Вимоїни на піщано-рідкоскляних формах та стрижнях, що структуровані в паро-мікрохвильовому середовищі

Шрифт:
28

Met. litʹe Ukr., 2022, Tom 30, №1, P. 54-61

Л.І. Солоненко, канд. техн. наук., доц., докторант каф. ливарне виробництво, e-mail: solonenkoli14@gmail.com, https://orcid.org/0000-0003-2092-8044

Національна металургійна академія України (Дніпро, Україна)

Надійшла 05.09.2021

УДК 621.74

Метою досліджень було з'ясування механізму виникнення дефекту вимоїна та шляхів попередження його виник нення на ливарних формах і стрижнях, що виготовляють шляхом паро-мікрохвильового затвердіння, з кварцово го піску, який плаковано рідким склом. В дослідженнях використовували кварцовий пісок марки 1К1О102, плакований натрієвим рідким склом, воду тех нічної чистоти, гіпс марки Г-22 та його суміші з певними технологічними добавками – Fe2O3•TiO2, CoO•Al2O3•2SiO2, CoO, Cr2O3, SiC, B4C. Для виготовлення стрижнів використовували поліпропіленові стрижневі ящики. Зразки вкладених елементів до стрижневих ящиків виготовляли з чистого гіпсу, а також суміші гіпсу та 1 % (за масою) технологічної добавки. Для структурування сумішей у паро-мікрохвильовому середовищі використовували водяний заряд – пінополіурета нову губку, яку попередньо просочували 1 г води. Структурування ущільнених вібрацією сумішей проводили мі крохвильовим випромінюванням при потужності магнетрона 700 Вт и частоті випромінювання 2,45 ГГц впродовж 7–8 хвилин. Дефекти вимоїна на поверхнях стрижня спостерігали та оцінювали візуально. Швидкість нагрівання гіпсових зразків Ø 40×70 мм (гіпсові зразки структурували водою та проводили їх сушіння при 200 ± 5 °С упродовж 3 годин) мікрохвильовим випромінюванням розраховували за результатами вимірюван ня зміни їх температури за 2–3 хвилини їх нагрівання. Температуру зразків вимірювали хромель-алюмелевою термопарою в комплекті з електронним потенціометром. Час нагрівання фіксували секундоміром з точністю 1 с. Розроблено опис механізму та встановлено причини виникнення дефекту вимоїна на ливарних формах і стриж нях з піщано-рідкоскляних сумішей (кварцового піску, плакованого рідким склом), які структурують за способом паро-мікрохвильового затвердіння. Встановлено технологічні шляхи попередження виникнення дефекту вимоїна на ливарних формах і стрижнях, швидкість підвищення температури структурованого водою гіпсу та його сумі шей з 1 % технологічної добавки. Вперше досліджено та розроблено опис механізму утворення дефектів вимоїна. Визначено умови попереджен ня їх виникнення на ливарних формах і стрижнях, що структуровані за способом паро-мікрохвильового затвер діння кварцового піску, плакованого рідким склом. Отримані дані будуть корисні при виготовленні оснащення для ливарних форм та стрижнів, що структурують за способом паро-мікрохвильового затвердіння з водорозчинним сполучним матеріалом.

Ключові слова: паро-мікрохвильове затвердіння, вимоїна, дефект, форма, стрижень, піщано-рідкоскляна суміш.

Література
1. Бречко А.А., Великанов Г.Ф. Формовочные смеси с заданными свойствами. Ленинград: Машиностроение, 1982. 216 с.
2. Чуркин Б.С. Теория литейных процессов: учебник. Екатеринбург: РГППУ, 2006. 453 с. 3. Василевский П.Ф. Технология стального литья. Москва: Машиностроение, 1974. 408 с. 4. Дорошенко С.П., Дробязко В.Н., Ващенко К.И. Получение отливок без пригара в песчаных формах. Москва: Машино строение, 1978. 206 с.
5. Медведев Я.И. Газовые процессы в литейной форме. Москва: Машиностроение, 1980. 200 с.
6. Одерченко И.Б., Прусенко И.Н. Механизмы формирования поверхности отливок в зоне контакта металл-литейный стержень. Литье и металлургия. 2016. № 4. С. 32–37.
7. Берг П.П. Формовочные материалы. Москва: Машиностроение, 1979. 210 с.
8. Илларионов И.Е. Теоретические основы формирования физико-механических свойств песчано-глинистых смесей. Труды НГТУ им. Р.Е. Алексеева. 2011. № 1. С. 233.
9. Мамишев В.А., Шинский О.И., Соколовская. Л.А. Теплофизические аспекты интенсификации затвердевания отливок из стали и чугуна в форме из кварцевого песка. Сообщение 3. Металл и литье Украины. 2015. № 3. С. 33–36.
10. Мамишев В.А., Шинский О.И., Соколовская Л.А. Проблемные аспекты совершенствования технологии получения от ливок в формах из кварцевого песка. Сообщение 6. Металл и литье Украины. 2016. № 5. С. 28–34.
11. Рыжиков А.А. Технологические основы литейного производства. Москва: МАШГИЗ, 1962. 527 с.
12. Озеров В.А. Автоматизация производства отливок в песчаных формах. Москва: Высшая школа, 1988. 80 с.
13. Крутилин А.Н., Гуминский Ю.Ю., Русевич О.А. Повышение эффективности использования жидкостекольных смесей. Обзорная информация. Ч. 1. Модифицирование. Литье и металлургия. 2018. № 1. С. 47–53.
14. Пат. 122538 Україна, МПК В22С 9/12, В22С 9/10, № а201901350. Спосіб виготовлення ливарних форм і стрижнів з рідкоскляної суміші / Солоненко Л.І., Реп’ях С.І.; заявл. 11.02.2019; опубл. 25.11.2020. Бюл. № 22. 7 с. ЛІТЕРАТУРА 60 ISSN 2077-1304. Met. lit'e Ukr., vol. 30, 2022. №1 (328) ПРОЦЕСИ, ТЕХНОЛОГІЇ ТА МАТЕРІАЛИ ЛИВАРНОГО ВИРОБНИЦТВА
15. Александров А.А., Григорьев Б.А. Таблицы теплофизических свойств воды и водяного пара. Москва: Издательство МЭИ, 1999. 168 с.
16. Solonenko L.I., Bilyi O.P., Repiakh S.I., Kimstach T.V., Uzlov K.I. Heating rate of granular inorganic materials by microwave radiation. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2020. № 2. P. 37–41. DOI: https://doi.org/10.33271/ nvngu/2020-2/037