Анализ методів поліпшення жидкостекольных смесей

cтр. | Запровадження |4 | |1. Поліпшення выбиваемости жидкостекольных сумішей |8 | |1.1. Стан питання |9 | |1.2. Визначення выбиваемости |12 | |1.3. Зміна роботи выбивки суміші залежно від температу- |14 | |ры нагріву | | |1.4. Вплив неорганічних добавок: |23 | |1.4.1. Глини |24 | |1.4.2. Шамота |25 | |1.4.3. Боксита |26 | |1.4.4. Мела |28 | |1.4.5. Окису магнію |28 | |1.4.6. Доменного шлаку |30 | |1.4.7. Фосфорита |31 | |1.5.Влияние органічних добавок |31 | |1.6.Влияние «тендітній» усадки |33 | |1.7.Влияние прискореного охолодження |34 | |1.8.Влияние кількості рідкого скла |35 | |1.9.Влияние модуля рідкого скла |36 | |2. Поліпшення выбиваемости жидкостекольных НСС |37 | |2.1.Изменение міцності жидкостекольных наливних самотвердею- |38 | |щих сумішей (НСС) залежно від температури нагріву | | |2.2.Влияние усадки виливки на выбиваемость жидкостекольных НСС |41 | |2.3.Влияние неорганічних добавок на выбиваемость |41 | |жидкостекольных НСС | | |2.4.Влияние органічних добавок на выбиваемость |43 | |жидкостекольных НСС | | |3. Выбиваемость ЖСС з рідкими отвердителями |50 | |3. 1. Выбиваемость ЖСС з ацетатом этиленгликоля |51 | |3. 2. Выбиваемость ЖСС з рідким кремнийорганическим |55 | |отвердителем | | | Висновки |59 | | Список використаної літератури |61 |.

1.

Введение

.

Жидкостекольные суміші почали запровадити у ливарних цехах з 1950;х років і у період часу вони мали стала вельми поширеною з нашого країни й там, чому сприяла універсальність сумішей, т. е. придатність одним і тієї ж складів виготовлення форм і стрижнів, використання їх під час виробництва виливків зі сталі, чавуну і кольорових сплавів. Універсальність сумішей висловилася й у їхньої придатності при одиничному, мелкосерийном, серійному та масовому виробництвах отливок.

Спочатку жидкостекольные суміші упрочнялись короткочасною теплової сушінням або продувки СО[pic]. Ці суміші мали підвищений вміст рідкого скла (ЖС), унаслідок чого выбиваемость форм і стрижнів по порівнянню з выбиваемостью песчано-глинистых та інших сумішей різко погіршилася, що стало одній з причин витіснення з 1970;х років жидкостекольных сумішей сумішами з синтетичними смолами. Така заміна при відсутності автоматизованих технологічних циклів призвела до погіршення санітарно-гігієнічних умов праці ливарних цехах і нераціональному використанню матеріальних ресурсів — смол, необхідних інших галузях народного хозяйства.

Роботами, розробленими у нашій країні за кордоном, показано підвищення сполучній здібності ЖС і основі розроблено нові види сумішей зі зниженим вмістом його. Відмінною рисою жидкостекольных сумішей нової генерації є низький вміст зв’язувальної, що у значною мірою усуває недолік традиційних смесей—затрудненную выбиваемость з виливків і полегшує їх регенерацію. Продовження дослідження, у цьому напрямі підкреслюють актуальність проблеми освіти й невичерпні можливості подальшого підвищення технологічних властивостей жидкостекольных сумішей. З жидкостекольных сумішей, упрочняющихся в оснастці, найбільше зацікавлення представляють суміші, отверждаемые з допомогою СО[pic], що з їх високої живучістю і швидкістю зміцнення, нетоксичностью, простотою виготовлення і застосування суміші, універсальністю. Проте істотне поліпшення выбиваемости жидкоподвижных і пластичних жидкостекольных холоднотвердеющих сумішей, розроблених нашій країні у середині 60-х років, сприяло скорочення області застосування сумішей, отверждаемых з допомогою СО[pic].

Дослідження, проведені у останні роки, свідчить про зниження витрати ЖС в сумішах, отверждаемых СО[pic], з допомогою введення добавок в ЖС чи автоклави при варінні силкат-глыбы, т. е. шляхом модифікування зв’язувальної. Ефективними модификаторами ЖС є основні фосфатні солі натрію, наприклад, триполіфосфат натрію, полифосфаты натрію, триэтилфосфат і др.

Модифікування ЖС з допомогою фосфатів дозволяє зменшити утримання її в суміші за збільшення міцності, зменшенні осыпаемости і зниженні роботи выбивки суміші. Останнє пояснюється сублімацією оксидів фосфору буде в діапазоні температур 400…780 °З, порушує сплошность силікатних плівок й утворенням тугоплавких силикофосфатов, предотвращающих агломерація суміші. Полифосфаты натрію є універсальними модификаторами ЖС і на вихідну і залишкову міцність жидкостекольных сумішей, отверждаемых СО[pic] і феррохромовым шлаком, аналогично.

Ефективними модификаторами ЖС є поверхнево-активні речовини (ПАР), що сприяло підвищенню когезионной міцності зв’язувальної, рівномірному розподілу на зернах наповнювача і більше повного його отверждению. Застосування ЖС, модифікованого ПАР, дозволяє зменшити витрата зв’язувальної в суміші й у 1,5— 2 разу поліпшити выбиваемость суміші з виливків. Як ПАР використовують полиакриламид, ДС-РАС, стеарат кальцію, технічний диспергатор НФ та інших. Введення в сполучне диспергирующей добавки істотно змінює пористу структуру гелю з допомогою освіти на глобулах захисного адсорбционного шару, що сприяє зменшенню внутрішніх напруг, плівок у зв’язку зв’язувальної, і, отже, підвищенню міцності суміші. Завдяки цьому зміст ЖС то, можливо снижено до 2…3 мас. год, при міцності суміші. >1. MПa.

Ефективними способами підвищення связущей здібності ЖС є, також обробка їх у процесі модифікування з допомогою змінного електричного поля, приготування ЖС «мокрим» методом з використанням. алюмінієвої стружки, попередня обробка ЖС СО[pic], добавка до ЖС гексамстилентетрамина і др.

Як добавок, що поліпшують выбиваемость жидкостекольных сумішей, запропонована велика група речовин, містять алюмосиликаты (відпрацьований каталізатор ИМ-2201).

Наведені інформацію про шляхах підвищення технологічних властивостей жидкостекольных сумішей, отверждаемых СО[pic], показують перспективність розширення обсягів їх применения.

Поліпшення выбиваемости жидкостекольных сумішей досягнуто з допомогою отверждаемых порошкоподібних речовин (феррохромового шлаку, нефелинового шламу та інших.). Так, Челябінський політехнічний інститут рекомендує вводити в ЖС речовини з ненасиченими зв’язками, наприклад сульфит натрію, Київський політехнічний інститут — диспергированные фенолоформальдегидные смоли новолачного типу. Такі суміші ставляться до легковыбиваемым і добре зарекомендували себе за виробництві виливків з алюмінієвих, мідних і чорних сплавов.

Великий досвід роботи і менший нашій країні нагромаджено по пластичним жидкостекольным сумішам, отверждаемым складними ефірами. У ролі ефірів перевагу надають ацетатам этиленгликоля, оскільки з їхньою виробництво виходить з доступному сировину, невисокою вартості, і суміші легко регенерируются. Ряд підприємств випробували ефіри виробництва Польщі і Болгарії та підтвердили доцільність застосування сложноэфирных отвердителей з класу ацетатов этиленгликоля.

ВНИИлитмашем здійснено переклад жидкостекольных сумішей з ефіром в жидкоподвижное стан з допомогою спільного введення ДС-РАС і синтамида-5. Застосування комплексного пенообразователя для сумішей з рідким отвердителем, і навіть для сумішей з феррохромовым шлаком підвищує плинність, живучість і міцність суміші, тому зміст ЖС зменшується до 5 мас. ч.

Заслуговують на увагу роботи НВО «ЦНИИТмаш» щодо застосування рідких кремнійорганічних полімерів і органічних мономерів, дозволяють скоротити витрати ЖС до 1…3 мас. год. Метою згаданої роботи є підставою аналіз літературних джерел постачання та виявлення методів поліпшення выбиваемости жидкостекольных сплавів отливок.

1.Улучшение выбиваемости жидкостекольных смесей.

1.1.Состояние вопроса.

Выбивка з виливків стрижнів, виготовлених із сумішей з рідким склом, є серйозні труднощі. У штатівській спеціальній літератури й практиці ливарного виробництва часто зустрічаються суперечливі мнения.

На одних заводах стрижні легко вибиваються з виливків, інших трудомісткість выбивки стрижнів після переходу із суміші з рідким склом зростає; на третіх выбивка виявилася настільки утрудненої, що мають місце серйозні ускладнення використання сучасних механізованих коштів видалення стрижнів — насамперед гідравлічної выбивки. З метою подолання що виникли труднощів нашій країні за кордоном було проведено безліч робіт з поліпшенню выбивки стержней.

Була перевірено ефективність величезної кількості різноманітних добавок органічного й неорганічного происхождения[10].

У нашій країні перевірили впливом геть умови выбивки стрижнів: деревного і кам’яного вугілля, коксу, чорного і сріблястого графітів, деревного пеки, бітуму, нафтових масел, меляси, декстрину, сульфитноспиртової барди, пульвербакелита, МСБ, деревної страждання і тирси, глини, цементу, крейди, винищити, шамоту, магнезита, фосфорита і других.

Ті ж, в тому числі інші добавки (наприклад, цукор, нафталін, залізна окалина, патентовані добавки тощо.) перевірялися у работах.

Найчастіше рекомендації полягали в запровадження в суміші невеликої кількості органічних добавок.

У одних випадках цих добавок справді було ефективним, а за іншими чинився бесполезным.

Звідси різними фахівцями одні й самі добавки оцінюються іноді діаметрально протилежно. Як показано нижче, причина настільки суперечливих суджень залежить від різних умовах роботи стрижнів в формі. Вже простий перелік які застосовувались добавок, дуже різних по своїй — природі і властивостями, показує, що згадані вище роботи проводилися переважно эмпирически.

Деякі дослідники виходили з поглядів на необхідності викликати руйнація міцної плівки рідкого скла, цементуючою окремі зерна кварцевого піску, за допомогою різноманітних добавок переважно органічного происхождения.

Ці досліди не дали розв’язання проблеми, що, звісно, не виключило можливості у окремих випадках поліпшення выбиваемости стрижнів з виливків. Пізніше, коли дослідники й виробничники переконалися, що досягти позитивних результатів щодо полегшення выбиваемости можна, лише внісши ясність у скрутні процеси, які у сумішах з рідким склом при їх заливці металом, почали з’являтися систематичні дослідження з цьому вопросу.

Чимало фахівців оцінювали выбиваемость суміші межею міцності при стискуванні зразків, підданих нагріванню до високих температур, та був охолоджених. Переважна більшість робіт немає пояснень збільшення міцності зразків за її попередньому нагріванні до температури і зменшенню міцності при нагріванні до другой.

Там, коли пояснення даються, вони мають суперечливий характер, оскільки пов’язуються з різними температурами і підтверджуються експериментальними даними. Л. Петржела зазначає, що суміші, продутые CO[pic], легше вибиваються з виливків, ніж суміші, піддані тепловому высушиванию, внаслідок меншого змісту рідкого скла і «у зв’язку з зменшенням міцності гідрогелю під дією температуры».

У доповіді на 24-му конгресі ливарників Л. Петржела навів інші міркування, вказавши, що вирішальний значення має тут хімічна реакція між продуктами розкладання лужного силікату, т. е. реакція між гидратированной кремінної кислотою і карбонатом натрію, чи подальша реакція що утворився силікату з кристалічним кварцом: SiO[pic]pН[pic]О + Nа[pic]СО[pic] == Na[pic] SiO[pic] + СO[pic]+ рН[pic]О.

Діяльність відзначається, що труднощі выбивки визначається змістом лугів. Чим менший Nа[pic]0, тим выбивка. Мінімальну міцність мають зразки, попередньо нагріті до 600—700° З, а максимальну при 100—200є З і 800—900° С.

Л. Петржела вважає, що освіта склоподібної плівки є головна причина спечення стрижнів і форм і погіршення выбиваемости. Міцність склоподібної плівки можна зменшити додаванням горючих порошкоподібних речовин, наприклад кам’яновугільної пилу, тирси, меленого коксу, графіту тощо. п. Додавання таких органічних речовин як цукру, каніфолі, смол тощо. п. не приносять ніякого пользы.

Умовам выбиваемости стрижнів з виливків присвячені роботи: Аттертона, Нилда і Епштейна, Тэйлора, Бэмера, Шумахера, Герстманна, Ле Серва і Сегро і других.

Багато англійських, американських німецьких роботах рекомендується запровадження цукру, який розчиняється в рідкому склі, не викликаючи його коагуляции.

Вказується, що він нейтралізує лужність силікату і тим самим забезпечує сумішам з рідким склом ті ж самі выбиваемость, як песчаноолійних смесей.

Дослідження інших призводять до протилежних висновків, в яких відзначається, що добавка цукру ще більше утрудняє выбивку.

