Зв’язувальні матеріали для ливарних форм і стрижнів: проблеми і перспективи
Loading...
Files
Date
2022
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Фізико-технологічний інститут металів і сплавів Національної академії наук України, Київ
Abstract
UKR: У статті представлено розширений аналітичний огляд більшості відомих зв’язувальних компонентів (ЗК) для ви готовлення ливарних форм і стрижнів. Формувальні та стрижневі суміші складають найбільші обсяги вантажопотоків у ливарних цехах, які значною мірою перевищують обсяги виробництва литва. З екологічної точки зору, ці матеріали представляють найбільшу небезпеку, яка полягає у виділеннях шкідливих та токсичних газових продуктів під час виготовлення форм та їх заливання, а також у поступовому забрудненні екосистем відпрацьованими сумішами. Вимоги щодо підвищення якості литва, забезпечення задовільних екологічних показників, доступності та вартості матеріалів були передумовами зростання або зменшення обсягів використання різних ЗК у різні історичні періоди. З метою порівняльного аналізу ЗК у статті наведено загальновідомий комплекс вимог до них та визначено відповідність різних матеріалів цим вимогам. Також побудовано хронологічну схему використання ЗК та їх відносної поширеності у технологіях литва з початку ХХ ст. до цього часу. Проведено ґрунтовний аналіз найбільш вагомих наукових здобутків та технологічних рішень, які супроводжували використання різних ЗК. На основі цієї інформації пояснено причини появи та усунення цих матеріалів із технологій ливарного виробництва. Зроблено прогнозні припущення щодо використання усіх відомих матеріалів протягом наступного десятиріччя. Виявлено, що основною тенденцією буде поступове витіснення піщано-смоляних сумішей та заміна їх більш екологічними, які можуть базуватися не тільки на раніше відомих, але й на створених у майбутньому нових матеріалах. На основі проведеного аналізу установлено наукову та технологічну проблему світового масштабу, яка полягає в необхідності створення екологічних ЗК із високим рівнем функціональних властивостей для ливарного виробництва.
ENG: The article presents an extended analytical review of most of the known binders for the manufacture of molds and cores. Molding and core mixtures account for the largest volumes of cargo flows in foundries. They significantly exceed the volume of casting production. From an environmental perspective, these materials pose the greatest danger. The danger lies in the release of harmful and toxic gaseous products during the manufacture of molds and during their filling, and in the gradual contamination of ecosystems with spent mixtures. Requirements to improve the quality of castings, ensure satisfactory environmental performance, availability and cost of materials have been prerequisites for increasing or decreasing the use of various binders in certain historical periods. For the purpose of comparative analysis of binders, the article presents a well-known set of requirements for them and determines the compliance of various materials with these requirements. A chronological scheme of the use of binders and their relative prevalence in casting technologies from the early twentieth century to the present has also been constructed. A thorough analysis of the most important scientific achievements and technological solutions is carried out. They were accompanied by the use of various appropriate binders. Based on this information, the reasons for the emergence and elimination of these materials from foundry technologies are explained. Predictive assumptions have been made about the use of all known materials over the next decade. It was found that the main trend will be the gradual displacement of sand-resin mixtures and their replacement by more environmentally friendly ones, which can be based not only on previously known, but also on new materials created in the future. On the basis of the conducted analysis the scientific and technological problem of world scale is established. It consists in the need to create ecological binders with a high level of functional properties for foundry production.
ENG: The article presents an extended analytical review of most of the known binders for the manufacture of molds and cores. Molding and core mixtures account for the largest volumes of cargo flows in foundries. They significantly exceed the volume of casting production. From an environmental perspective, these materials pose the greatest danger. The danger lies in the release of harmful and toxic gaseous products during the manufacture of molds and during their filling, and in the gradual contamination of ecosystems with spent mixtures. Requirements to improve the quality of castings, ensure satisfactory environmental performance, availability and cost of materials have been prerequisites for increasing or decreasing the use of various binders in certain historical periods. For the purpose of comparative analysis of binders, the article presents a well-known set of requirements for them and determines the compliance of various materials with these requirements. A chronological scheme of the use of binders and their relative prevalence in casting technologies from the early twentieth century to the present has also been constructed. A thorough analysis of the most important scientific achievements and technological solutions is carried out. They were accompanied by the use of various appropriate binders. Based on this information, the reasons for the emergence and elimination of these materials from foundry technologies are explained. Predictive assumptions have been made about the use of all known materials over the next decade. It was found that the main trend will be the gradual displacement of sand-resin mixtures and their replacement by more environmentally friendly ones, which can be based not only on previously known, but also on new materials created in the future. On the basis of the conducted analysis the scientific and technological problem of world scale is established. It consists in the need to create ecological binders with a high level of functional properties for foundry production.
Description
Р. Лютий: ORCID 0000-0001-6655-6499; В. Селівьорстов: ORCID 0000-0002-1916-625X; В. Іванов: ORCID 0000-0002-9216-3493; М. Ямшинський: ORCID 0000-0002-2293-2939
Keywords
екологія, зв’язувальний компонент, історія використання, лігносульфонат технічний, рідке скло, синтетичні смоли, формувальні матеріали, фосфати, цемент, ecology, binder, history of use, technical lignosulfonate, water glass, synthetic resin, molding materials, phosphate, cement, КЛВ
Citation
Лютий Р. В., Селівьорстов В. Ю., Іванов В. Г., Ямшинський М. М. Зв’язувальні матеріали для ливарних форм і стрижнів: проблеми і перспективи. Метал і лиття України. 2022. Т. 30. № 2(329). С. 72–82. DOI: https://doi.org/10.15407/scin15.04.005.