Структурування формувальних та стрижневих сумішей за способом паро-мікрохвильового затвердіння
Loading...
Date
2021
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
ТОВ «ТЕРМАЛ ЕНД МЕТІРІАЛ ЕНЖІНІРІНГ СЕНТЕР»
Abstract
UKR: Мета – дослідити властивості піщано-рідкоскляних сумішей, які структуровані в паро-мікрохвильовому середовищі (ПМЗ-процес). Методика. В дослідженнях для порівняння властивостей виготовляли стрижні за СО2-процесом та за способом паро-мікрохвильового затвердіння. Суміші виготовляли з кварцового піску марки 1К3О3016 та натрієвого рідкого скла з питомою щільністю 1440 кг/м3 та силікатним модулем МSiO2 = 2,93. Межу міцності на стиск отриманих зразків визначали відповідно до ГОСТ 23409.7-78, обсипальність зразків – до ГОСТ 23409.9 і газотвірну здатність – до ГОСТ 23409.12-78. Результати. Виготовлені ливарні форми та стрижні за способом паро-мікрохвильового затвердіння (ПМЗ-процесом) відразу після структурування придатні до використання, оскільки мають високу міцність, практично не містять вологи і, відповідно, практично негазотвірні, тобто не потребують послідуючого сушіння. Спосіб ПМЗ завдяки можливості отримувати ливарних форм та стрижнів із сумішей з вмістом РС від 0,5 до 1,5 % придатний для виготовлення в них виливів із сталі, чавуну і кольорових сплавів. Таким способом можливо виготовляти стрижні і форми будь-якої складності, а їх обмеження за масою і розмірами будуть обумовлені тільки вантажопідйомністю і розмірами робочого простору камери використовуваємої мікрохвильової (надвисокочастотної) печі. Наукова новизна. Вперше встановлено властивості піщано-рідкоскляних сумішей, які структуровані в паро-мікрохвильовому середовищі (за ПМЗ-процесом), з використанням 1...3 % (за масою) висушеного пилоподібного рідкого скла в кварцовому піску, та кварцового піску, плакованого 2...6 % рідкого скла і висушеного до сипучого стану. Практична цінність. Структурування за ПМЗ-процесом можна використовувати для виготовлення піщано-рідкоскляних форм та стрижнів масою до 6 кг при одиничному, мало- та дрібносерійному виробництві виливків з залізовуглецевих та кольорових сплавів.
ENG: Purpose – to investigate the properties of sand-sodium-silicate mixtures structured in steam-microwave environment (SMS-process). Methods. In these studies, to compare the properties, rods have been made by CO2 process and by steam-microwave solidification method. Mixtures have been made from 1K3O3016 quartz sand and sodium silicate solute with specific density of 1440 kg/m3 and silicate modulus MSiO2 = 2.93. Obtained samples compressive strength has been determined in accordance to GOST 23409.7-78, samples crushability – in accordance to GOST 23409.9 and gas-generating ability – in accordance to GOST 23409.12-78. Results. Molds and rods manufactured by the method of steam-microwave solidification (SMS-process) immediately after structuring are suitable for use because they have high strength, practically contain no moisture and, accordingly, practically non-gas-generating, i.e. do not require subsequent drying. SMS method is suitable for making castings from steel, cast iron and non-ferrous alloys due to possibility of casting molds and rods producing from mixtures with SSS content from 0.5 to 1.5 %. In this way it is possible to make rods and molds of any complexity, and their limitations in weight and size will be due only to used microwave (ultrahigh-frequency) radiation chamber load capacity and working space size. Originality. For the first time the properties of sand-sodium-silicate mixtures, which have been structured in steam-microwave environment (by SMS-process), using 1 ... 3 % (by weight) of dried dispersed sodium silicate solute in quartz sand, and quartz sand cladded with 2...6 % sodium silicate solute and dried to quicksand condition have been discovered. Practical implications. Structuring by SMS-process can be used for manufacturing of sand-sodium-silicate molds and rods, weighing up to 6 kg, in single, small and small-scale castings production from ferrous and non-ferrous alloys.
RUS: Цель – исследовать свойства песчано-жидкостекольных смесей, структурированные в паро-микроволновой среде (ПМО-процесс). Методика. В исследованиях для сравнения свойств изготавливали стержни по СО2-процессу и по способу паро-микроволнового отверждения. Смеси изготавливали из кварцевого песка марки 1К3О3016 и натриевого жидкого стекла с удельной плотностью 1440 кг/м3 и силикатным модулем МSiO2 = 2,93. Предел прочности на сжатие полученных образцов определяли в соответствии с ГОСТ 23409.7-78, осыпаемость образцов – по ГОСТ 23409.9 и газотворную способность – по ГОСТ 23409.12-78. Результаты. Изготовленные литейные формы и стержни по способу паро-микроволнового отверждения (ПМО-процесс) сразу после структурирования пригодны к использованию, поскольку обладают высокой прочностью, практически не содержат влаги и, соответственно, практически негазотворны, то есть не требуют последующей сушки. Способ ПМО благодаря возможности получать литейных форм и стержней из смесей с содержанием жидкого стекла от 0,5 до 1,5 % пригоден для изготовления в них отливок из стали, чугуна и цветных сплавов. Таким способом возможно изготавливать стержни и формы любой сложности, а их ограничения по массе и размерам будут обусловлены только грузоподъемностью и размерами рабочего пространства камеры используемой микроволновой (СВЧ) печи. Научная новизна. Впервые установлены свойства песчано-жидкостекольных смесей, структурированные в паро-микроволновой среде (по ПМО-процессу), с использованием 1...3 % (по массе) высушенного пылевидного жидкого стекла в кварцевом песке, и кварцевого песка, плакированного 2...6 % жидкого стекла и высушенного до сыпучего состояния. Практическая ценность. Структурирование по ПМО-процессу можно использовать для изготовления песчано-жидкостекольных форм и стержней массой до 6 кг при единичном, мало- и мелкосерийном производстве отливок из железоуглеродистых и цветных сплавов.