Петржела, вивчивши рідке скло з патентованими добавками, повідомив, що вона носить найчастіше розчинені вуглеводи (цукор) чи синтетичні смоли, що знижують міцність після продувки CO[pic], що викликає необхідність збільшення суміші рідкого скла і тим самим погіршує выбиваемость стрижнів з виливків. Він дійшов висновку, що це звані спеціальні сполучні речовини закордонного походження немає якихабо переваг перед стандартними рідкими скельцями, та його рекомендації переслідують передусім комерційні цели.

Старр, рекомендуючи введення у суміші цукру, до того ж час песимістично оцінює перспективи поліпшення выбиваемости сумішей з рідким склом, так як, на його думку, створюються саме ті умови, що були нерозв’язною проблемою використання лужних силікатів в ливарному производстве.

Систематичні дослідження загальних закономірностей умов выбиваемости сумішей з рідким склом було проведено нашій країні у лабораторії СтароКраматорського машинобудівного заводу, а й за кордоном французькій технічному центрі ливарної индустрии.

У результаті, проведених на СКМЗ Р. А. Равичем і Про. М. Алешечкиной, було встановлено, що зразки з сумішей кварцевого піску з рідким склом мають два максимуму міцності при попередньому нагріванні до 200 і по 1000° З повагою та два мінімуму — в інтервалі 500—800° З і від 1250° С.

Головна заслуга Р. А. Равича і Про. М. Алешечкиной у тому, що на підставі старанно проведеної експериментальної роботи спростували існуючий думки і довели, що выгорающие органічні добавки не дають ефекту при нагріванні стрижнів до високих температур і їх запровадження може бути корисною лише за нагріванні стрижнів до температур, які перевищують 600—700° З. Декро і Гогюллон виходячи з визначення міцності зразків на стиснення після їх попереднього нагрівання відзначають два максимуму — при 500° З і за 900—1000° З. Відповідно мінімальні міцності знайдено ними при 700° З і вище 1000° С.

Декро і Гогюллон намагаються пояснити виявлені ними та інші дослідниками максимуми і мінімуми, відповідно що утрудняють чи які полегшують выбивку стрижнів з виливків. Перший максимум міцності після нагріву до 500° З вони пояснюють высыханием рідкого скла та початком його спечення. Мінімум міцності при 700° З Декро і Гогюллон спочатку намагалися пояснити швидким розширенням кварцу у тому інтервалі температур (перехід ?-кварцу в ?-кварц при 575° З), здатним викликати освіту тріщин між зернами. Проте заміна цирконовым піском, які мають модификационных змін — у цьому інтервалі температур, дала хоча б характер кривою. Також було відкинуто гіпотези, в яких розтлумачувалося падіння міцності при 700° З виділенням CO[pic] з силікату і дегідратацією силикагеля. Тому Декро і Гогюллон зупинилися на припущенні, що падіння міцності при 700° З пов’язані з перетвореннями бисиликата натрію, кристалічна форма якого змінюється при 678 і 707° З; при нагріванні до цих температур, на думку, утворюється неоднорідна структура, позбавлена сполучній способности.

Другий максимум при 900—1000° З викликається тим, що некарбонизированный крепитель стає рідким, починаючи з 800° З, і взаємодіє зі поверхнею зерен кварца.

Ще одне джерело міцності є Na[pic]О, утворюючись під час результаті розкладання силікату вуглекислим газом. Освобождающийся Na[pic]О взаємодіє зі кремінної кислотою і утворить силикат.

Зниження міцності зразків при високих температурах вище 1000° З Декро і Гогюллон пояснюють переходом Na[pic]О з розплаву силікату в зерна кварцу, що сприяє швидшому перетворенню кварцу в кристобалит, але викликає у той час поступове зникнення зв’язувальної речовини між зернами.

Це супроводжується у сумішей кварцевого піску з рідким склом, нагрітих до 1300° З, ясно вираженим припиненням спечення, що може знову розпочатися сумішах, нагрітих до високих температур (понад 1500° С).

Очевидно, вищезазначені міркування здаються Декро і Гогюллону недостатньо переконливими, оскільки вони дійшли висновку, що міцності після попереднього нагрівання зразків до 1000° З важко объясним.

Вищенаведене свідчить протиріччя експериментальних даних, і думках різних авторів. Це свідчить про тому, що на даний час ще досить вивчені загальні закономірності фізико-хімічних процесів, які протікають при нагріванні і наступному охолодженні сумішей з рідким склом. У частковості, не запропоновані гарантійні заходи, щоб забезпечити легку выбивку стрижнів з отливок.

2. Визначення выбиваемости.

Суперечності в експериментальних даних, отриманих різними дослідниками, пояснюються передусім недотриманням сталості умов експериментів і недосконалістю які застосовувались методов.

Слід визнати, що об'єктивна оцінка выбиваемости стрижнів з виливків дати дуже важко, оскільки суміші за її руйнуванні піддаються різним видам навантажень. Плівки зв’язувальної матеріалу відчувають у своїй одночасне дію скалывающих, изгибающих і растягивающих зусиль. Якщо з погляду розглянути найпоширеніші методи выбивки стрижнів, то загальним їм є ударне вплив на стержень.

Чимало дослідників визначали выбиваемость сумішей за міцністю стандартних зразків на стиснення, і що може характеризувати спроможність до руйнації під впливом ударної навантаження, хоча певна залежність між міцністю на стиснення і выбиваемостью, очевидно, существует.

З іншого боку, використання визначення выбиваемости стрижнів встряхивающих выбивных решіток, вібраційних машин, пневматичних зубил і інших аналогічних пристосувань неминуче вносить суттєвий елемент суб'єктивності, оскільки важко сказати момент кінця выбивки: освіту пригарной палітурки різної товщини значно утрудняє оцінку власне выбиваемости смесей.

Нарешті, ці методи застосовують зазвичай під час виготовлення якоюсь однією, спеціально обраної досвідченої отливки.

Тому отримані результати можна використовувати лише як порівняльні стосовно даним чи подібним отливкам не можуть бути перенесені без істотних поправок інші виливки. Вочевидь, розмаїтість конфігурацій, ваги, типу сплаву виливків і, умов прогріву стрижнів така велика, що неможливо знайти такій формі й розміри досвідченої виливки, щоб отримані закономірності були перенесені велику номенклатуру литья.

Тому, передусім, було звернено увагу вплинув на вибір методики досліджень, позбавленої згаданих основних недоліків. У основу методики[11,13] було покладено оцінка сумішей по найбільш близькому до виробничим умовам показнику — роботі, затрачиваемой на выбивку («пробивання») зразків, попередньо нагрітих до різних, заданих умовами досвіду, температур.

І тому застосовувався копер, обладнаний спеціальними пристосуваннями (рис. 1).

[pic].

Рис. 1. Пристосування з оцінки выбиваемости сумішей: а — досліджуваний зразок; б — металева гільза; в — піддон; р — боек.

На нижньому кінці вертикального штока копра укріплювався меткий діаметром 20 мм. При виготовленні бойка його вістрі робилося тупим, щоб за тривалому використанні зберегти стабільними розміри бойка. Щоб забезпечити можливість виходу зруйнованої суміші з-під бойка, останній мав три поздовжніх паза шириною 5 мм, розташованих навкруг під кутом 120°. Пристосування визначення роботи выбиваемости мало комплект знімних вантажів і кулачків, які забезпечують можливість зміни висоти падіння вантажів. Отже, зміною ваги падаючого вантажу і висоти падіння останнього досить швидко і визначали роботу, затрачиваемую на выбивку як дуже слабких, і міцних стрижневих сумішей. Зразки заввишки 30 мм діаметром 50 мм, ущільнені трьома ударами на звичайному копре, высушивались при 200° З протягом 20 мін або продувались вуглекислим газом протягом 45 сек. Потім вони піддавалися нагріванню до різних заданих температур від 200 до 1400° З з інтервалом 100—200° З, дотримувались нині температурі протягом сорока мін та повільно прохолоджувалися в печі зі швидкістю 200—300°/ч.

Отримані зразки, а (рис. 1) щільно, без зазору, вставлялися в металеву гільзу б, яка, своєю чергою, встановлювалася на піддон в. У дні поддона було отвір діаметром 22 мм для вільного виходу бойка р, що пробиває зразок а,.

Робота, витрачена на выбивку («пробивання» зразка), перебувала з наступній зависимости:

A = nGh де A — робота, витрачена на пробивання досвідченого зразка, в кГм; n — число ударів бойка, необхідні пробивки зразка; G — вагу падаючого вантажу на кг; h — висота падіння вантажу на м.

1.3.Изменение роботи выбивки суміші залежно від температури нагрева.

По описаної методиці зразки сумішей за її нагріванні і охолодженні не відчувають стискають зусиль, що виникають у стрижнях при усадки отливок.

Тож у роботі паралельно з випробувальним строком зразків, піддавалися нагріванню в печах, визначали выбиваемости сумішей на досвідчених отливках плити довжиною 650 мм, шириною 200 мм заввишки 50 мм, у якому одночасно встановлювали чотири стрижня з испытуемой суміші. Через війну контрольних дослідів було обрано діаметри стрижнів з такою розрахунком, щоб ставлення товщини стінки виливки до радіусу стрижня становила 0,5; 1,0; 2,0 і 4.0. Досвідчені виливки вагою 150 кг заливались за нормальної температури 1550— 1580° З сталлю 30Л. Температура нагріву стрижнів в різних співвідношеннях толщин стінок виливків до радіусів стернею приведено на рис. 2. Робота, затрачиваемая на выбивку стрижнів з виливків, визначалася після повного їх остигання з допомогою переносного копра, аналогічного описаного выше.

Оскільки плівки склеивающие зерна наповнювача у разі продувания сумішей вуглекислим газом у разі видалення вологи при нагріванні відрізняються, то тому щодо загальних закономірностей умов выбивки стрижнів досліди проводилися із зразками, продутыми вуглекислим газом протягом 45 сек, и з зразками, висушеними при 200є З протягом 20 хв. Суміш містила кварцовий пісок Люберецкого родовища (1К025А)—100 вагових частин; рідке скло (модуль 2,7, питому вагу 1,48 г/см3) — 5 вагових частин; NaOH (10%-ный раствор)—1 вагова часть.

Була встановлено безпосередня залежність роботи A, затрачиваемой на выбивку зразків, від температури їх попереднього нагрівання (рис. 3).

Як очевидно з цієї залежності, крива, характеризує роботу выбивки A, має дві максимуму і двоє минимума.

Перший максимум відповідає вихідному стану зразків, нагрітих до 200є З і охолоджених, і навіть продутых CO[pic]. При наступному нагріванні і охолодженні зразків робота, затрачиваемая з їхньої выбивку, безупинно падає, досягаючи мінімальних значень («перший мінімум») в інтервалі 400—600° С.

Нагрівання до високих температур викликає новий значне зростання роботи, затрачиваемой на выбивку, яка сягає максимальних значень при 800° З («другий максимум»).

З на рис. 3 залежностей видно також, що робота, затрачиваемая на выбивку зразків, продутых CO[pic], попри всі температурах їх попереднього нагрівання виявилася нижче роботи, витраченої на выбивку висушених образцов.

Проте, якщо першому максимумі роботи різниця дуже суттєва, то, при другому максимумі ця різниця значно зменшується, а при обох мінімумах величина A практично однакова. Це свідчить про тому, що при нагріванні до високих температур і охолодженні досвідчених зразків у суміші відбуваються однакові чи такі процеси. У цьому явище докладно остановимся.

Наявність мінімуму роботи, затрачиваемой на выбивку зразків, попередньо нагрітих до температур, що у інтервалі 400—600° З, схиляє до думки можливість створення в стрижнях умов, у яких зв’язок між окремими зернами наповнювача порушувалася б після заповнення ливарної форми рідким металом і отриману освіту на литві твердої палітурки і відновлювалася в процесі наступного охолодження стрижнів. Для досягнення цього можна використовувати два пути.

Перший залежить від регулюванні ступеня прогріву стрижнів з використанням при цьому різних теплопровідних і теплоізоляційних сумішей; другий — у великій розширенні сприятливого для выбивки інтервалу температур.

Насправді доводиться зіштовхуватися з дуже великих діапазоном температур прогріву стрижнів — мінімальної у центрі до максимальної (близька до температурі що заливається металу) — лежить на поверхні. Проте задля успішної выбивки стрижня часто вистачає мати легку выбиваемость його основного обсягу, тоді зовнішня частина, стична з виливком, досить легко то, можливо видалена. Про це свідчать, наприклад, досвід застосування оболочковых стрижнів з суміші з рідким склом, зазвичай які викликають труднощів при выбивке з отливок.

Була перевірено можливість регулювання ступеня прогріву стрижнів з допомогою матеріалів з різними теплофизическими властивостями. Проте введення у суміші з рідким склом 20% чавунної стружки [pic], 10% окалины[pic], використання у ролі наповнювача хромомагнезита [pic] і інших высокотеплопроводных матеріалів, введення у смеси.

[pic].

Рис. 4. Вплив товщини стінки виливки на умови нагріву стрижнів з сумішей з рідким стеклом:

1— хромомагнезитовой; 2 — кварцевого піску і десяти% асбеста;

3 — кварцевого піску і 20% чавунної стружки.

материалов (азбесту), гальмують відвід тепла[pic], позбавила змоги істотно змінити температуру у центрі стрижнів (рис. 4).

