Предыдущая страница реферата | 3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13 | Следующая страница реферата

Составы формовочных смесей, применяемых для исследования выбиваемости

| |Состав, мас. ч. |
| | |
| | |
|Смесь | |
| | |
| | |
| |Кварц|Ферро|Жидко| | | |
| |евый |хромо|е |Бенто|Вода |ДС - |
| |песок|- |стекл|нит | |РАС |
| | |вый |о | | | |
| | |шлак | | | | |
| | | | | | | |
|Пластичная жидкостекольная |100 |- |6 |- |2 |- |
|Пластичная самотвердеющая |95 |5 |6 |- |2 |- |
|НСС |95 |5 |6 |- |2 |0,07 |
|Песчано-глинистая |100 |- |- |10 |8 |- |
| | | | | | | |

В связи с этим изучена прочность смесей после нагревания и охлаждения[7].
Их состав приведён в табл. 4. Исследования показали, что при заливке чугуном технологических проб максимальная температура прогрева НСС в центре образца, т. е. на глубине 25 мм равна 800°C, а при заливке сталью – 1200°C.
Поэтому добавки, снижающие прочность НСС после нагрева до 800°C, считались эффективными для чугунного литья, а после прогрева до 1200°C – для стального.

Выбиваемость НСС и пластичной самотвердеющей смеси (см. табл. 4), вследствие наличия в них шлака, значительно лучше, чем обычной жидкостекольной. Несколько лучшая выбиваемость НСС по сравнению с пластичными самотвердеющими смесями обусловлена большей пористостью НСС.
Однако выбиваемость ее, особенно при нагреве свыше 700°C, хуже, чем у песчано-глинистых смесей.
Рис.23.Влияние температуры прогрева на прочность при сжатии различных смесей:
1-самотвердеющей; 2-обычной жидкост- кольной; 3-НСС; 4-песчано-глинистой.
Кривая прочности обычной жидкостекольной смеси (см. рис. 23, кривая 2) имеет два максимума и два минимума. Такие же данные получены исследователями ЦНИИТМаша. Кривые прочности пластичной жидкостекольной самотвердеющей смеси (кривая 1) и НСС (кривая 3) имеют три характерных участка: резкое снижение прочности при нагреве до 200°C, небольшое изменение при 200–600°C; значительное повышение при 600–1000°C и еще более высокое –при температуре выше 1000° С.
Снижение прочности смесей при нагреве до 200°C объясняется испарением воды гелем, а также различными коэффициентами термического расширения кварцевого песка и геля кремневой кислоты. В табл. 5 приведены результаты изменений объема жидкостекольно-шлаковой композиции и НСС при нагреве их до
600° С.

Таблица 5

Изменение объема композиции и НСС в зависимости от температуры нагрева
|Смесь |Расширение (+) и усадка (–). % при температуре, °С |
| | 100| | 300| 400 | 500 | 600 |
| | |200 | | | | |
| | | | | | | |
|Жидкостекольно-шлакова| | | | | | |
|я композиция |+0,08|–4,40 |–4,60 |–4,50 |–4,40 |–4,20 |
|НСС | |+0,20 |+0,40 |+ 0,75 |+ 1,05 |+ 1.55 |
| |+0,08| | | | | |

