Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11 | Следующая страница реферата

2 — продутых CO[pic].
Вследствие значительного воздействия на стержень тепла залитого металла, малой теплопроводности смеси и очень медленного охлаждения стержней процессы образования жидкой фазы в пленках связующего материала в данном случае протекают более полно, чем при испытаниях образцов. Поэтому в смесях, продутых CO[pic], при этом полностью осуществляется процесс образования жидкой фазы, вследствие чего наблюдается почти одинаковый ход кривых, характеризующих работу, затраченную на выбивку стержней, высушенных и продутых CO[pic].
Таким образом, при нагреве смесей до 800°C образуется жидкий расплав, который энергично взаимодействует с кварцевым песком, растворяя последний, в результате чего четко выраженная граница раздела пленки и зерна стирается и образуется сплошной монолит, обладающий большой прочностью. В этих условиях появляется «второй максимум», резко затрудняющий выбивку стержней из отливок.

Рассмотрим причины снижения величины A при нагреве смесей до более высоких температур и условия образования «второго минимума».

При нагреве смесей до температур, превышающих 800° C, взаимодействие силикатного расплава с кремнеземом песка усиливается. Как известно, скорость диффузии возрастает по мере повышения температуры и уменьшения вязкости среды. Поэтому при высоких температурах диффузия SiO[pic] от поверхности растворения в расплав значительно возрастает и в целом процесс растворения кремнезема в силикатном расплаве ускоряется. В результате растворения содержание SiO[pic] в расплаве непрерывно увеличивается вплоть до предела растворимости при данной температуре согласно диаграмме состояния Na[pic]O–SiO[pic]. После достижения предела растворимости этот процесс прекращается.

При охлаждении образца из образовавшегося расплава начинают выпадать избыточные кристаллы сначала тридимита, а при температурах ниже 870° C — кварца. Выпавшие твердые кристаллы в затвердевшем расплаве играют роль инородных включений — надрезов, нарушающих сплошность пленок и концентрирующих напряжения, возникающие при охлаждении образца до комнатной температуры.

Наконец, следует учесть, что чем энергичнее идет процесс растворения
SiO[pic] в расплаве, тем меньше становится относительное содержание в нем
Na[pic]O.

Эти факторы являются основной причиной уменьшения работы, затрачиваемой на выбивку образцов при их предварительном нагреве до температур, превышающих 800° С. Естественно, что чем выше температура нагрева расплава, тем быстрее происходит растворение кремнезема и тем больше растворимость в расплаве. Следовательно, при охлаждении с более высоких температур расплав будет содержать относительно большее количество твердых инородных включений и сплошность силикатной пленки будет в большей степени нарушена, что будет приводить к дальнейшему уменьшению величины А.

Таким образом, после полного охлаждения пленка, склеившая зерна кварцевого песка, будет иметь не первоначальный состав, соответствующий, например, точке a на диаграмме состояния (рис. 6), а состав, в зависимости от температуры нагрева соответствующий, например, точкам б, в или г. С другой стороны, если образцы, один раз нагретые до 1200° C (точка б), вновь нагревать до 800, 1000 и 1200° C, то состав пленки останется неизменным.
Следовательно, работа, затрачиваемая на выбивку вторично нагреваемых образцов, будет примерно одинаковой при всех температурах вплоть до 1200°
C. Однако величина A должна быть ниже, чем при первом нагреве до 1200° C, так как при вторичных нагреве и охлаждении увеличиваются напряжения за счет модифицированных изменений кварца и возникающих термических напряжений.
Подтверждение находим в опытах, приведенных на рис. 8.

Справедливость последней гипотезы подтверждается также опытами, при которых в качестве наполнителя вместо кварцевого песка был взят цирконовый.
В этом случае не только не было обнаружено уменьшения прочности после достижения температуры второго максимума, но, наоборот, при нагреве до более высоких температур (1400° С) прочность непрерывно возрастала.

Рис. 8. Работа, затраченная на выбивку образцов из смеси на жидком стекле:

1 — предварительно высушенных при 200° C;
2 — предварительно прокаленных при 120° С.

Одним из главных вопросов, имеющих основное значение для практического улучшения выбиваемости смесей, является максимальное расширение интервала первого минимума работы, затрачиваемой на выбивку стержней.

Выбором более сложных, например тройных систем с определенным соотношением компонентов, можно получить необходимую заданную температуру образования второго максимума.

Обратимся к диаграмме состояния системы
Na[pic]O—Al[pic]O[pic]—SiO[pic](рис. 9). Расчет по соответствующей изотерме диаграммы состояния (рис. 9) показывает, что для получения второго максимума при 1400° C в смесь, содержащую 5% жидкого стекла, модуля 2,7
(SiO[pic]—31,6%; Na[pic]O—12.0%), необходимо добавить 0,97% Al[pic]O[pic].
Соответствующие опыты, проведенные с введением в смесь, содержащую 5% жидкого стекла, дополнительно 3% химически чистого Al[pic]O[pic], количество которого по срав-нению с расчетным было значительно увеличено для более четкого выявления закономерности и ввиду возможного неполного усвоения глинозема, подтвердили изложенные представления.

[pic]

Рис. 9. Диаграмма состояния системы

Na[pic]O—Al[pic]O[pic]—SiO[pic].

Линия A—A соответствует сплавам, в которых модуль жидкого стекла равен 2.7.

[pic]

Из опытов (рис. 10) видно, что при добавке Al[pic]O[pic] второй максимум, в соответствии с расчетными данными, «передвинулся» с 800 до
1400° С. При этом интервал первого минимума увеличился с 400—600 до
600—1200° C. Кроме того, величина второго максимума при добавлении в смесь
Al[pic]O[pic] также заметно уменьшилась, что объясняется появлением на зернах наполнителя инертного слоя, непрореагировавшего с силикатом натрия глинозема, значительно снизившего адгезию пленок, а также, возможно, меньшей прочностью алюмосиликатов натрия. Исходные свойства смеси при добавлении глинозема изменились незначительно. При содержании 5% жидкого стекла и 3% Al[pic]O[pic] смесь после продувки CO[pic] имела предел прочности при сжатии 11.0 кГ/см 2, что вполне удовлетворяет технологическим требованиям.

1.4.Влияние неорганических добавок

1.4.1.Влияние глины

Одной из наиболее распространенных добавок, вводимых в формовочные смеси для улучшения выбиваемости, в том числе в смеси с жидким стеклом, является глина. В проведенных опытах она содержала 27% Al[pic]O[pic].
Расчёт показывает, что для образования второго максимума при 1200є C в смесь необходимо ввести 3,0% глины (0,81% Al[pic]O[pic]); при дальнейшем увеличении глины максимум соответственно будет перемещаться вправо и составлять 1300 и 1400є C.

Как видно из диаграммы состояния, изменением модуля стекла и введением в смеси надлежащего количества Al[pic]O[pic] могут быть выбраны силикатные системы, обеспечивающие получение второго максисума при 1500, 1600є C и более высоких температурах.

[pic]

Рис.11.Работа, затраченная на выбивку образцов из смесей:

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: рефераты по информатике бесплатно, сочинение ревизор, море реферат.





Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11 | Следующая страница реферата