Аби вирішити другий завдання потрібно було встановити причин, що визначають залежність роботи, затрачиваемой на выбивку стрижнів, від температури їх попереднього нагрева.

Істотне відмінність роботи, витраченої на выбивку висушених зразків (рис. 3) у сфері першого максимуму (вихідне стан), пояснюється відмінностями природи плівок, що пов’язують зерна кварцевого піску. Невеликий збільшення міцності зразків, продутых вуглекислим газом і нагрітих до 200° З, закономірно і пояснюється короткої тривалістю (45 сек) продувки зразків вуглекислим газом.

При наступному нагріванні зразків до температур 400−600° З спостерігається значне зменшення роботи, затрачиваемой на выбивку образцов.

Важливо, що обсяг роботи у цьому інтервалі температур є мінімальної та практично однаковою як зразків, попередньо висушених, так зразків продутых CO[pic]. Плівка рідкого скла має надзвичайно високої адгезией до кварцовим зернам. Особливо це сильно проявляється у умовах високих температур, коли відбувається хімічне взаємодія між лужним силикатом натрію і поверхнею кварцових зерен. З огляду на когезионный тип руйнації сумішей з рідким склом, зміна прочностных властивостей сумішей за умов їх нагріву і наступного охолодження можна пояснити змінами, що відбуваються в плівці рідкого стекла.

У результаті різних температурних коефіцієнтів об'ємного і лінійного розширення склистого силікату натрію і кварцевого піску при повторному нагріванні і охолодженні висушених зразків у плівці, склеившей зерна наповнювача, виникає напруга, що призводять до утворення тріщин, що порушують її сплошность і знижують міцність зразків на удар.

При нагріванні зразків до 600° З і наступному охолодженні до напругам, які виникають внаслідок відмінності температурних коефіцієнтів розширення плівки і зерна, додаються напруги, що у результаті модифікації змін кварцу (перехід ?-кварцу в ?-кварц при 575° С).

Зниження величини A й освіту першого мінімуму пояснюється також повної втратою вологи гелем кремінної кислоти і дисиликатом натрію в інтервалі температур приблизно до 350−400° С.

Ці дані підтверджуються термограммами висушених при: 200° З і продутых вуглекислим газом сумішей, містять 6% рідкого стекла.

Тут, проте, мають на увазі вплив не власне втрати вологи, а впливу цього процесу виникнення в плівці, яка зв’язує зерна кварцу, напрузі, що призводять до освіті у ній тріщин, різко знижують загальну міцність смеси.

Нарешті, треба врахувати, що напруги плівок у зв’язку будуть то вище, ніж більше буде перепад між температурою нагріву і температурою наступного охолодження. Вплив цих факторів на умови выбивки стрижнів і підтвердження яке превалює значення напруг, що виникають у плівках і що призводять до падіння величини A, знаходимо експериментально. Отримані дані (рис. 5) ясно показують, що з повторному нагріванні і охолодженні міцність зразків різко падает.

Вочевидь, що стекловидная плівка, яка містить переважно гідратований дисиликат натрію, буде набагато слабкою, ніж плівка, яка полягає у основному з гелю кремінної кислоти. Остання, особливо у початкових умовах, володітиме еластичність та здібністю частково релаксировать виникаючі напруги. Тому міцність попередньо висушених зразків при повторному нагріванні і охолодженні падає значно більше різко, ніж в зразків, попередньо продутых вуглекислим газом.

Отже, у разі висушених у разі продутых CO[pic] зразків за її нагріванні до 400−600° З і наступному охолодженні внаслідок виникаючих напруг, що призводять до освіті плівок у зв’язку тріщин, робота, затрачиваемая на выбивку, виявляється минимальной.

Переходячи до розгляду однієї з головних питань — причин освіти другого максимуму, насамперед слід відзначити надзвичайно швидке збільшення роботи, затрачиваемой на выбивку зразків, попередньо нагрітих до 800° З. Настільки різке зростання міцності при нагріванні зразків до 800° З свідчить у тому, що нині температурі відбувається корінну зміну умов склеювання кварцових зерен наповнювача. Причина освіти другого максимуму очевидна з розгляду подвійний діаграми стану Na[pic]O — SiO[pic] (рис.6).

При нагріванні рідкого скла, зазвичай застосовуваних модулів, рідка фаза починає з’являтися за нормальної температури 795° З, а при нагріванні до 850° З (для модуля, рівного 2,5) утворюється повністю рідкий расплав.

Новоутворена рідка фаза силікатного розплаву огортає зерна кварцевого піску, «заліковує» що з’явилися раніше тріщини і за наступному охолодженні повідомляє суміші високу міцність, що зумовлює значному збільшення роботи, затрачиваемой на выбивку сумішей. Цей процес відбувається відбувається як і висушених, і продутых CO[pic] зразках. Проте, тоді як висушених сумішах відбувається просте розплавляння раніше що утворився силікату натрію, то сумішах продутых CO[pic] утворюється розплав з самостійно існуючих компонентів — переважно NaHCO[pic] і SiO[pic], одержані внаслідок розкладання рідкого скла при продуванні суміші вуглекислим газом. Це, очевидно, причина менші за розміром другого максимуму в зразках, продутых CO[pic], оскільки умови освіти розплаву із окремих складових в тонкої плівці зв’язувальної що неспроможні вважатися сприятливими. Підтвердженням такого припущення є досліди (рис. 7), проведені при заливці стрижнів сталлю 30Л. Вони підтвердили общую.

Рис. 6. Діаграма стану системи Na[pic]O — SiO[pic]. закономірність — яскраво виражений максимум роботи, витраченої на выбивку стрижнів, прогрітих до температури приблизно 800 °C. Рис. 7. Работа, витрачена на выбивку з виливків стержней:

1—высушенных при 200° C;

2 — продутых CO[pic]. У результаті значного на стрижень тепла залитого металу, малої теплопровідності суміші і дуже повільного охолодження стрижнів процеси освіти рідкої фази плівок у зв’язку зв’язувальної матеріалу у цьому разі протікають повніше, аніж за випробуваннях зразків. Тож у сумішах, продутых CO[pic], у своїй повністю здійснюється процес освіти рідкої фази, унаслідок чого спостерігається майже однаковий хід кривих, характеризуючих роботу, витрачену на выбивку стрижнів, висушених і продутых CO[pic]. Отже, при нагріванні сумішей до 800 °C утворюється рідкий розплав, який енергійно взаємодіє зі кварцовим піском, розчиняючи останній, у результаті чітко виражена кордон розділу плівки і зерна стирається й утворюється суцільний моноліт, у якого великий міцністю. У цих умовах з’являється «другий максимум», різко що ускладнює выбивку стрижнів з отливок.

Розглянемо причини зниження величини A при нагріванні сумішей до високих температур й умови освіти «другого минимума».

При нагріванні сумішей до температур, перевищують 800° З, взаємодія силікатного розплаву з кремнеземом піску посилюється. Як відомо, швидкість дифузії зростає з підвищенням температури і зменшення в’язкості середовища. Тому, за високих температур дифузія SiO[pic] від поверхні розчинення у розплав значно зростає й загалом процес розчинення кремнезему в силикатном розплаві пришвидшується. Через війну розчинення зміст SiO[pic] в розплаві невпинно збільшується до краю розчинності при даної температурі відповідно до діаграмі стану Na[pic]O-SiO[pic]. Після досягнення краю розчинності цей процес прекращается.

При охолодженні зразка з що утворився розплаву починають випадати надлишкові кристали спочатку тридимита, а при високих температурах нижче 870° З — кварцу. Що Випали тверді кристали в затвердевшем розплаві грають роль сторонніх включень — надрізів, що порушують сплошность плівок і концентрирующих напруги, які під час охолодженні зразка до кімнатної температуры.

Нарешті, треба врахувати, що замість енергійніше іде процес розчинення SiO[pic] в розплаві, тим менше стає відносне у якому Na[pic]O.

Ці чинники є основною причиною зменшення роботи, затрачиваемой на выбивку зразків за її попередньому нагріванні до температур, перевищують 800° З. Природно, що вищий температура нагріву розплаву, то швидше відбувається розчинення кремнезему тим більше розчинність в розплаві. Отже, при охолодженні з вищих температур розплав міститиме щодо більше твердих сторонніх включень і сплошность силікатної плівки буде зацікавлений у більшою мірою порушена, що спричинить подальшому зменшенню величини А.

Отже, після повного охолодження плівка, склеившая зерна кварцевого піску, матиме не початковий склад, відповідний, наприклад, точці a з діаграми стану (рис. 6), а склад, залежно від температури нагріву відповідний, наприклад, точкам б, в чи р. З з іншого боку, якщо зразки, одного разу нагріті до 1200° З (точка б), знову нагрівати до 800, 1000 і 1200° З, то склад плівки залишиться незмінним. Отже, робота, затрачиваемая на выбивку вдруге нагреваемых зразків, приблизно однаковою попри всі температурах до 1200° З. Проте величина A повинна бути нижчою, аніж за першому нагріванні до 1200° З, бо за вторинних нагріванні і охолодженні збільшуються напруги з допомогою модифікованих змін кварцу та виникаючих термічних напруг. Підтвердження знаходимо… у дослідах, наведених на рис. 8.

Справедливість останньої гіпотези підтверджується також дослідами, при що у ролі наповнювача замість кварцевого піску узяли цирконовый. І тут як виявлено було зменшення міцності після досягнення температури другого максимуму, але, навпаки, при нагріванні до вищих температур (1400° З) міцність безупинно возрастала.

Рис. 8. Робота, витрачена на выбивку зразків у суміші на рідкому стекле:

1 — попередньо висушених при 200° З; 2 — попередньо прожарених при 120° С.

Однією із визначальних питань, мають основне значення для практичного поліпшення выбиваемости сумішей, є максимальне розширення інтервалу першого мінімуму роботи, затрачиваемой на выбивку стержней.

Вибором складніших, наприклад потрійних систем з певним співвідношенням компонентів, можна отримати роботу необхідну задану температуру освіти другого максимума.

Звернімося до діаграми стану системи Na[pic]O—Al[pic]O[pic]—SiO[pic](рис. 9). Розрахунок за відповідною изотерме діаграми стану (рис. 9) показує, що з здобуття другої максимуму при 1400° З в суміш, що містить 5% рідкого скла, модуля 2,7 (SiO[pic]—31,6%; Na[pic]O—12.0%), треба додати 0,97% Al[pic]O[pic]. Відповідні досліди, проведення введенням у суміш, що містить 5% рідкого скла, додатково 3% хімічно чистого Al[pic]O[pic], кількість якого з срав-нению з розрахунковим було значно збільшено ще чіткого виявлення закономірності і через можливого неповного засвоєння глинозему, підтвердили викладені представления.

[pic].

Рис. 9. Діаграма стану системы.

Na[pic]O—Al[pic]O[pic]—SiO[pic].

Лінія A—A відповідає сплавів, у яких модуль рідкого скла дорівнює 2.7.

[pic].

З дослідів (рис. 10) видно, що з добавку Al[pic]O[pic] другий максимум, відповідно до розрахунковими даними, «пересунувся» з 800 до 1400° З. У цьому інтервал першого мінімуму зросла з 400—600 до 600—1200° З. З іншого боку, величина другого максимуму при додаванні в суміш Al[pic]O[pic] також помітна зменшилася, що появою на зернах наповнювача інертного шару, непрореагировавшего з силикатом натрію глинозему, значно що знизив адгезію плівок, і навіть, можливо, меншою міцністю алюмосиликатов натрію. Вихідні властивості суміші при додаванні глинозему змінилися мало. При змісті 5% рідкого скла і трьох% Al[pic]O[pic] суміш після продувки CO[pic] мали межу міцності при стискуванні 11.0 кГ/см 2, що цілком задовольняє технологічним требованиям.

1.4.Влияние неорганічних добавок.

1.4.1.Влияние глины.

Однією з найпоширеніших добавок, вводяться у формувальні суміші підвищення выбиваемости, зокрема в суміші з рідким склом, є глина. У проведених дослідах вона містила 27% Al[pic]O[pic]. Розрахунок показує, що з освіти другого максимуму при 1200є З в суміш необхідно провести 3,0% глини (0,81% Al[pic]O[pic]); при подальшому збільшенні глини максимум відповідно переміщатиметься вправо і складати 1300 і 1400є C.

Як очевидно з діаграми стану, зміною модуля скла і введенням у суміші належної кількості Al[pic]O[pic] може бути обрані силікатні системи, щоб забезпечити отримання другого максисума при 1500, 1600є З і вищих температурах.

[pic].

Рис. 11.Работа, витрачена на выбивку зразків у смесей:

а —без глини; б—3% глини; в — 5% глини; р — 9% глины.

Результати дослідів показують збіг експериментальних даних із розрахунковими (рис. 11). Вони підтверджують також доцільність запровадження суміші з рідким склом глини й прокурори дають задовільний пояснення ефективності його дії як засобу, істотно що полегшує выбивку стрижнів з виливків. Зазначимо, що з переміщенні другого максимуму вправо робота, витрачена на выбивку зразків, нагрітих до температури другого максимуму, знижується у кілька разів (рис. 11). При значному змісті в сумішах глини (понад п’ять%) хоч і різко полегшується выбивка стрижнів, проте вихідна міцність виявляється низькою, що перешкоджає практичне використання цих сумішей. Заради покращання вихідних властивостей доцільно замінити глину речовиною, не здатним розпочинати ионогенное взаємодію Космосу з рідким склом і що містять велику кількість Al[pic]O[pic].

