Репета Л.П., Сиропоршнєв Л.М.

(НТУУ «КПІ», м. Київ)

ОПТИМІЗАЦІЯ СКЛАДУ СУМІШЕЙ НА ОСНОВІ КВАРЦОВОГО ПІСКУ, СПУЧЕНОГО ПЕРЛІТУ ТА СМОЛИ СФП 011Л

Застосування стрижнів з високою густиною для комбінованих пінополістиролових моделей (для стрижнів на основі кварцового піску вона складає 1650 кг/см³) може привести до деформації моделей при ущільненні або до руйнування ливникової системи. В зв’язку з цим виникає необхідність застосування  суміші з вогнетривкого наповнювача з низькою густиною.

Одним із таких вогнетривких наповнювачів може являтись спучений перліт, який володіє достатньою вогнетривкою та відносно низькою густиною.

У зв’язку з цим досліджено вплив спученого перліту разом з кварцовим піском на властивості стрижневих сумішей.

В дослідженнях використовувався спучений перліт марки ПВМ (ГОСТ 1083 ‑ 2009)

Були проведені дослідження впливу кількості спученого перліту на густину (рис. 1, 2). Суміші спікались при температурі 240 °С протягом 12 хв.

Встановлено, що зі збільшенням кількості спученого перліту, як і слід було очікувати, густина суміші зменшується від 1,65 г/см³ для суміші на основі 100 % кварцового піску до 0,78 г/см³ для суміші на основі 100 % спученого перліту.

Досліджено вплив добавки спученого перліту на міцність та властивості стрижнів (рис. 2).

Встановлено, що зі збільшенням кількості спученого перліту збільшується міцність стрижнів і досягає максимуму при 50 % об. спученого перліту. Подальше збільшення спученого перліти призводить до зниження характеристик міцності. Такий  характер зміни  міцності    прослідко-

вується незалежно від кількості смооб. СФП 011Л, 3 – при 25 % СФП 011Л              ли СФП 011Л з  тією  лиш  різницею, перліту на міцність стрижнів     чує більшу міцність стрижнів.

Збільшенням кількості спученого перліту до 50 % об. в суміші міцність збільшується, досягаючи свого максимального значення – 2,5 МПа для сумішей з 13 %  об. СФП 011Л, 3,52 МПа для сумішей з 19,4 %  об. СФП 011Л та 4,05 МПа для сумішей з 25 %  об. СФП 011Л, а при подальшому збільшенні – міцність падає. Це пояснюється, що у спученого перліту у порівнянні з кварцовим піском переважає дрібна фракція, тому упаковка зерен стає більш компактною, відповідно зв’язок між зернами збільшується. При великій кількості спученого перліту більше 50 % об.   – міцність зменшується у звʼязку з низькою міцністю спученого перліту (міцність на здавлення менше 0,1 МПа)

Досліджено вплив парочасової обробки на на властивості суміші на основі кварцового піску та спученого перліту ( рис. 3)

Встановлено, що вже при двохвилинній обробці парою приводить до зменшення міцності. Для сумішей на основі кварцового піску міцність падає з 2,28 до 0,98 МПа .Для сумішей зі спученим перлітом при такій же часовій обробці з 3, 46 МПа до 1,3 МПа. Подальше збільшення обробки веде до незначного зменшення міцності.

Такий характер зміни міцності повʼязаний з вологонасиченням (рис.4).

Найбільш інтенсивне вологонасичення прослідковується при двохвилинній обробці парою. Збільшення часу обробки до 8 хв ( час, який є необхідний для отримання пінополістиролової моделі в автоклаві) незначно збільшує подальше вологонасичення. Варто відмітити, що суміші з добавкою спученого перліту володіють більшим вологонасиченням в тій більшій мірі чим більша добавка спученого перліту.

Таким чином показано, що добавка спученого перліту в кількості 50 % об. сприяє зменшенню густини суміші до 1,08 г/см³, а при парочасовій обробці протягом 8 хв стрижні зберігають достатню міцність – 0,75 МПа, що дозволяє отримувати виливки з необхідною геометричною точністю.