Газонасиченість води як важіль керованості рівнем властивостей заморожених ливарних форм
Loading...
Date
2024
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Фізико-технологічний інститут металів і сплавів НАН України, Київ
Abstract
UKR: Мета роботи — підвищити живучість піщано-глинистих форм, що заморожують в оснащенні, без використання скраплених газів. В дослідженнях були використані пісок кварцовий 1К3О3016, бентонітова глина БС2Т2, каолінова глина КС2Т2, водопровідна вода, газована вода та вода дегазована (кип’ячена). Визначення обсипальності проводили за методикою ГОСТ 23409.9, міцності на стиск — ГОСТ 23409.7, газопроникності — ГОСТ 29234.11. Для досягнення заданого рівня основних параметрів заморожених при –15 °С піщано-глинистих сумішей з одночасним підвищенням живучості заморожених ливарних форм та стрижнів до ~18 хв найбільш доцільним є використання у суміші 5 % бентонітової глини марки БС2Т2 і 5 % дегазованої (кип’яченої) води з активацією глини у такій воді в складі суміші впродовж 24 годин. В той же час використання у складі сумішей каолінової глини марки КС2Т2 недоцільно, оскільки суміші з такою глиною не відповідають вимогам щодо формувальних та стрижневих сумішей. Формувальні суміші, що складаються виключно з піску і води, непридатні для виготовлення ливарних форм та стрижнів у зв’язку з високою обсипальністю. Для підвищення міцності і зниження обсипальності для виробництва заморожених форм та стрижнів потрібно використовувати суміші піску, води і глини. Добавка до піску з водою бентонітової (БС2Т2) або каолінової (КС2Т2) глини призводить до зменшення обсипальності заморожених сумішей та підвищенню їх міцності. Заморожені при –15 °С суміші з вмістом каолінової глини до 7 % (за масою) та 5 % (за масою) водопровідної води характеризуються підвищеною обсипальністю, що унеможливлює їх використання в якості формувальної або стрижневої суміші. При додаванні у кварцовий пісок 5 % набряклої дегазованою водою бентонітової глини БС2Т2, обсипальність замороженої суміші стає меншою за 0,1 %, газопроникність досягає 129 од., а міцність на стиск перевищує 4,0 МПа, що відповідає вимогам щодо формувальних та стрижневих сумішей. Газонасиченість води є потужним важелем в системі керованості рівнем властивостей заморожених ливарних форм, до складу яких входить кварцовий пісок та набрякла бентонітова глина.
ENG: The purpose of the work is to increase the survivability of sand-clay forms that freeze in equipment without the use of liquefied gases. Quartz sand 1K3O3016, bentonite clay BS2T2, kaolin clay KS2T2, tap water, carbonated water and degassed (boiled) water were used in the research. Flowability was determined according to GOST 23409.9, compressive strength — GOST 23409.7, gas permeability — GOST 29234.11. In order to achieve the specified level of the main parameters of sand-clay mixtures frozen at –15 °С with a simultaneous increase in the survivability of frozen casting molds and rods up to ~18 min, it is most appropriate to use a mixture of 5 % bentonite clay of the BS2T2 brand and 5 % of degassed (boiled) water with clay activation in such water as part of the mixture for 24 hours. At the same time, the use of KS2T2 kaolin clay as part of mixtures is impractical, since mixtures with such clay do not meet the requirements for molding and core mixtures. Molding mixtures consisting exclusively of sand and water are not suitable for the production of casting molds and rods due to high flowability. To increase the strength and reduce the flowability, it is necessary to use a mixture of sand, water and clay for the production of frozen molds and rods. Addition of bentonite (BS2T2) or kaolin (КS2Т2) clay to sand and water leads to a decrease in the flowability of frozen mixtures and an increase in their strength. Frozen at –15 °C mixtures with a kaolin clay content of up to 7 % (by mass) and 5 % (by mass) of tap water are characterized by increased flowability, which makes it impossible to use them as a molding or core mixture. When adding 5 % of bentonite clay BS2T2 swollen with degassed water to quartz sand, the flowability of the frozen mixture becomes less than 0.1 %, the gas permeability reaches 129 units, and the compressive strength exceeds 4.0 MPa, which meets the requirements for molding and rod mixtures. The gas saturation of water is a powerful lever in the system of controlling the level of properties of frozen casting molds, which include quartz sand and swollen bentonite clay.
ENG: The purpose of the work is to increase the survivability of sand-clay forms that freeze in equipment without the use of liquefied gases. Quartz sand 1K3O3016, bentonite clay BS2T2, kaolin clay KS2T2, tap water, carbonated water and degassed (boiled) water were used in the research. Flowability was determined according to GOST 23409.9, compressive strength — GOST 23409.7, gas permeability — GOST 29234.11. In order to achieve the specified level of the main parameters of sand-clay mixtures frozen at –15 °С with a simultaneous increase in the survivability of frozen casting molds and rods up to ~18 min, it is most appropriate to use a mixture of 5 % bentonite clay of the BS2T2 brand and 5 % of degassed (boiled) water with clay activation in such water as part of the mixture for 24 hours. At the same time, the use of KS2T2 kaolin clay as part of mixtures is impractical, since mixtures with such clay do not meet the requirements for molding and core mixtures. Molding mixtures consisting exclusively of sand and water are not suitable for the production of casting molds and rods due to high flowability. To increase the strength and reduce the flowability, it is necessary to use a mixture of sand, water and clay for the production of frozen molds and rods. Addition of bentonite (BS2T2) or kaolin (КS2Т2) clay to sand and water leads to a decrease in the flowability of frozen mixtures and an increase in their strength. Frozen at –15 °C mixtures with a kaolin clay content of up to 7 % (by mass) and 5 % (by mass) of tap water are characterized by increased flowability, which makes it impossible to use them as a molding or core mixture. When adding 5 % of bentonite clay BS2T2 swollen with degassed water to quartz sand, the flowability of the frozen mixture becomes less than 0.1 %, the gas permeability reaches 129 units, and the compressive strength exceeds 4.0 MPa, which meets the requirements for molding and rod mixtures. The gas saturation of water is a powerful lever in the system of controlling the level of properties of frozen casting molds, which include quartz sand and swollen bentonite clay.
Description
Л. Солоненко: ORCID 0000-0003-2092-8044; С. Реп'ях: ORCID 0000-0003-0203-4135; М. Замятін: ORCID 0000-0001-8458-6341; О. Білий: ORCID 0000-0003-1234-5404; І. Костенко : ORCID 0009-0007-1566-3674
Keywords
суміш, форма, вода, газ, розчинність, живучість, міцність, mixture, form, water, gas, solubility, survivability, strength, КЛВ
Citation
Солоненко Л. І., Реп'ях С. І., Замятін М. І., Білий О. П., Костенко І. А. Газонасиченість води як важіль керованості рівнем властивостей заморожених ливарних форм. Метал та лиття України. 2024. Т. 32, № 1(336). С. 22–30. DOI: https://doi.org/10.15407/steelcast2024.01.003.