1.4.2.Влияние шамота.

Як інертного до рідкому склу матеріалу, багатого Al[pic]O[pic], було досліджено шамот. Як слід було очікувати, физикомеханічні властивості суміші при додаванні шамоту не погіршилися (межа міцності на стиснення після продувки CO[pic] становив 12—13 кГ/см2. Проте вплив шамоту на температуру освіти другого максимуму не виявлялося (рис. 12) — другий максимум утворився при 800є З, т. е. за тієї ж температурі, що у сумішах без добавок. Пояснюється це, повидимому, тим, що муллит (3Al[pic]O[pic]•2SiO[pic]) —основна складова шамоту — інертний до розплаву рідкого скла не дає з потрійних соединений.

При високих температур муллит дуже стійкий і піддається розкладанню навіть поблизу температури плавлення (1810° З). [pic][pic].

При температурі 500—600° З з глини видаляється практично вся волога, в тому однині і кристаллизационная, до того ж час процес муллитизации за цих температурах ще починається та хімічна активність глинозему зберігається, що має сприяти зміщення другого максимуму до області вищих температур. Справді, з мал. 12, б видно, що суміш з добавкою 5% глини, прокаленной при 600° З, дає другий максимум міцності при 1200° З, т. е. там-таки, що й суміш з добавкою необпаленої глини. Навпаки, в глині, прокаленной при 1300° З, процес муллитизации пройшов практично цілком, тому її додавання в суміші не змінило температуру освіти другого максимуму (рис. 12, б), як і це можна говорити про при додаванні шамоту (рис. 12, а).

1.4.3.Влияние боксита.

Досліди І. У. Валисовского й О. М. Лясса показали, що з зниження величини роботи, затрачиваемой на выбивку стрижнів, необхідно застосовувати матеріали, містять Al[pic]O[pic], здатні утворювати потрійні з'єднання з Na[pic]O і SiO[pic]. Однією з таких матеріалів, містять значно більше Al[pic]O[pic], ніж глина, є боксит, в склад якого входять гидраргиллит Al[pic](OH)[pic], бёмит AlOOH, діаспор HAlO[pic]. Всі ці матеріали при нагріванні розкладаються із заснуванням активного? — Al[pic]O[pic].

Найвідомішими у Росії є Краснооктябрьское, Североуральское і Тихвинское родовище бокситів (табл. 1).

Таблиця 1.

Щодо хімічного складу бокситов.

|Месторо- |Зміст компонентів в % |Втрати | |ждение | |при про | |боксита | |- | | | |каливани| | | | | | | |в % | | |Al[pic]|SiO[pi|Fe[pic]|CaO |МgO |TiO[pi| |P[pic| | | |O[pic] |з] |O[pic] | | |з] | |]O[pi| | | | | | | | | | |з] | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |Красноок- |40,1 |3,1 |30,9 |0.46 |0.2 |1,9 | |0,12 |23,0 | |тябрьское | | | | | | | | | | |Североураль|55,6 |3,09 |23,4 |1,92 |— |2,3 | |— |12,72 | |ское | | | | | | | | | | |Тихвинское |47,12 |19,4 |13,51 |1,6 |0.31 |— | |0,05 |18,24 |.

На рис. 13 наведено результати випробування суміші з 3% боксита Тихвинского родовища. З дослідів видно, що закономірність освіти другого максимуму з допомогою Al[pic]O[pic], що міститься в боксите, виявилася той самий, як із використанні хімічно чистого Al[pic]O[pic] і глини. У цьому невеличка (3%) добавка боксита впливає як і, як і добавка 5—7% глины.

Фізико-механічні властивості сумішей з добавками боксита високі (межа міцності при стисканні зразків, продутых CO[pic], 10— 12 кГ/см2), що створює можливості їх практичного використання, якщо врахувати, що має величезні запасами боксита.

Отже, введення у суміші з рідким склом невеликих добавок боксита дозволяє розширити зону, сприятливу для умов выбивки («перший мінімум»), з 400—600° З (рис. 13) до 400—1000° З (рис. 13) й у кілька разів скоротити трудомісткість выбивки стрижнів після їх нагріву до температури освіти другого максимума.

За даними Ново-Краматорського машинобудівного заводи на експериментальних умовах були отримані гарні результати при одночасному запровадженні в суміші з рідким склом 3% боксита та дванадцяти% шамотного порошку (табл. 2).

Таблиця 2.

Зерновий склад шамотного порошку (глиниста складова 18,29%).

|№ сит |Залишок | |№ сит |Залишок | |№ сит |Залишок | |№ сит |Залишок| | |в % | | |в % | | |в % | | | | | | | | | | | | | | |в % | |2.5 |1,0 | |063 |17,47 | |020 |3,2 | |0063 |1.5 | |1.6 |12,4 | |04 |8,5 | |016 |5.8 | |005 |1,0 | |1,0 |24.6 | |0315 |3,2 | |010 |2,6 | |Тазик |0,44 |.

Аналогічні результати отримано під час введення в суміші з рідким склом як Al[pic]O[pic], а й інших добавок, здатних утворювати з Na[pic]O і SiO[pic]тройные системи із високим температурою плавлення. У ролі таких добавок було взято CaO і MgO. Відповідно до діаграмі состояния.

Рис. 14. Діаграма стану системи Na[pic]O-CaO-iO[pic]. (рис. 14) максимальна температура плавлення потрійних сполук, лежачих на лінії АА і містять SiO[pic]: Na[pic]O= 2,5—3,0, становить 1200° З. Розрахунок свідчить, що з досягнень цієї температури плавлення при 5% рідкого скла досить вводити на суміш 0,5— 0,6% чистої окису кальцію. Проте суміш, що містить навіть такий незначна кількість CaO, має дуже поганими фізико-механічними властивостями: малої міцністю і великий осыпаемостью стрижнів, очевидно, через велике гигроскопичности окису кальцію. Попереднє гасіння CaО, додавання в суміш необхідного кількості води чи використання гідроокису кальцію Ca (OH)[pic] не поліпшило істотно властивості смеси.

1.4.4.Влияние мела.

Замість окису кальцію в дослідах застосували крейда у кількості 1,1%, необхідному щоб одержати другого максимуму при 1200° З. Суміш мала задовільними технологічними властивостями. Межа міцності зразків при стисканні після продувки СО[pic] становив 12 кГ/см2. Поява другого максимуму (рис. 15) спостерігалося за нормальної температури 1200° З, що він відповідає розрахунку. Збільшення в 3—5 раз кількості крейди, який вводимо в суміш, мало змінює становища другого максимуму, що випливає з розгляду діаграми стану (рис. 14).

Отже, добавка крейди в стрижневу суміш підтвердила справедливість описаних загальних закономірностей і вказала перспективність застосування крейди як засіб, що полегшує выбивку стрижнів з отливок.

1.4.5.Влияние окису магния.

Додавання окису магнію в суміш потроху (до 0,6%) дозволяє відповідно до потрійний діаграмою Na[pic]O-MgO-SiO[pic] (лінія A—A на рис. 16) підвищити температуру другого максимуму роботи выбивки до 1400° З (рис. 17).

[pic].

Однако суміш, яка містить окис магнію, як і, як і CaO, гигроскопична, для отримання задовільних фізико-механічних властивостей суміші у ній необхідно вводити додаткову кількість води, або попередньо «гасити» MgO.

[pic].

Рис. 17.Работа, затраченная на выбивку зразків у суміші з добавкою 0,5% MgO;

1 — висушених при 200° C;

2 — продутых CO[pic].

1.4.6.Влияние добавок доменного шлака.

Досліджували зокрема можливість використання гранулированных доменних шлаків Єнакіївського металургійного заводи на складі жидкостекольных сумішей для поліпшення выбиваемости[5]. З представленої схеми (малюнок) слід, що поліпшення выбиваемости быстротвердеющих сумішей, підданих нагріванню до 700—900°С, необхідно запобігти освіту чи знизити кількість склистого речовини — продукту взаємодії лужних силікатів зв’язувальної з кремнеземом наповнювача. До складу сумішей вводять речовини, відмінні більшої хімічної активністю до лужним силикатам рідкого скла, ніж кремнезем наполнителя.

Цим пояснюється поліпшення выбиваемости сумішей відомими добавками окислів неорганічних речовин (Аl2Оз, MgO, CaO) карбонатів (СаСОз, MgCO3), сполук 2CaO. Si02 в різної форми і чистих металів, наприклад Аl і Mg. Доменні шлаки є комплексну добавку неорганічної речовини мають 40—50% CaO; 3—5% MgO; 6—10% Аl20з. По гранулометрическому складу вони не дуже різняться від кварцових пісків (~60% становлять зерна розміром до 2, 5 мм, близько 20% — 2, 5—5 мм), що ні викликає труднощів при приготуванні сумішей. Встановлено, що «застосування шлаків може поставки з вологістю 20—25% неможливо в зв’язки України із різким погіршенням властивостей сумішей. Використання висушених шлаків через їхньою високою гідравлічної активності призводить до зниження пластичності та живучість сумішей. Оптимальні властивості сумішей досягаються під час введення в до їхнього складу доменних шлаків вологістю 8—10% і розміром зерен трохи більше 7 мм.

Введення у суміші 10% шлаку не призводить до зміни їх міцності після теплової обробки при 200 °C, при 15 і 20% шлаку міцність сумішей незначно зменшується, однак досить високої (відповідно 11, 0 і 9-те, 0 кг/см2). Газопроникність суміші збільшується з 49 до 326 при добавку 20% доменного шлаку. Застосування навіть 10—15% шлаку знижує в 2—5 раз роботу выбивки сумішей. Ще більшою мірою зменшується робота выбивки при 20% шлаку. Суміші з десятьма і 15% шлаку були використані виготовлення стрижнів виливків вагою від 0, 5 до 3, 0 т. У цьому трудомісткість выбивки стрижнів з жидкостекольных сумішей з доменним шлаком і песчано-глинистых сумішей мало отличалась.

1.4.7.Влияние фосфорита.

Цікаві результати під час використання неорганічних добавок були отримані на Бежицком сталеливарному заводі П. А. Лобановим і М. М. Козьминым. Вони встановили, що приварок у суміші фосфорита різко полегшує выбивку стрижнів (табл. 3). У цьому треба врахувати небезпека насичення поверхні виливків надлишковим змістом фосфора.

Таблиця 3.

Вплив добавки фосфорита на выбиваемость сумішей з рідким склом. | Компоненти сумішей | Склад у «вагових частинах | |Луховицкий пісок |100,0 | 100,0| 100,0 | 100,0 | |… |- | |- |- | |Тихвинский боксит |- |3,5 |1,0 |3,0 | |… |6,5 |- |6,5 |6,5 | |Фосфорит |0,5 |6,5 |0,5 |0,5 | |…|1,0 |0,5 |1,0 |1,0 | |… | |1,0 | | | |Рідке скло | | | | | |…| | | | | |. | | | | | |Мазут | | | | | |…| | | | | |… | | | | | |Вода | | | | | |…| | | | | |… | | | | | |Кількість ударів копра до руйнації | | | | | |зразків |35 |8 |3 |2 | |…| | | | | |… | | | | |.

1.5.Влияние органічних добавок.

У першому його розділі глави засвідчили, що чимало дослідники рекомендують введення у суміші органічних добавок, які за выгорании повинні розривати плівку зв’язувальної матеріалу і тим самим полегшувати выбивку стрижнів. Таке твердження як незмінний принципу може бути принято.

Вигоряння органічних сполучних добавок відбувається, зазвичай, при температурах нижчих, ніж 800° З, а при 800° З починається освіту рідкої фази силікатів. Тому, якщо прориви плівок внаслідок вигоряння органічних добавок мали місце, всі вони зникнуть, щойно станеться розплавляння силікатів й освіту рідкої фазы[10,11].

Тому ніякі органічні выгорающие добавки що неспроможні змінити температуру освіти другого максимуму та введення таких добавок з єдиною метою розширення сприятливого для выбивки інтервалу температур (першого мінімуму) є непотрібним. Це цілком підтверджується експериментальними даними, отриманими під час введення в суміші з рідким склом багатьох органічних добавок, зокрема часто рекомендованих в нашій країні за кордоном — розчину бітуму в уайт-спирите (рис. 18, а), сечовини (рис. 18, б), деревної борошна (рис. 18, в), деревного пеки, цукру і др.

За всіх випробуваннях органічних добавок температура освіти другого максимуму 800° З лишалася незмінною. Однак це, значить, що запровадження органічних добавок для полегшення выбивки стрижнів переважають у всіх випадках є бесполезным.

Насамперед при низьких температурах прогріву стрижнів до 400є З запровадження органічних добавок може сприяти прориву плівок та зниження роботи, затрачиваемой на выбивку стрижнів. При високих температур, перевищують 800 °C, за умов нестачі кисню може статися неповне згоряння органічних добавок, у результаті між силікатної плівкою зв’язувальної речовини і зерном наповнювача утворюється інертна прошарок сажистого углерода.

Відомо, що інертні прошарку знижують адгезію плівок і зменшують міцність сумішей. Тому запровадження таких добавок може зменшити абсолютне значення величини A, за нормальної температури освіти другого максимуму чи близьких до ней.