В результате нагрева в пленке композиции, скрепляющей зерна наполнителя, возникают внутренние напряжения, приводящие к образованию трещин и частичному отрыву пленки композиции от зерна песка. Поэтому сушка стержней или форм из НСС, выдержанных после изготовления более 2 ч, уменьшает их прочность. Особенно сильно снижается прочность, если стержни и формы из НСС выдержаны до сушки сутки и более.
При прогреве НСС до 700–720°C размягчение жидкостекольно-шлаковой композиции не наблюдается, т. е. она находится еще в твердом состоянии.
После охлаждения прочность смеси существенно не изменяется и выбиваемость ее вполне удовлетворительна.
Как показали исследования А. П. Семика, в интервале температур 720–1060°С жидкостекольно-шлаковая композиция плавится. Образующаяся жидкая фаза взаимодействует с зернами песка и приводит к спеканию смеси при охлаждении, в результате чего прочность НСС возрастает, а выбиваемость ухудшается.
Вязкость композиции при 720—1060°C превышает 200 Па • с, поэтому проникающая способность ее в поры смеси небольшая. При нагреве смеси выше
1060°C вязкость ее вследствие расплавления композиции снижается и при
1100°C составляет 8 Па • с. Благодаря этому резко возрастает проникающая способность композиции в поры между наполнителем, вследствие чего (после охлаждения) прочность НСС значительно увеличивается, а выбиваемость резко ухудшается.
О расплавлении связующей композиции можно судить по уменьшению прочности
НСС, измеренной непосредственно при высоких температурах (табл. 6).
Наблюдалось, что при нагреве до800°C после приложения нагрузки образец рассыпался на куски, а при 800єC и выше начинал течь.
Нерастворившаяся часть шлака является включениями в связующем и частично снижает прочность НСС, поэтому выбиваемость

Таблица 6

Влияние температуры на прочность НСС
|Время |Прочность на сжатие, кгс/см( (9,8-10( Па), при нагреве, °C |
|выдержки | |
|образцов в | |
|печи, мин | |
| |200 |400 |600 |800 |1000 |1200 |1300 |
|5 |10,0 |8,5 |7,0 |2,0 |1,0 |0,3 |0 |
|30 |9,0 |7,5 |6,0 |1.8 |0,5 |0 |0 |
|45 |8,5 |7,0 |5,8 |1,0 |0,2 |0 |0 |
|60 |8,0 |6,5 |5,0 |0,5 |0 |0 |0 |

НСС немного лучше, чем у обычных жидкостекольных смесей, не содержащих феррохромового шлака.

2.2.Влияние усадки отливки

Кроме температуры, на выбиваемость НСС в значительной мере влияет усадка отливки. Об этом свидетельствуют результаты экспериментов с различными железоуглеродистыми сплавами по заливке в форму при 1550°C (табл. 7).

Таблица 7

Влияние усадки сплавов на выбиваемость НСС
| |Усадка |Работа выбивки, Дж, при плотности |
|Сплав |сплава, % |смеси, 10( кг/м( |
| | |1,1 |1.3 |1,5 |1,7 |
|Серый чугун СЧ 15-32 |0,9—1,1 |5,0—5,5 |14—15 |46—48 |120—125 |
|Половинчатый чугун |1,4—1,6 |6,0—6,5 |18—20 |62—64 |156—160 |
|Белый чугун |1,9—2,1 |7,0—8,0 |23—25 |78—80 |195—205 |
|Сталь ЗОЛ |1.9—2,1 |7,5—8,0 |24—25 |78—80 |195—205 |

Поскольку усадка стали больше, чем чугуна, выбиваемость НСС из стальных отливок в 1,5–1,6 раза хуже, чем из чугунных вследствие увеличения сил сжатия на стержень.

2.3. Влияние неорганических добавок на выбиваемость НСС

Выбиваемость НСС улучшается при снижении содержания жидкого стекла, повышении его модуля и увеличении содержания феррохромового шлака, благодаря повышению температуры плавления жидкостекольно-шлаковой композиции и увеличению ее вязкости.
Добавка шлака улучшает выбиваемость НСС, поскольку при этом повышается температура плавления жидкостекольно-шлаковой композиции (рис. 24). Однако содержание феррохромового шлака более 5% ведет к уменьшению текучести смеси и снижению ее прочности, особенно поверхностной. Уменьшение количества жидкого стекла ниже 6% также ведет к снижению конечной прочности НСС.
Поэтому для получения НСС с удовлетворительной выбиваемостью необходимо строго дозировать состав НСС, особенно количество жидкой композиции.
Рис.24.Влияние содержания шлака на температуру начала(1) и конца(2)плавления жидкостеколь-но-шлаковой композиции.
Удовлетворительная выбиваемость НСС наблюдается при содержании в смеси не более 6,0—6,5% жидкого стекла с модулем не менее 2,7 и плотностью (1,48—1,52) • 103 кг/м3 или 8—8,5% жидкостекольной композиции с плотностью (1,29—1,31) • 103 кг/м3 при содержании феррохромового шлака не менее 4—5%.