ENG: Purpose – to investigate the properties of sand-sodium-silicate mixtures structured in steam-microwave environment (SMS-process). Methods. In these studies, to compare the properties, rods have been made by CO2 process and by steam-microwave solidification method. Mixtures have been made from 1K3O3016 quartz sand and sodium silicate solute with specific density of 1440 kg/m3 and silicate modulus MSiO2 = 2.93. Obtained samples compressive strength has been determined in accordance to GOST 23409.7-78, samples crushability – in accordance to GOST 23409.9 and gas-generating ability – in accordance to GOST 23409.12-78. Results. Molds and rods manufactured by the method of steam-microwave solidification (SMS-process) immediately after structuring are suitable for use because they have high strength, practically contain no moisture and, accordingly, practically non-gas-generating, i.e. do not require subsequent drying. SMS method is suitable for making castings from steel, cast iron and non-ferrous alloys due to possibility of casting molds and rods producing from mixtures with SSS content from 0.5 to 1.5 %. In this way it is possible to make rods and molds of any complexity, and their limitations in weight and size will be due only to used microwave (ultrahigh-frequency) radiation chamber load capacity and working space size. Originality. For the first time the properties of sand-sodium-silicate mixtures, which have been structured in steam-microwave environment (by SMS-process), using 1 ... 3 % (by weight) of dried dispersed sodium silicate solute in quartz sand, and quartz sand cladded with 2...6 % sodium silicate solute and dried to quicksand condition have been discovered. Practical implications. Structuring by SMS-process can be used for manufacturing of sand-sodium-silicate molds and rods, weighing up to 6 kg, in single, small and small-scale castings production from ferrous and non-ferrous alloys.
RUS: Цель – исследовать свойства песчано-жидкостекольных смесей, структурированные в паро-микроволновой среде (ПМО-процесс). Методика. В исследованиях для сравнения свойств изготавливали стержни по СО2-процессу и по способу паро-микроволнового отверждения. Смеси изготавливали из кварцевого песка марки 1К3О3016 и натриевого жидкого стекла с удельной плотностью 1440 кг/м3 и силикатным модулем МSiO2 = 2,93. Предел прочности на сжатие полученных образцов определяли в соответствии с ГОСТ 23409.7-78, осыпаемость образцов – по ГОСТ 23409.9 и газотворную способность – по ГОСТ 23409.12-78. Результаты. Изготовленные литейные формы и стержни по способу паро-микроволнового отверждения (ПМО-процесс) сразу после структурирования пригодны к использованию, поскольку обладают высокой прочностью, практически не содержат влаги и, соответственно, практически негазотворны, то есть не требуют последующей сушки. Способ ПМО благодаря возможности получать литейных форм и стержней из смесей с содержанием жидкого стекла от 0,5 до 1,5 % пригоден для изготовления в них отливок из стали, чугуна и цветных сплавов. Таким способом возможно изготавливать стержни и формы любой сложности, а их ограничения по массе и размерам будут обусловлены только грузоподъемностью и размерами рабочего пространства камеры используемой микроволновой (СВЧ) печи. Научная новизна. Впервые установлены свойства песчано-жидкостекольных смесей, структурированные в паро-микроволновой среде (по ПМО-процессу), с использованием 1...3 % (по массе) высушенного пылевидного жидкого стекла в кварцевом песке, и кварцевого песка, плакированного 2...6 % жидкого стекла и высушенного до сыпучего состояния. Практическая ценность. Структурирование по ПМО-процессу можно использовать для изготовления песчано-жидкостекольных форм и стержней массой до 6 кг при единичном, мало- и мелкосерийном производстве отливок из железоуглеродистых и цветных сплавов.
Description
Л. Солоненко: ORCID 0000-0003-2092-8044; С. Реп’ях: ORCID 0000-0003-0203-4135; К. Узлов: ORCID 0000-0003-0744-9890
Keywords
паро-мікрохвильове затвердіння, паро-мікрохвильове середовище, рідке скло, газотвірна здатність, межа міцності, обсипальність, steam-microwave solidification, steam-microwave environment, sodium silicate solute, gas-generating ability, ultimate strength, crushability, паро-микроволновое отверждение, паро- микроволновая среда, жидкое стекло, газотворная способность, предел прочности, осыпаемость, КЛВ, КМТОМ
Citation
Солоненко Л. І., Реп’ях С. І., Узлов К. І. Структурування формувальних та стрижневих сумішей за способом паро-мікрохвильового затвердіння. Металургійна та гірничорудна промисловість. 2021. № 2. С. 23–31. DOI: 10.34185/0543-5749.2021-2-23-31.