[pic] Позитивні результати можна досягти лише тому випадку, якщо органічна добавка буде розташована лежить на поверхні зерен наповнювача під силікатної пленкой.

Тому, за виборі органічних добавок слід віддавати перевагу порошкообразным (рис. 18, в), які попередньо (перед добавкою рідкого скла) необхідно змішувати з наповнювачем. Розчини в уайт-спирите добавок типу бітуму мають менше поверхове натяг, ніж водний розчин силікату натрію. Якщо тому їх вводити в суміші після рідкого скла, то не досить ефективні. Якщо ж їх вводити на суміш до рідкого скла, то, при перемішуванні в’язкість останнього нас дуже швидко зростає, що перешкоджати витіснення розчину бітуму на поверхню водного розчину силікату натрію. Завдяки цьому позитивний вплив добавки бітуму збережеться, хоча вона виявиться менш ефективне, аніж за застосуванні порошкоподібних органічних добавок (рис. 18, а).

Найменший ефект отримають під час використання водних розчинів, наприклад, сечовини (рис. 18, б).

1.6.Влияние тендітній усадки.

Результати дослідів (рис. 19) на отливках при різному відношенні товщини стінок виливки до радіусу стрижнів показали, що другий максимум утворюється приблизно при 800° З, інші ж ж суміші з добавкою 3% глини не досягли другого максимуму навіть за 1150° C ([pic]). Аналогічні результати отримано при запровадження у суміші хімічно чистого Al[pic]O[pic], MgO, крейди і боксита[10,11]. Рис. 19.Работа, витрачена на выбивку з виливків стрижнів, продутых CO[pic] і изготовлен-ных з сумішей: 1 — кварцевого піску із чотирьох% рідкого скла; 2—кварцевого піску з 3% глини і 4% рідкого стекла.

Зіставляючи результати випробувань зразків, не піддавалися дії рідкого металу, і зразків, заливавшихся металом, можна побачити, що робота, затрачиваемая на выбивку стрижнів за нормальної температури їх нагріву, відповідної другому максимуму чи близька до ній, щодо останнього в кілька разів вищий, порівняно з першим. Основною причиною цього у цьому, що стрижні, встановлених у ливарної формі, піддаються як нагріванню, а й дії сил стискування, які виявляються при усадки виливків в процесі їх остигання. [pic].

Чим тонше зернове будова наповнювача або спеціального добавки, тим вище величина роботи, затрачиваемой на выбивку стрижнів. З іншого боку, ще активного хімічного взаємодії речовин їх доцільно запровадити у тонкоразмолотом виде.

Отже, спеціальні добавки, запроваджувані в суміш в тонкоизмельченном стані, забезпечують значне розширення температурного інтервалу першого максимуму, але у зажимаемых місцях стрижнів, прогревающихся до температури другого максимуму або близьких до ній, величина роботи, затрачиваемой на выбивку, залишається значної. Для зниження роботи выбивки необхідно ухвалити додаткові заходи, яких належить, наприклад, забезпечення «тендітній» усадки стрижнів за її охолодженні. Це можна досягнути примусовим охолодженням стрижнів повітрям чи водою, прискореної выбивкой виливків форму, застосуванням оболочковых стрижнів, двошарових стрижнів з полегшеної серцевиною і др.

1.7.Влияние прискореного охлаждения.

Ефективність прискореного охолодження стрижнів видно з дослідів, проведених зі сумішшю, яка мала кварцовий пісок, 5% рідкого скла і одну % NaOH[10].

Досліди (рис. 20) показали, що завдяки збільшення швидкості охолодження образцов, предварительно нагрітих до температури освіти другого максимуму (800° З), можна приблизно 3 разу скоротити величину А. Аналогічні результати отримано зі збільшенням швидкості охолодження стрижнів, залитих металлом.

Здесь також трудомісткість выбивки стрижнів з виливків при застосуванні методів прискореного охолодження скоротилися приблизно в 3 разу (рис. 21). Це підтверджує ставлення до когезионном типі руйнації сумішей та на міцність стрижнів напруг, що виникають у плівках за її охлаждении.

1.8.Влияние кількості рідкого скла З розрахунків міцності сумішей, відомо, що з даному наполнителе і даному сполучному матеріалі у разі когезионного типу руйнації міцність смеси.

Рис. 22. Робота, витрачена на выбивку стрижнів, висушених при 200 °C з сталевих отливок:

1 — суміш з 8% рідкого стекла;

2— те із шостої%; 3 — те з 4%.

будет безпосередньо залежати кількості введеного у ній зв’язувальної матеріалу. Отже, що більше рідкого скла буде запроваджено в суміш, важче виявиться выбивка стрижнів з отливок (рис.22).

Тож з дійових засобів для полегшення выбивки є максимальне (дозволене на інших технологічним показниками) зниження кількості рідкого скла в смеси.

1.9.Влияние модуля рідкого стекла.

Зміна модуля скла не більше від 2.0 до 3.0 при незначному зміні змісту Na[pic]O не більше 11,8—12.1 до 14,2—14,6% (ГОСТ 8264—56) мало впливає умови выбивки стержней[11].

Істотне підвищення модуля до 3,5 сприятливо б'є по поліпшенні выбивки, але водночас помітно погіршуються технологічні властивості сумішей — пластичність, тривалість збереження физикомеханічних властивостей, значно утрудняє використання сумішей в производстве[6]. Тому доцільнішою є робота на рідкому склі низького модуля (не більше, передбачених ГОСТ 8264–56) з одночасним прийняттям заходів для полегшення выбивки стрижнів згідно з наведеними вище положениями.

2.Улучшение выбиваемости жидкостекольных наливних самотвердеющих смесей.

2.1.Изменение міцності НСС залежно від температури нагрева.

Однією з недоліків жидкостекольных НСС, гальмують їх понад широке використання у ливарних цехах, є погана выбиваемость з виливків. Причина останньої - освіту при 600−800єC легкоплавких силікатів, які за охолодженні призводять до спеканию суміші і різкого підвищення її прочности.

Заради покращання выбиваемости в суміші рекомендують вводити різні добавки, проте надійних критеріїв вибору цих добавок у тому. Органічні добавки найчастіше рекомендують підвищення выбиваемости сплавів чавунних виливків, а неорганічних з стальных.

Заради покращання выбиваемости жидкостекольных НСС намагалися вводити у яких ті ж речовини, що у поліпшення выбиваемости звичайних пластичних жидкостекольных сумішей (вугілля, графіт, кокс, мазут, тирсу, глину, крейда, пульвербакелит та інших.). Проте практика показала, що з цих речовин знижують плинність, стійкість піни і міцність НСС, і навіть погіршують інші властивості НСС.

Таблиця 4.

Поїзди формувальних сумішей, що застосовуються дослідження выбиваемости.

| |Склад, мас. год. | | | | | | | |Суміш | | | | | | | | | |Кварц|Ферро|Жидко| | | | | |евый |хромо|е |Бенто|Вода |ДВ — | | |пісок|- |стекл|нит | |РАЗ | | | |вый |про | | | | | | |шлак | | | | | | | | | | | | | |Пластична жидкостекольная |100 |- |6 |- |2 |- | |Пластична самотвердеющая |95 |5 |6 |- |2 |- | |НСС |95 |5 |6 |- |2 |0,07 | |Песчано-глинистая |100 |- |- |10 |8 |- | | | | | | | | |.

У зв’язку з цим вивчена міцність сумішей після нагрівання і охлаждения[7]. Їх склад приведён в табл. 4. Дослідження засвідчили, що з заливанню чавуном технологічних проб максимальна температура прогріву НСС у центрі зразка, т. е. на глибині 25 мм дорівнює 800 °C, а при заливці сталлю — 1200 °C. Тому добавки, які знижуватимуть міцність НСС після нагріву до 800 °C, вважалися ефективними для чавунного лиття, а після прогріву до 1200 °C — для стального.

Выбиваемость НСС і пластичній самотвердеющей суміші (див. табл. 4), внаслідок наявності у них шлаку, набагато краще, ніж звичайній жидкостекольной. Кілька найкраща выбиваемость НСС проти пластичними самотвердеющими сумішами обумовлена більшої пористість НСС. Проте выбиваемость її, особливо в нагріванні понад 700 °C, гірше, ніж в песчано-глинистых сумішей. Рис. 23.Влияние температури прогріву на міцність при стисканні різних сумішей: 1-самотвердеющей; 2-обычной жидкосткольной; 3-НСС; 4-песчано-глинистой. Крива міцності звичайній жидкостекольной суміші (див. рис. 23, крива 2) має дві максимуму і двоє мінімуму. Такі самі дані отримані дослідниками ЦНИИТМаша. Криві міцності пластичній жидкостекольной самотвердеющей суміші (крива 1) і НСС (крива 3) мають три характерних ділянки: різке зниження міцності при нагріванні до 200 °C, невеличке зміна при 200−600°C; значне підвищення при 600−1000°C і ще більше високе -за температури понад 1000° З. Зниження міцності сумішей при нагріванні до 200 °C пояснюється випаром води гелем, і навіть різними коефіцієнтами термічного розширення кварцевого піску і гелю кремінної кислоти. У табл. 5 наведено результати змін обсягу жидкостекольно-шлаковой композиції і НСС при нагріванні їх до 600° С.

Таблиця 5.

Зміна обсягу композиції і НСС залежно від температури нагріву |Суміш |Розширення (+) і усадка (-). % за нормальної температури, °З | | | 100| | 300| 400 | 500 | 600 | | | |200 | | | | | | | | | | | | | |Жидкостекольно-шлакова| | | | | | | |я композиція |+0,08|-4,40 |-4,60 |-4,50 |-4,40 |-4,20 | |НСС | |+0,20 |+0,40 |+ 0,75 |+ 1,05 |+ 1.55 | | |+0,08| | | | | |.

Через війну нагріву в плівці композиції, скріпної зерна наповнювача, виникають внутрішні напруги, що призводять до утворення тріщин і часткового відриву плівки композиції від зерна піску. Тому сушіння стрижнів чи форм з НСС, витриманих після виготовлення більш 2 год, зменшує їх міцність. Особливо сильно знижується міцність, якщо стрижні і форми з НСС витримані до сушіння добу і більше. При прогріві НСС до 700−720°C розм’якшення жидкостекольно-шлаковой композиції немає, т. е. вона ще твердому стані. Після охолодження міцність суміші істотно не змінюється і выбиваемость її цілком задовільне. Згідно з дослідженнями А. П. Семика, в інтервалі температур 720−1060°С жидкостекольно-шлаковая композиція плавиться. Що Настає рідка фаза взаємодіє зі зернами піску і призводить до спеканию суміші при охолодженні, у результаті міцність НСС зростає, а выбиваемость погіршується. В’язкість композиції при 720—1060°C перевищує 200 Па • з, тому яка проникає здатність їх у пори суміші невеличка. При нагріванні суміші вище 1060 °C в’язкість її внаслідок розплавлювання композиції знижується й при 1100 °C становить 8 Па • з. Завдяки цьому різко зростає яка проникає здатність композиції в пори між наповнювачем, унаслідок чого (після охолодження) міцність НСС значно збільшується, а выбиваемость різко погіршується. Про расплавлении сполучній композиції можна судити з зменшенню міцності НСС, вимірюваною безпосередньо при високих температур (табл. 6). Спостерігалися, що з нагріванні до800°C після докладання навантаження зразок розсипався на шматки, а при 800єC і від починав текти. Нерастворившаяся частина шлаку є включеннями в сполучному і лише частково знижує міцність НСС, тому выбиваемость.

Таблиця 6.

Вплив температури на міцність НСС |Час |Міцність на стиснення, кгс/см ((9,8−10(Па), при нагріванні, °З | |витримки | | |зразків у | | |печі, хв | | | |200 |400 |600 |800 |1000 |1200 |1300 | |5 |10,0 |8,5 |7,0 |2,0 |1,0 |0,3 |0 | |30 |9,0 |7,5 |6,0 |1.8 |0,5 |0 |0 | |45 |8,5 |7,0 |5,8 |1,0 |0,2 |0 |0 | |60 |8,0 |6,5 |5,0 |0,5 |0 |0 |0 |.

НСС трохи краще, ніж в звичайних жидкостекольных сумішей, які містять феррохромового шлака.

2.2.Влияние усадки отливки.

Крім температури, на выбиваемость НСС значною мірою впливає усадка виливки. Про це свідчить результати експериментів із різними железоуглеродистыми сплавами по заливанню до форми при 1550 °C (табл. 7).

Таблиця 7.

Вплив усадки сплавів на выбиваемость НСС | |Усадка |Робота выбивки, Дж, при щільності | |Сплав |сплаву, % |суміші, 10(кг/м (| | | |1,1 |1.3 |1,5 |1,7 | |Сірий чавун СЧ 15−32 |0,9—1,1 |5,0—5,5 |14—15 |46—48 |120—125 | |Половинчастий чавун |1,4—1,6 |6,0—6,5 |18—20 |62—64 |156—160 | |Білий чавун |1,9—2,1 |7,0—8,0 |23—25 |78—80 |195—205 | |Сталь ЗОЛ |1.9—2,1 |7,5—8,0 |24—25 |78—80 |195—205 |.

