Остання редакція: 2017-07-13
Тези доповіді
Сучасні технології зміцнення стрижневих сумішей розроблено і розраховано на умови масового виробництва, у той час як розвиток ливарної галузі спрямований на створення або технічне переозброєння малих і середніх підприємств із індивідуальним або серійним характером виробництва. У таких умовах застосування провідних світових технологій, які успішно впроваджено на заводах великих автомобільних і машинобудівних концернів, значною мірою збільшує собівартість продукції, ставить підвищені вимоги до культури виробництва і якості формувальних матеріалів.
Саме тому для розвитку ливарного виробництва України необхідним є пошук технологій, адаптованих до вітчизняних ливарних цехів, базованих на використанні доступних і недефіцитних матеріалів, з мінімальними капіталовкладеннями. До таких процесів відноситься виготовлення стрижнів із сумішей, які зміцнюються при нагріванні. Необхідне устатковання на заводах є, але через відсутність ефективних сумішей воно не завантажене.
Метою роботи є розроблення стрижневих сумішей, які зміцнюються при нагріванні, шляхом встановлення загальних закономірностей утворення зв’язувальних компонентів при взаємодії ортофосфорної кислоти з неорганічними солями металів.
У роботі було досліджено суміші з поєднаннями ортофосфорної кислоти і неорганічних солей металів: MgSО4·7H2O; MnSО4·5H2O; FeSО4·7H2O; CoSО4·7H2O; Al2(SО4)3·18H2O. Під час приготування сумішей компоненти (кислота і неорганічна сіль металу) вводились окремо, у вигляді зв’язувальної композиції або розчину.
Для приготування зв’язувальної композиції змішували неорганічну сіль металу з ортофосфорною кислотою із співвідношеннями 1:1, 3:1, 5:1 та 7:1 відповідно. Витримували в печі при температурі 200 оС протягом 1 год.
Для отримання зв’язувального розчину неорганічну сіль змішували з ортофосфорною кислотою і витримували 24 год при температурі 20 оС. Після витримки сіль розчинялась, утворивши розчин. Вміст солей у розчинах 10…50%.
Експериментально встановлено, що для досягнення максимальної міцності у сухому стані стандартних зразків стрижневої суміші для кожної із неорганічних солей необхідно застосовувати різні способи сумішоприготування (табл. 1).
Таблиця 1 – Склад розроблених сумішей
Інд.
Зв’язувальний компонент
Наповнювач
Температура зміцнення, оС
1
Розчин 30% MgSO4·7H2O + + 70% H3PO4 у кількості 6%
Пісок кварцовий 3K5O3025
200
2
Розчин 50% MnSO4·5H2O + + 50% H3PO4 у кількості 6%
Пісок кварцовий 3K5O3025
150
3
Розчин 30% FeSO4·7H2O + + 70% H3PO4 у кількості 6%
Пісок кварцовий 3K5O3025
200
4
Розчин 10% CoSO4·7H2O + + 70% H3PO4 у кількості 6%
Пісок кварцовий 3K5O3025
250
5
Композиція 1 мас. ч. Al(SO4)3·18H2O + + 1 мас. ч. H3PO4 у кількості 5%
Пісок кварцовий 3K5O3025
200
Зразки зміцнювали протягом 1 год. Міцність при стисканні визначали на універсальній установці моделі УС-700. Результати наведено на рис. 1.
Із проведеного дослідження бачимо, що сульфати металів з ортофосфорною кислотою утворюють зв’язувальні системи, які дають можливість отримати міцність зразків стрижневої суміші до 3,5 МПа.
Рис. 1. Міцність зразків