увеличению из-за увеличения доли мочевино-формальдегидной смолы; следовательно, конечная прочность при комнатной температуре достигает своего максимума, когда содержание фурфурилового спирта находится в диапазоне от 70% до 80%.

3. Почему чрезмерная каталитическая активность/избыточное добавление отвердителя приводит к снижению конечной прочности смоляного песка?

Чрезмерная каталитическая активность или избыточное добавление отвердителя приводят к чрезмерно короткой стадии предварительного отверждения смоляного песка: нерегулярно скрученные, комковатые преполимеры в смоле не полностью выпрямляются и упорядочиваются, а блокируются в трехмерной структуре сшитыми преполимерами. Большое количество активных групп не может участвовать в реакции, что препятствует образованию полимера с высокой степенью полимеризации. В результате происходит быстрое затвердевание и высокая начальная прочность, но значительное снижение конечной прочности.

4. Почему фосфорная кислота не подходит в качестве отвердителя для переработки самотвердеющего смоляного песка?

При использовании фосфорной кислоты в качестве отвердителя после заливки песчаной формы и стержня, фосфорная кислота не разлагается под воздействием тепла расплавленного металла. Вместо этого она образует фосфатные отложения на поверхности частиц песка. Эти фосфаты трудно удалить путем регенерации, что приводит к значительному снижению прочности смоляного песка, приготовленного из переработанного песка. Это также увеличивает расширение формы и вероятность дефектов, связанных с включениями песка.

5. Почему в качестве отвердителей для самотвердеющего песка на основе метилфенольной смолы, отверждаемой кислотой, целесообразнее выбирать органические кислоты с низким содержанием свободных кислот и высоким общим содержанием кислот, а не неорганические кислоты?

Метилфенольные смолы, отверждаемые кислотой, имеют высокое содержание воды. В процессе сшивания, помимо воды, образующейся в результате собственной полимеризации смолы, выделяется большое количество воды. Эта вода разбавляет отвердитель, замедляя реакцию. Простое увеличение содержания свободной кислоты в отвердителе может ускорить скорость отверждения, но при этом значительно снизит прочность смоляного песка. Увеличение общего кислотного числа может обеспечить скорость отверждения, избегая при этом значительного снижения прочности. Неорганические кислоты, как правило, имеют высокое содержание свободной кислоты, что приводит к плохой совместимости. Целесообразно выбирать органические кислоты с высокой общей кислотностью и низким содержанием свободной кислоты.

6. Почему количество отвердителя, добавляемого в песок, отверждаемый кислотой на основе метилфенольной смолы, следует выражать в процентах от количества смолы?

Основная причина заключается в присущих смоле свойствах и эффекте разбавления в реакции сшивания, что требует синхронной регулировки количества добавляемого отвердителя с количеством смолы: смола нейтрализуется кислотой перед отправкой с завода и является слабокислой, что делает ее гораздо менее чувствительной к кислым отвердителям, чем фурановая смола, требующая более высокой концентрации кислоты для протекания реакции сшивания; смола имеет высокое содержание воды (приблизительно 15% или выше), и в ходе реакции сшивания, помимо образования воды за счет собственной конденсации, она также выделяет большое количество смешивающейся воды, которая разбавляет отвердитель; чем больше смолы добавляется, тем сильнее эффект разбавления воды на отвердитель, что требует синхронного увеличения количества добавляемого отвердителя для поддержания той же скорости отверждения; поэтому количество добавляемого отвердителя следует рассчитывать в процентах от количества смолы, и количество добавляемого отвердителя должно увеличиваться по мере увеличения количества добавляемой смолы.