Оскільки усадка стануть більш, ніж чавуну, выбиваемость НСС з сталевих виливків в 1,5−1,6 разу гірше, ніж із чавунних внаслідок збільшення сил стискування на стержень.

2.3. Вплив неорганічних добавок на выбиваемость НСС.

Выбиваемость НСС поліпшується за незначного зниження змісту рідкого скла, підвищення його модуля і збільшенні змісту феррохромового шлаку, завдяки підвищенню температури плавлення жидкостекольно-шлаковой композиції і збільшення її в’язкості. Добавка шлаку покращує выбиваемость НСС, оскільки цьому підвищується температура плавлення жидкостекольно-шлаковой композиції (рис. 24). Проте зміст феррохромового шлаку понад п’ять% веде до зменшення плинності суміші та зниження міцності її, особливо поверхневою. Зменшення кількості рідкого скла нижче 6% також веде до їх зниження кінцевої міцності НСС. Тож отримання НСС з задовільною выбиваемостью необхідно суворо дозувати склад НСС, особливо кількість рідкої композиції. Рис. 24.Влияние змісту шлаку на температуру начала (1) і конца (2)плавления жидкостеколь-но-шлаковой композиції. Задовільну выбиваемость НСС спостерігається при змісті в суміші не більш 6,0—6,5% рідкого скла з модулем не менш 2,7 і щільністю (1,48—1,52) • 103 кг/м3 чи 8—8,5% жидкостекольной композиції з щільністю (1,29—1,31) • 103 кг/м3 при змісті феррохромового шлаку щонайменше 4—5%.

Из рис. 25 видно, що выбиваемость значно поліпшується зі зниженням щільності НСС і зменшенням температури прогріву. Хороша выбиваемость НСС спостерігається при щільності (1,0−1,1)(103 кг/м3 і температурі прогріву не більш 600° З. Проте задля отримання достатньої міцності 1,5−3,0 кгс/см2, чи (14,7−29,4)(104 Па, через 1 год щільність НСС необхідно витримувати в межах (1,3−1,4)(103 кг/м3. Щоб поліпшити выбиваемость НСС, як зазначалося, необхідно вводити у ній добавки. Багато неорганічні добавки покращують выбиваемость НСС при прогріві до 700−1200°C, проте максимального ефекту можна домогтися при прогріві до 800−900° З. Поліпшення выбиваемости у своїй зумовлено, в основному, підвищенням температури плавлення і в’язкості жидкостекольношлаковой композиції. Дослідження, проведені у КПІ та іншими авторами, показали, що з неорганічних добавок кращі результати для поліпшення выбиваемости НСС дають оксид і гидроксид алюмінію (2,0−2,5%), алюмінієва пудра (0,5−0,6%), і навіть фосфоритне борошно, шамот, спучений перліт і вермикуліт (по 1%). Проте за введення неорганічних добавок выбиваемость НСС поліпшується мало, позаяк у суміш не можна осягнути необхідну кількість добавки (3−5%) через сильного зниження плинності, а окремих випадках і погіршення міцності суміші. Тому перед введенням в НСС неорганічні добавки слід піддавати спеціальної обробці. Відомо, що глина покращує выбиваемость НСС. Добавки в НСС пятихатской глини, обпаленої при 700 °C, різко зменшує роботу выбивки стрижнів з сталевих і чавунних виливків (табл. 8).

Через різке зниження плинності зміст глини в НСС вбирається у 1,0%. Стільки глини не надає істотно на выбиваемость НСС. Перед введенням в НСС більшого (>3−4%) кількості глини її необхідно попередньо обробити СДБ, инден-кумароновой смолою, мазутом чи прокалить при 700−750°С. Оброблена в такий спосіб глина у кількості 3−4% покращує выбиваемость НСС в інтервалі температур 400−1200°С, тому яку можна рекомендувати як підвищення выбиваемости НСС з чавунних і сталевих отливок.

Таблиця 8.

Вплив добавки отожжённой глини на выбиваемость НСС |Сплав |Робота выбивки стрижнів, Дж, при змісті глини і НСС, % | | |- |2 |4 |6 |8 | |Сталь |161,40 |102,60 |10,08 |9,00 |3,84 | |Чугун |52,90 |32,64 |4,47 |1,02 |0,97 |.

.

2.4. Вплив органічних добавок на выбиваемость НСС.

Більшість органічних добавок знижує міцність НСС після прогріву до 800 °C відчутно покращує выбиваемость НСС з чавунних отливок[2,7]. Найбільш раціональні вже економічними можна вважати такі добавки: деревна тирса (0,6−1,0%), деревне пік чи крепитель ДП (1,0−1,5%), кам’яне вугілля чи кокс (1,5−2,0%) та інших. При більшому змісті цих добавок знижується плинність НСС. Щоб зменшити вплив тирси на плинність НСС, їх слід замочувати у питній воді у відсотковому співвідношенні 1: 1, та ще краще — у питній воді з добавкою 0,025% ПАР. Причому у НСС вводиться відповідно менше води та ПАР. Найкращі результати отримують при додаванні тирси з розмірами ситовой фракції близько двох мм. Выбиваемость НСС при прогріві до 700−800°C поліпшується також, якщо додати ній 0,5−1,0% меляси; 1,0−1,5% торфу; 1,5−2,0% графіту; 0,7−1,0% твердої СДБ і др.

З добавок, що значно не впливають на плинність і міцність НСС, але покращують выбиваемость, треба сказати гидрол виробництва Верхньодніпровського крахмало-паточного заводу і Бесланської (Північна Осетія) маисового комбінату. Гидрол Бесланської комбінату перед введенням в НСС необхідно нейтрализовать.

Вплив добавки гидрола на выбиваемость НСС після нагріву до різних температур показано в табл. 9.

З таблиці видно, що добавка гидрола покращує выбиваемость НСС при прогріві їх до температури не вище 800 °C, тому гидрол помітно покращує выбиваемость НСС тільки з чавунних виливків. Новолачные смоли (№ 15, 18, 76, 104, 180, пульвербакелит, идитол та інших.) покращують выбиваемость НСС лише за прогріві до 800° З. При прогріві вище цієї температури выбиваемость НСС різко знижується. Тому добавка новолачных смол покращує выбиваемость НСС лише з чавунних виливків. Выбиваемость НСС з сталевих виливків поліпшується лише за добавку идитола. Резольные смоли (№ 214, 236, 228 та інших.) при добавку їх 0,3−0,5% різко зменшують роботу выбивки при нагріванні НСС до 1200 °C, т. е. вони ефективні підвищення выбиваемости НСС що з чавунних, що з сталевих виливків. Але ці смоли знижують плинність смесей.

Таблиця 9.

Вплив добавки гидрола на выбиваемость НСС | |Робота выбивки, Дж | | | | |Добавка | | |гидрола,| | |% | | | | | | |після нагріву до температур, °З |З виливків | | |20 |200 |400 |600 |800 |1000 |1200 |Чавуну |стали | |— |2,2 |1,8 |1,4 |1,6 |2,2 |3,2 |5,0 |10—12 |20—25 | |1 |2,2 |1,6 |1,2 |1.0 |1,0 |1,8 |2,8 |7,0 |18 | |2 |2,2 |1,8 |1.5 |0,8 |0,8 |1,5 |2,5 |5,0 |16 | |3 |2,2 |2,2 |1,8 |0,6 |0,7 |1,4 |2,2 |3,0 |13 | |5 |2,2 |2,8 |2,0 |0,5 |0,7 |1,3 |2,0 |1,0 |12 |.

Полихлорвиниловая смола (ПВХ-С60) знижує міцність НСС при прогріві до 1000−1200°C, тож також покращує выбиваемость з чавунних і сталевих отливок.

З продуктів коксохімічного виробництва особливої уваги заслуговують инден-кумароновые, стирольно-инденовые і кам’яновугільні смоли. Вплив инден-кумароновых смол на выбиваемость та інші властивості НСС після нагріву до різних температур показано в табл. 10 і 11.

З табл. 10 видно, що це инден-кумароновые смоли різко знижують міцність НСС при прогріві до 1000 °C і лише за 1200 °C робота выбивки кілька збільшується. Тому инден-кумароновые смоли покращують выбиваемость стрижнів з НСС з сталевих отливок.

Таблиця 10.

Вплив добавки инден-кумароновой смоли на выбиваемость НСС |Марка |Добавка |Робота выбивки, Дж, після нагріву до | |инден-кумаро- |смоли, |температур, °З | |нової моли |% | | | | |20 |200 |400 |600 |800 |1000 |1200 | |НСС |— |2,2 |1,6 |1,4 |1,8 |2,2 |3,2 |5,0 | |без смоли | | | | | | | | | | |0,3 |2,2 |0,7 |0,4 |0,2 |0,2 |0,4 |0,6 | |BI |0,5 |2,2 |0,4 |0,2 |0 |0 |0,2 |0,4 | | | |2,2 |0,1 |0,1 |0 |0 |0,1 |0,3 | | |0,3 |2,2 |1,0 |0,6 |0,5 |0,5 |0,6 |0,8 | |Д/IV |0,5 |2,2 |0,5 |0,4 |0,3 |0,3 |0,4 |0,7 | | |1,0 |2,2 |0.3 |0,1 |0,1 |0,1 |0,2 |0,6 | | |0,3 |2,2 |1,0 |0,8 |0,6 |0,6 |0,8 |1,0 | |Д/V |0,5 |2,2 |0,7 |0,5 |0,5 |0,5 |0,8 |0,9 | | |1,0 |2,2 |0,5 |0,3 |0,3 |0,3 |0,6 |0,8 |.

Таблиця 11.

Вплив добавки инден-кумароновой смоли на властивості НСС |Марка |Добавка |Плинність, |Стійкість |Міцність на | |инден-кумароново|смолы, % |мм |пены, мин |стиснення, кгс/см2 | |і | | | |(9.8−104 Па), | |смоли | | | |через, год | | | | | | | | | | | |1 |24 | |НСС без смоли |— |110 |8—10 |2,0 |6,0 | | |0,3 |110 |8 |2,0 |6,0 | | |0,5 |108 |7 |2,0 |6,0 | |В/I |1,0 |108 |8 |2,2 |6,2 | | |1,5 |106 |8 |2,2 |6,5 | | |2,0 |105 |7 |2,5 |6,5 | | |0,3 |112 |8 |2,0 |6,0 | | |0,5 |110 |7 |2,0 |6,0 | |Д/IV |1,0 |110 |7 |2,0 |6,5 | | |1.5 |108 |8 |2,2 |6,2 | | |2,0 |106 |7 |2,0 |6,0 | | |0,3 |110 |8 |2,0 |6,0 | | |0,5 |110 |8 |2,0 |6,0 | |Д/V |1,0 |110 |8 |2,0 |6,2 | | |1,5 |108 |7 |2,2 |6,2 | | |2.0 |106 |7 |2,2 |6,5 |.

Стрижні з НСС при добавку смоли B/I у кількості 1,0% висипалися з виливки. Перевагою инден-кумароновых смол також і те, що при добавку до 2% вони не впливають на плинність, міцність та інші технологічні властивості НСС (див. табл. 11).

Різке поліпшення выбиваемости НСС при добавку инден-кумароновых смол пояснюється виділенням при нагріванні значної кількості сажистого вуглецю, який розподіляється в жидкостекольной композиції і тому знижує міцність суміші. Розпад цих смол при нагріванні докладно у роботах Д. М. Лихоманило. Инден-кумароновые смоли випускаються коксохімзаводами по ГОСТ 9263–66. Хороші результати для поліпшення выбиваемости НСС отримані при добавку в суміш кам’яновугільної смоли марки B (ГОСТ 4492- 65) (табл. 12). Заради покращання выбиваемости звичайних быстротвердеющих жидкостекольных сумішей додають мазут. Вперше він застосували на Коломенському заводі важких верстатів. Спосіб поліпшення выбиваемости НСС добавкою мазуту приваблює своєї дешевизною, простотою і зручністю дозування. Проте спроби багатьох ливарників застосувати мазут підвищення выбиваемости НСС виявлялися безуспішними, оскільки усі його марки придатні цієї мети: при введення 0,1−0,3% мазуту різко зменшувалася стійкість піни, а рідка рухливість НСС зникала ще смесителе.

Таблиця 12.

Вплив добавки кам’яновугільної смоли на выбиваемость НСС |Добавка |Робота выбивки, Дж | |каменно-уг| | |ольной | | |смоли, % | | | |після нагріву до температури, °З |З виливків | | |20 |200 |400 |600 |800 |1000 |1200 |Чавуну |стали | |- |2,2 |1,6 |1,4 |1,8 |2,2 |3,2 |5,0 |10−12 |20−25 | |0,5 |2,2 |2,4 |1,5 |0,8 |1,3 |1,8 |2,6 |1,0 |17,0 | |1,0 |2,2 |3,0 |1,5 |0,8 |0,6 |1,4 |2,2 |0,5 |7,0 | |2,0 |2,2 |4,0 |2,8 |1,0 |0,2 |0,6 |1,7 |0,2 |1,5 |.

