Вибиваємість з виливків піщано-рідкоскляних стрижнів, що структуровані паро-мікрохвильовим затвердінням
Loading...
Date
2021
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
НМетАУ, Дніпро
Abstract
UKR: Мета досліджень – встановити вплив температури попереднього нагрівання та вмістрідкого скла в піщано-рідкоскляняних сумішах, що структуровані за ПМЗ-процесом на роботу їх руйнування під дією ударного навантаження. Методика.У роботі використовували кварцовий пісок марки 1К2О202, воду, натрієве рідке склоз питомою щільністю 1,42...1,44 г/см3 і силікатним модулем 2,8...3,0. Структурування сумішей проводили в мікрохвильовій печі з випромінюванням частотою 2,45 ГГц і потужністю магнетрона 0,9 кВт. Термічну обробку зразків проводили в лабораторній печі опору в інтервалі температур від 100 до 1100 С з ізотермічною витримкою зразка при заданій температурі впродовж 45...50 хв. Роботу вибивання зразків розраховували за методикою ЦНДІТМАШ. Руйнування зразків структурованих сумішей за ПМЗ-процесом проводили на лабораторному копрі марки 5033А. Структуру зразків досліджували на оптичному мікроскопі при збільшенні 100. Результати. Зі збільшенням температури попереднього нагріву робота вибивання піщано-рідкоскляних сумішей структурованих в паро-мікрохвильовій середовищі за способом ПМЗ, що містять від 0,5 до 2,5 % рідкого скла з модулем 2,8...3,0 знижується за експонентною залежністю і при температурі попереднього нагріву від 800 до 1100 °С, практично, стає рівною нулю. Робота вибивання сумішей, попередньо нагрітих до 600 °С, не перевищує 20 Дж. З цього випливає, що такі стрижні або їх окремі частини можуть бути видалені з виливків ударно-вібраційних способом навіть із сплавів на основі міді та алюмінію. Вибивання стрижнів або їх частин, у яких після контакту з залитим в ливарну форму розплавом температура не перевищила 600 °С, рекомендовано здійснювати шляхом занурення виливків в воду. Наукова новизна. Структурування формувальних і стрижневих сумішей в паро-мікрохвильовому середовищі вирішує проблему вибивання піщано-рідкоскляних сумішей, що містять рідкого скла до 2,5%, з виливків з більшості ливарних сплавів, що використовують в промисловості. Практична значущість. Результати досліджень будуть корисні при розробці технологій та обладнання, призначених для видалення піщано-рідкоскляних стрижнів та форм, що структуровані за ПМЗ-процесом.
ENG: Purpose.Influence of preheating temperature and sodium silicate solute content in sand-sodium-silicate mixtures structured by SMS-process on their destruction work under knock loading action has been established. Methodology. Quartz sand brand 1K2O202, water, sodium silicate solute with specific gravity of 1.42...1.44 g/cm3 and silicate modulus of 2.8... 3.0 have been used in this work. Mixtures structuring has been realized in microwave furnace with frequency of 2.45 GHz and magnetron power of 0.9 kW. Samples heat treatment has been performed in laboratory resistance furnace in temperature range from 100 to 1100 С with sample isothermal tempering at fixed temperature for 45...50 minutes. Samples knockout work has been calculated according to CNIITMASH method. Samples of structured by SMS-process mixtures destruction has been performed on laboratory impact machine brand 5033A. Samples structure has been examined on optical microscope at 100-times magnification. Results. With preheating temperature increasing sand-sodium-silicate mixtures structured in steam-microwave environment by SMS-method, containing from 0.5 to 2.5% sodium silicate solute with modulus of 2.8 ... 3.0, knockout work decreases exponentially. At preheating temperature from 800 to 1100°C it becomes practically zero. Mixtures, preheated to 600°C, knockout work does not exceed 20J. It follows that such rods or their individual parts can be removed from castings by shock-vibration method, even from copper and aluminum based alloys. Knockout the rods or their parts, in which after contact with poured into mold melt temperature did not exceed 600°C, has been recommended to carry out by castings immersing in water. Scientific originality. Mold and core mixtures structuring in steam-microwave environment solves the problem of sand-sodium-silicate mixtures, containing sodium silicate solute up to 2.5%, knockout from castings for most foundry alloys used in industry. Practical value. Investigation results will be useful for removal of sand-sodium-silicate rods and molds, structured by the SMS-process, technologies and equipment development.
ENG: Purpose.Influence of preheating temperature and sodium silicate solute content in sand-sodium-silicate mixtures structured by SMS-process on their destruction work under knock loading action has been established. Methodology. Quartz sand brand 1K2O202, water, sodium silicate solute with specific gravity of 1.42...1.44 g/cm3 and silicate modulus of 2.8... 3.0 have been used in this work. Mixtures structuring has been realized in microwave furnace with frequency of 2.45 GHz and magnetron power of 0.9 kW. Samples heat treatment has been performed in laboratory resistance furnace in temperature range from 100 to 1100 С with sample isothermal tempering at fixed temperature for 45...50 minutes. Samples knockout work has been calculated according to CNIITMASH method. Samples of structured by SMS-process mixtures destruction has been performed on laboratory impact machine brand 5033A. Samples structure has been examined on optical microscope at 100-times magnification. Results. With preheating temperature increasing sand-sodium-silicate mixtures structured in steam-microwave environment by SMS-method, containing from 0.5 to 2.5% sodium silicate solute with modulus of 2.8 ... 3.0, knockout work decreases exponentially. At preheating temperature from 800 to 1100°C it becomes practically zero. Mixtures, preheated to 600°C, knockout work does not exceed 20J. It follows that such rods or their individual parts can be removed from castings by shock-vibration method, even from copper and aluminum based alloys. Knockout the rods or their parts, in which after contact with poured into mold melt temperature did not exceed 600°C, has been recommended to carry out by castings immersing in water. Scientific originality. Mold and core mixtures structuring in steam-microwave environment solves the problem of sand-sodium-silicate mixtures, containing sodium silicate solute up to 2.5%, knockout from castings for most foundry alloys used in industry. Practical value. Investigation results will be useful for removal of sand-sodium-silicate rods and molds, structured by the SMS-process, technologies and equipment development.
Description
Л. Солоненко: ORCID 0000-0003-2092-8044; С. Реп’ях: ORCID 0000-0003-0203-4135; К. Узлов: ORCID 0000-0003-0744-9890; О. Білий: ORCID 0000-0003-1234-5404; Р. Усенко: ORCID 0000-0002-8007-9702
Keywords
робота вибивання, піщано-рідкоскляна суміш, паро-мікрохвильове затвердіння, рідке скло, силікат натрію, стрижень, ливарна форма, knockout work, sand-sodium-silicate mixture, steam-microwave solidification, sodium silicate solute, sodium silicate, rod, casting mold, КЛВ, КМТОМ
Citation
Солоненко Л. І., Реп’ях С. І., Узлов К. І., Білий О. П., Усенко Р. В. Вибиваємість з виливків піщано-рідкоскляних стрижнів, що структуровані паро-мікрохвильовим затвердінням. Теорія і практика металургії. 2021. № 2(127). С. 37–45. DOI: 10.34185/tpm.2.2021.05.