У зв’язку з цим у КПІ було вивчено вплив різних марок мазуту на технологічні властивості НСС. Відомо, що у нафтопереробних заводах поділяють нафту котрі становлять у залежність від температури кипіння (конденсації) останніх. Отриманий внаслідок перегонки нафти мазут є полупродуктом і має назва прямогонного чи мазуту ABT (від назви установки — атмосферно-вакуумно-трубчатая). При крекінгу мазуту утворюється крекинг-остаток, частину доходів якого використовують як товарний мазут, а частина — щоб одержати нафтового коксу. Відповідно до ГОСТ 10 585– — 65, товарний мазут як паливо випускається наступних марок: флотський (Ф5 і Ф12); топочный (40, 100 і 200) й у мартенівських печей (МП). Основний частиною мазуту будь-який марки є прямогінний мазут, крекинг-остаток чи їх суміш. Мазути різних марок різняться, переважно, в’язкістю, температурами спалахи і застигання, теплотою згоряння. Зміст в мазуті гасу, газойлю, солярної фракції та інших домішок ДОСТом не регламентується. У багатьох заводах в мазут для зниження температури застигання, зменшення в’язкості та інших. вводять гас, газойль та інші складові. Нафтопродукти по-різному впливають на властивості НСС. Наприклад, гас, газойль, соляровая фракція різко зменшують плинність НСС навіть за добавку в дуже малому кількості (0,1%). У той самий час прямогінний мазут і крекинг-остаток можна вводити в НСС у кількості до 3% без значного зміни плинності суміші. Це пов’язано з великий молекулярної масою прямогонного мастил і крекинг-остатка проти легкокипящими нафтопродуктами я як наслідок малої здатністю його до гасіння пены.

Дослідження зміни поверхового натягу жидкостекольной композиції з ДС-РАС при добавку до неї різних нафтопродуктів показали, що з добавку гасу її поверхове натяг зростає зі 32. 10−3 Н/м до 41. 10−3 Н/м, тоді як із добавку мазуту воно зберігається практично постійним. Тож у НСС можна вводити прямогінний мазут, крекинг-остаток чи його суміш які забруднені легкокипящими нафтопродуктами в НСС не можна додавати мазут Ф5, який до Держстандарту містить щонайменше 20% керосино-газойлевой фракции.

У КПІ досліджувана впливом геть властивості НСС мазутів різних марок, випущених Одеським, Херсонським, Кременчуцьким На-дворнянским, Дрогобицьким, Новокуйбышевским і Ухтинским (Комі) нафтопереробними заводами. Дослідження засвідчили, що мазути марки 40, випущені Одеським, Херсонським Дрогобицьким і Надворнянским заводами, через вміст у яких гасу, соляровой фракції та інших., непридатні підвищення выбиваемости НСС, оскільки швидко гасять піну і різко знижують плинність суміші. Прямогінний мазут і крекинг-остаток зазначених заводів цілком придатні для входження у НСС з метою поліпшення выбиваемости оскільки містять легкокипящих фракцій. У табл. 13 показано вплив різних марок мазуту Одеського нафтопереробного заводу на властивості НСС.

При добавку 2−3% прямогонного мазуту чи крекинг-остатка НСС зберігає хорошу плинність, високу прочность.

Таблиця 13.

Вплив добавки мазуту на властивості НСС |Марка |Добавка|Текучесть |Підвалина- |Міцність, |Газопроница- | |мазуту |мазуту |, мм |чивость|кгс/см2 |емость, од. | |чи вид|в НСС, | | |(8(104 Па) | | | |% | |піни, | | | | | | |хв | | | | | | | | | | | | | | |1 год |24 год |1 год |24 год | |40 |0,5 |6−7 |3,5 |9,5 |102 |275 | |40 |1,0 |Суміш не тече |- |— |— |— | | | | | | | | | | | | | | | | | |Прямо- |0,5 |100 |13 |1.8 |7,0 |42 |326 | |гонный |1,0 |100 |11 |1.7 |8,7 |46 |398 | | |2,0 |100 |8 |1.8 |10,0 |80 |400 | | |3,0 |90 |5 |2,5 |12, 0 |90 |500 | |Крекинг|0,5 |105 |10 |1,8 |5,0 |10 |610 | | |1,0 |100 |8 |2,5 |6,1 |55 |610 | |Остаток|2,0 |100 |9 |1,9 |6,7 |67 |540 | | |3,0 |90 |4 |3,0 |12,0 |50 |610 |.

Хороші результати дає мазут марки 100, що його випускає Кременчуцьким, Ухтинским і Новокуйбышевским заводами. Мазут марки 100 Кременчуцького заводу є звичайний прямогінний мазут і можна вводити в НСС до 3%. У цьому плинність НСС цілком задовільна, міцність висока (2,0—3,5 кгс/см2, чи (19,6—34,6) • 104 Па через 1 год) і газопроникність хороша (60—80 од. через 1 год і 500—700 од. через 24 год після заливання). Мазут марки 100, і навіть прямогінний мазут і крекинг-остаток Ухтинского заводу можна вводити до запланованих 4% без помітного погіршення плинності та інших властивостей НСС, оскільки вони містять легкокипящих примесей.

У табл. 14 показано вплив кількості мазуту на выбиваемость НСС.

З таблиці видно, що мазут різко покращує выбиваемость НСС, навіть за прогріві суміші до 1200° С.

При запровадження органічних добавок выбиваемость НСС значною мірою залежить кількості сажистого вуглецю, що утворюється из.

Таблиця 14.

Вплив добавки мазуту на выбиваемость НСС |Добавка |Робота выбивки, Дж, при нагріванні НСС до температури, °З | |мазуту, % | | | |20 |200 |400 |600 |800 |1000 |1200 | |- |2.2 |1,8 |1,4 |1,6 |2,2 |3,2 |5,2 | |0,5 |2,2 |3.0 |2,4 |2,0 |1,5 |2,0 |2,5 | |1,0 |2,2 |4.0 |2,0 |1,5 |1,0 |1.5 |1,7 | |2,0 |2,2 |6,0 |1,8 |1,3 |0,8 |0,7 |0,7 |.

этой добавки при нагріванні суміші. Добавки, які виділяють дуже багато сажистого вуглецю (инден-кумароновые смоли, мазут та інших.), покращують выбиваемость набагато більше, ніж вуглець — містять добавки, що утворюють менше сажистого вуглецю. Таке вплив сажистого вуглецю підтверджують також досліди, за яких НСС разом із смолами вводили окислювач — нітрат амонію. Окислювач зменшував кількість сажистого вуглецю, унаслідок чого выбиваемость погіршувалася. Розмір частинок і розподіл що утворився сажистого вуглецю мають вплив на выбиваемость НСС. Наприклад, при введення 0,25% сажі выбиваемость НСС становить близько 17 Дж, тоді як із введення 0,5% инден-кумароновой смоли, з якої утворюється теж приблизно 0,25% сажистого вуглецю, выбиваемость становить лише 1 Дж. Кількість выделяющегося при нагріванні сажистого вуглецю залежить від будівлі вводяться у НСС органічних речовин зростає зі збільшенням молекулярної є і під час переходу від лінійного до циклічному будовою молекули речовини. Так, инден-кумароновые смоли, молекули яких мають два бензольных кільця, утворюють 40−45% сажистого вуглецю, а синтетичні смоли, молекули яких мають одне бензольное кільце — 25−30 відсотків. При нагріванні фенолоформальдегидных смол кількість выделяющегося сажистого вуглецю і вплив смол на выбиваемость НСС залежать від кількості що у них фенолу. Чим більший у них фенолу, тим більше коштів утворюється сажистого вуглецю і тих краще выбиваемость НСС. Розглянуті вище резольные смоли (№ 228, 214 та інших.) містять більше пов’язаного фенолу, тому виділяють при нагріванні більше сажистого вуглецю і більше покращують выбиваемость НСС проти новолачными смолами (№ 15, 104 та інших.). По механізму дії на поліпшення выбиваемости НСС органічні речовини можна розділити втричі группы.

До першої групи можна віднести речовини, вплив яких выбиваемость суміші пов’язані з виділенням при нагріванні великої кількості газів, наприклад, деревна тирса з окислювачем. Такі добавки ефективні при нагріванні НСС не вище 700−720° З. За більш високої температурі пори в розплавленою композиції завариваются і выбиваемость НСС не поліпшується. Речовини першої групи покращують выбиваемость НСС тільки з чавунних виливків. По-друге групу входять речовини, які за нагріванні не перетерплюють агрегатних змін у яких після нагріву до 1200 °C коксовий залишок становить 90−95%. До речовин цієї групи ставляться чорне й сріблястий графіт, нафтової і кам’яновугільний кокс та інших. Речовини цієї групи покращують выбиваемость НСС переважно з чавунних виливків і лише трохи з стальных.

До третьої групи ставляться речовини, що утворюють при нагріванні значне кількість сажистого вуглецю, який, розподіляючись в НСС, перешкоджає спеканию плівки композиції. Залежно кількості выделяющегося при 1200 °C сажистого вуглецю речовини третьої групи, своєю чергою, можна розділити втричі подгруппы.

У перший підгрупу входять речовини, які виділяють до 20% сажистого вуглецю (торф, патока, гидрол та інших.). Вони ефективно покращують выбиваемость НСС з чавунних виливків при прогріві суміші до 700−720° С.

До другої підгрупі ставляться речовини, які виділяють 20—30% сажистого вуглецю (смоли № 74 і 104, деревна тирса та інших.). Вони значно покращують выбиваемость НСС з чавунних виливків й у певної міри і з сталевих (при нагріванні НСС трохи більше 1000−1200° С).

Речовини третьої підгрупи виділяють понад 34% сажистого вуглецю і ефективно покращують выбиваемость НСС що з чавунних, що з сталевих виливків. До цій групі ставляться смоли инден-кумароновая, стирольноинденовая, кам’яновугільна, № 236, мазут і др.

3. Выбиваемость ЖСС з рідкими отвердителями.

3.1.Выбиваемость ЖСС з ацетатом этиленгликоля.

Підвищена увага ливарників до жидкостекольным сумішам з рідкими отвердителями пояснюється низкою важливих переваг цих сумішей порівняно коїться з іншими ЖСС: зниженим змістом зв’язувальної на великих прочностных показниках, кращої выбиваемостью з виливків і гарантією високої якості поверхности.

Застосовувані там рідкі отвердители, випущені спеціалізованими фірмами, є ацетаты гліцерину чи этиленгликоля. У нашій країні промислового виробництва таких отвердителей відсутня. У 1975 р. НВО «ЦНИИТмаш» розробили ЖСС з рідким отвердителем пропиленкарбонатом— складним ефіром пропиленгликоля та вугільної кислоти. Випускається він досвідченими партіями ПО «Ангарскнефтеоргсинтез». Суміші з пропиленкарбонатом застосовують у час на13 заводах країни при отриманні стрижнів і форм для сталевих, чавунних і алюмінієвих отливок.

З сумішей з пропиленкарбонатом виготовляють: стрижні для сталевих виливків — на Харківському турбінному заводі ім. Кірова, Старо-Краматорском заводі ім. Орджонікідзе, ПО «Електроважмаш» (р. Харків), «Сибтяжмаш», «Сибэнергомаш», стрижні для чавунних виливків — на Гомельском сумському заводах «Центроліт», форми для чавунних виливків — на Московському чугунолитейном заводі «Станколит» та ВО «Ташкентський тракторний завод», стрижні підвищеної складності для алюмінієвих виливків — на Харківському заводі ім. Малишева та ін. Проте постачання пропиленкарбоната ливарному виробництву обмежена, і промисловий випуск подорожчання протягом найближчих роки не планується. З іншого боку, суміші з пропиленкарбонатом мають обмежену живучість (Ж) 10…12 хв, затрудняющую виготовлення великих форм і стрижнів, особливо у літній період. Ж сумішей з пропиленкарбонатом можна збільшити до 25 хв з допомогою складних ефірів фталевої кислоти, добре сочетающихся з пропиленкарбонатом. Проте використання практично цього регулювання Ж пов’язані з певними незручностями. Тому НВО «ЦНИИТмаш» останніми роками що з хіміками веде роботи з отримання інших більш технологічних сложноэфирных отвердителей з допомогою щодо недефицитного і порівняно дешевого сировини. До таких отвердителям ставляться ацетаты этиленгликоля[3].

У результаті, проведених НВО «ЦНИИТмаш» що з Дзержинським ПО «Синтез», розроблено й уточнена технологія синтезу отвердителей з урахуванням ацетатов этиленгликоля, визначено склад отвердителей відповідно до вимогами ливарного производства.

З допомогою розробленій технології на можна одержувати отвердители різної активності із наперед заданими властивостями. Ж і швидкість тверднення сумішей може регулюватися від 8…10 хв до 60.,.90 хв. На рис. 26, а, б видно кінетика тверднення сумішей і Ж при застосуванні отвердителей чотирьох марок. Різноманітним маркам АЦЭГ дано умовні позначення: 1Б (швидкий) з Ж =8. 10 хв, 2СБ (середньо швидкий) з Ж=18…20 хв, ЗСМ (середньо повільний) з Ж==27…30 хв, 4 М (повільний) з Ж=50… 55 хв. У разі потреби може бути отримана п’ята марка АЦЭГ 5 ММ з Ж=90 хв. Суміші містять 3,5 мас. год. ЖС і 0,35 мас. год. ацетатов этиленгликоля. У Польщі розроблено й застосовується отвердитель «Флодур», являє собою також ацетат этиленгликоля. Розроблені автором АЦЭГ як не поступаються, а й перевершують по прочностным характеристикам суміші з отвердителем «Флодур».

[pic].

Рис. 26. ?[pic](а) і жидкотекучесть (б) сумішей різних марок АЦЭГ.

Порівняльні властивості сумішей (основа, мас. год.: 100 люберецкого піску; 3,5 ЖС M=2,5; p=1480 кг/м[pic]) з 0,35 мас. год. вітчизняного отвердителя АЦЭГ (суміші 1, 3) і 0,4 мас. год. отвердителя «Флодур» (суміші 2, 4) наведено ниже.

| | | | | | | |1 |2 |3 |4 | | | | | | | |Ж, хв | | | | | | | | | | | | | | | | | | |13 |12 |22 |26 | |[pic][pic], Мпа, через, ч: | | | | | |1 |1,57 |0,53 |0,83 |0,47 | |8 |2,13 |1,1 |2,6 |1,66 | |14 |4,4 |3,5 |5,0 |4,1 |.

Выбиваемость сумішей оцінювалася по трудомісткості видалення досвідчених стрижнів перерізом 100Х100 мм заввишки 180 мм з сталевої виливки (470Х170Х180 мм, стінка завтовшки 35 мм, маса 150 кг). Трудомісткість выбивки суміші для СО[pic]—процесса, що містить 6 мас. год. ЖС прийнята за 100%, ЖСС і ПСР (з 6-ї мас. год. ЖС) становила 68%, ЖСС з АЦЭГ (3,5 мас. год. ЖС) — 38%, ЖСС з АЦЭГ (2,5 мас. год. ЖС) — 12,5%, ЖСС з синтетичної смолою— 7,5%. При запровадження у суміші з АЦЭГ сахаросодержащих речовин чи спеціальних диспергирующих поверхнево-активних ве;

[pic].

Рис. 27. Влияние відносної вологості повітря (%) на кінетику твердения:

1—30; 2— 50; 3 — 70; 4 — 90. ществ зміст ЖС то, можливо снижено з 3,5 до 2,5 мас. год. за збереження високих прочностных властивостей і низької осыпаемости, що дозволяє майже 3 разу поліпшити выбиваемость, наблизивши її до выбиваемости ЖСС з синтетичними смолами. За даними автора, зниження вмісту ЖС на кожні 0,5 мас. год. (без впровадження якихось добавок) покращує выбиваемость сумішей зі сложноэфирными отвердителями приблизно 2 раза.

Рідкі отвердители з урахуванням АЦЭГ вигідно від інших сложноэфирных отвердителей, зокрема пропиленкарбоната, тим, що дозволяють знизити зміст ЖС в суміші шляхом зниження [pic] без істотною втрати прочностных властивостей не більше припустимою осыпаемости. Так, [pic] ЖС можна знизити з 1480…1500 до 1400 і 1450 кг/м[pic] при тому самому змісті в суміші розведеного ЖС і тим самим додатково поліпшити її выбиваемость. У сумішах з пропиленкарбонатом зниження щільності ЖС призводить до помітному скороченню Ж, падіння міці й підвищенню осыпаемости. На кінетику тверднення і міцність сумішей великий вплив надає відносна вологість (W) повітря (рис. 27). Що відносна W, то повільніша темп наростання міці й нижче від її абсолютні значення. З підвищенням W з 30 до 90%, що він відповідає дощової сирої погоді, міцність знижується майже 3 разу, але це не надає істотного впливу якість готових стрижнів і можливість їхнього подальшого використання. Відмінною рисою сумішей зі складними ефірами був частиною їхнього хороша сипкість через низького вмісту у суміші рідкої фази. У результаті суміші мають легкої уплотняемостью, що дозволяє вживати виброуплотнение замість струшування, пресування, пескометной формовки і ін. Для сумішей з рідкими отвердителями характерний високий темп наростання міцності по закінченні живучості, що є дуже важливого значення для скорочення циклу виготовлення форм і вивільнення оснастки. Вилучення моделей з затверділої форми можна проводити під час досягнення сумішшю манипуляторной міцності, розмір якої для подібного типу сумішей 3 мас. год. ЖС (М=2,2); у суміші з 2 мас. год. ЖС (М=2,2) вплив отвердителя на выбиваемость сумішей на кварцовому піску практично нівелюється. Залежність [pic] від змісту зв’язувальної істотно змінюється при застосуванні высокомодульного ЖС (М=3,1), що можна у разі використання кремнийорганического отвердителя. З зменшенням змісту ЖС (М=2,2) з 3 до 2 мас. год. [pic] знижується майже 3 разу (крива 1). Зіставити результати випробувань суміші з высокомодульным ЖС, отверждаемой пропиленкарбонатом, неможливо через її малої Ж.

Рис. 30. Зміна [pic] суміші залежно від змісту ЖС. Для сумішей зі зниженим вмістом ЖС выбиваемость поліпшується лише у тому випадку, якщо їх приготуванні немає ЖС з низьким модулем. Застосування таких сумішей показало, що поліпшення Ж, міцності, осыпаемости з допомогою зниження М рідкого скла нівелює ефект поліпшення выбиваемости від зниження її й навіть можуть призвести погіршення выбиваемости. Слід зазначити ще одне особливість выбиваемости сумішей з кремнийорганическим отвердителем: для стрижнів з суміші на кварцовому піску з 1,5…2,0 мас. год. ЖС тривалість гидровыбивки виявилася той самий, як стрижнів з смоляних сумішей, однак за выбивке з допомогою механічного інструмента тривалість видалення жидкостекольных сумішей у кілька разів більше тривалості видалення смоляних. Суміші з ЖС і кремнийорганическим отвердителем, які у ролі наповнювача. хромит чи хромомагнезит, відрізняються поруч особливостей. Зміст ЖС у тих сумішах становить 3,5…4,5 мас. год., що у 2—2,5 разу менше, ніж у застосовуваних хромитовых сумішах, отверждаемых СО[pic]. Хромитовые і хромомагнезитовые суміші з ЖС і кремнийорганическим отвердителем можуть закаліть з допомогою СО[pic] без наступного погіршення властивостей при зберіганні стрижнів і форм. Робота выбивки жидкостекольных хромитовых сумішей з кремнийорганическим отвердителем в 10—15 разів менша роботи выбивки хромитовых сумішей з 7…10 мас. год. ЖС. У інтервалі нагріву 400…1000° З робота выбивки цих сумішей практично стала (температурні екстремуми выбивки не спостерігаються). Інший аномалією жидкостекольной хромитовой суміші з кремнийорганическим отвердителем є слабка залежність роботи выбивки від модуля ЖС в інтервалі 400…1000 ° З за однакової його содержании.

Застосування кремнійорганічних отвердителей в жидкостекольных хромитовых сумішах дозволило істотно поліпшити выбиваемость з допомогою скорочення змісту ЖС та структури сполучній композиції після охолодження. У той самий час використання у хромитовых сумішах з 7…10 мас. год. ЖС добавок (глин, бокситів та інших.), які забезпечують поліпшення выбиваемости шляхом підвищення температури плавлення сполучній композиції, зумовлювало погіршення противопригарных свойств.

Выводы.

Аналіз літературних джерел показав, що поліпшення выбиваемости жидкостекольных сплавів виливків застосовують такі методи: 1) Введение в суміш неорганічних добавок (глины, боксита, мела та інших.). Дія неорганічних добавок на умови выбивки сумішей з рідким склом принципово однаково. Вона заснована у тому, у процесі нагріву введені речовина реагує з складовими рідкого скла Na[pic]O і SiO[pic], створюючи відповідне потрійне з'єднання. Температура плавлення потрійного сполуки відповідає температурі другого максимуму роботи, затрачиваемой на выбивку стержней.

2)Введение органічних добавок (древесного пека, битума, графіту та інших.). При низьких температурах прогріву стрижнів до 400є З запровадження органічних добавок може сприяти прориву плівок та зниження роботи, затрачиваемой на выбивку стрижнів. При високих температур, перевищують 800 °C, в умовах нестачі кисню може статися неповне згоряння органічних добавок, у результаті між силікатної плівкою зв’язувальної речовини і зерном наповнювача утворюється інертна прошарок сажистого углерода.

Відомо, що інертні прошарку знижують адгезію плівок і зменшують міцність сумішей. Тому запровадження таких добавок може зменшити абсолютне значення величини A, за нормальної температури освіти другого максимуму чи близьких до ней.

3)Уменьшение змісту рідкого скла. Т. к рідке скло має винятково високою адгезией до кварцові, то протікає когезионный тип руйнації суміші. Через війну міцність суміші безпосередньо залежатиме кількості введеного у ній зв’язувальної матеріалу. Чим менший рідкого скла буде запроваджено в суміш, тим виявиться выбивка стрижнів з отливок.

Список використаної литературы.

Список використаної литературы:

1. Берг П. П. Формувальні матеріали. — М.: Машгиз, 1963. 408с. 2. Борсук П. А., Лясс А. М. Жидкие самотвердеющие смеси.-М.:Машиностроение, 1979.;

255с. 3. Борсук П. А. Смеси з рідкими отвердителями.//Литейное производство.-1990. № 2.-c.15−17. 4. Винокуров В. В., Иоговский В. А., Мармонтов Е. А і др. Улучшение выбиваемости жидкостекольных сплавів отливок.//Литейное производство.-1966.-№ 2.-c.25- 27. 5. Вишняков Х. И. Поліпшення выбиваемости жидкостекольных сумішей добавками доменного шлака.//Литейное производство.-1976.-№ 11.-c.42. 6. Грузман В. М. Улучшение выбиваемости жидкостекольных смесей.//Литейное производство.-1999.-№ 6.-c.30−31. 7. Дорошенко С. П., Ващенко К. И. Наливная формовка: Монография.-Киев:Вища школа. Головне изд-во, 1980.-176c. 8. Дорошенко С. П., Макаревич А. П. Состояние і застосування жидкостекольных смесей.//Литейное производство.-1990.-№ 2.-c.14−15. 9. Климкин А. В. Смеси поліпшеною выбиваемости.//Литейное производство.-1990. № 2.-c.25. 10. Лясс А. М. Быстротвердеющие формувальні суміші .-.:Машиностроение, 1965. 322c. 11. Лясс А. М., Валисовский И. В. Пути поліпшення выбиваемости суміші з рідким стеклом.//Труды ЦНИИТМАШ.-1960.-№ 6.-c.81−95. 12. Лясс А. М., Валисовский И. В. Об поліпшенні выбиваемости сумішей з рідким склом .//Ливарне производство.-1961.-№ 9.-с.15−17. 13. Медведев Я. И., Валисовский И. В. Технологические випробування формувальних материалов.-2-е видання, перераб. и доп. -М.:Машиностроение, 1973.-298c. 14. Ромашкин В. Н., Валисовский И. В. Смеси з поліпшеними технологічними свойствами.//Литейное производство.-1990.-№ 2.-c.17−18. 15. Рыжков И. В., Толстой В.С.Физико-химические основи формування властивостей сумішей з рідким стеклом.-Харьков:Вища школа, 1975.-128c.

———————————- [pic].

[pic].

[pic].

Рис. 2. Вплив відносини товщини стінки виливки зі сталі 30Л до радіусу стрижня на максимальну температуру стержня:

1-поверхности;2-вточке з відривом, рівному половині радіуса; 3-в центре.

Рис. 3. Робота, витрачена на выбивку зразків у сумішей з рідким стеклом:

1-высушенных при 200єC; 2-продутых.

CO[pic].

Рис. 5. Робота, витрачена на выбивку зразків: 1 і 2 — висушених при 200є З і повторно нагрітих до 200є З і до 400є З; 3 і 4 — продутых CO[pic] і далі нагретых до 200є З і по 400є C.

|Рис. 10. Робота, витрачена на выбивку | |зразків у сумішей з добавкою 3% Al[pic]O[pic]. | | |.

Рис. 25. Вплив щільності НСС її выбиваемость після прогріву при температурах:

1- 600є З; 2- 900є З; 3- 1100є C.

Рис. 12. Робота, витрачена на выбивку зразків у суміші з добавкою 7% шамоту (чи 5% глини (б): / — висушених при 200° З; 2—продутых CO[pic]; 3— прожарених при 600° C;

4— прожарених при 1300° С.

Рис. 13. Робота, витрачена на выбивку нагрітих і охолоджених зразків у сумішей з добавкою 3% боксита:

1—высушенных при 200° З; 2 — продутых CO[pic].

Рис. 15. Робота, витрачена на выби — ску зразків у суміші з добавкою 1,1% мела:

1 — висушених при 200° C;

2—продутых CO[pic].

Рис. 16. Діаграма стану системи Na[pic]O-MgO-SiO[pic].

Рис. 20. Робота, витрачена на Выбивку зразків, нагрітих до 800° З і далі охолоджених з різною скоростью:

1—высушенных при 200° C;

2— продутых CO[pic].

Рис. 21. Робота, витрачена на выбивку стрижнів, продутых CO[pic], з виливків при різної швидкості їх охолодження: 1-остывание разом із формою; 2 — выбивка через 1ч; 3—выбивка через 15 хв; 4—продувка повітрям після заливки.

Рис. 18. Робота, витрачена на выбивку зразків у суміші: а — з добавкою 2% розчину бітуму в уайт-спирите; б—с добавкою сечовини; в —з добавкою 2% деревної муки:

/—висушених при 200° З; 2 — продутых СО[pic].

[pic].