Из рис. 25 видно, что выбиваемость значительно улучшается с понижением плотности НСС и уменьшением температуры прогрева. Хорошая выбиваемость НСС наблюдается при плотности (1,0–1,1)( 103 кг/м3 и температуре прогрева не более 600° С. Однако для получения достаточной прочности 1,5–3,0 кгс/см2, или (14,7–29,4)( 104 Па, через 1 ч плотность НСС необходимо выдерживать в пределах (1,3–1,4)(103 кг/м3.
Чтобы улучшить выбиваемость НСС, как уже указывалось, необходимо вводить в нее добавки. Многие неорганические добавки улучшают выбиваемость НСС при прогреве до 700–1200°C, однако максимального эффекта можно добиться при прогреве до 800–900° С. Улучшение выбиваемости при этом обусловлено, в основном, повышением температуры плавления и вязкости жидкостекольно- шлаковой композиции. Исследования, проведенные в КПИ и другими авторами, показали, что из неорганических добавок лучшие результаты по улучшению выбиваемости НСС дают оксид и гидроксид алюминия (2,0–2,5%), алюминиевая пудра (0,5–0,6%), а также фосфоритная мука, шамот, вспученный перлит и вермикулит (по 1%). Однако при вводе неорганических добавок выбиваемость
НСС улучшается мало, так как в смесь нельзя ввести необходимое количество добавки (3–5%) из-за сильного снижения текучести, а в некоторых случаях и ухудшения прочности смеси. Поэтому перед вводом в НСС неорганические добавки следует подвергать специальной обработке.
Известно, что глина улучшает выбиваемость НСС. Добавки в НСС пятихатской глины, обожженной при 700°C, резко уменьшает работу выбивки стержней из стальных и чугунных отливок (табл. 8).

Из-за резкого снижения текучести содержание глины в НСС не превышает
1,0%. Такое количество глины не оказывает существенного влияния на выбиваемость НСС. Перед вводом в НСС большего (>3–4%) количества глины её необходимо предварительно обработать СДБ, инден-кумароновой смолой, мазутом или прокалить при 700–750°С. Обработанная таким образом глина в количестве
3–4% улучшает выбиваемость НСС в интервале температур 400–1200°С, поэтому ее можно рекомендовать в качестве добавки для улучшения выбиваемости НСС из чугунных и стальных отливок.

Таблица 8

Влияние добавки отожжённой глины на выбиваемость НСС
|Сплав |Работа выбивки стержней, Дж, при содержании глины и НСС, % |
| |- |2 |4 |6 |8 |
|Сталь |161,40 |102,60 |10,08 |9,00 |3,84 |
|Чугун |52,90 |32,64 |4,47 |1,02 |0,97 |

.

2.4. Влияние органических добавок на выбиваемость НСС

Большинство органических добавок снижает прочность НСС после прогрева до
800°C и заметно улучшает выбиваемость НСС из чугунных отливок[2,7].
Наиболее рациональными и экономичными следует считать следующие добавки: древесные опилки (0,6–1,0%), древесный пек или крепитель ДП (1,0–1,5%), каменный уголь или кокс (1,5–2,0%) и др. При большем содержании этих добавок снижается текучесть НСС. Чтобы уменьшить влияние опилок на текучесть НСС, их необходимо замачивать в воде в соотношении 1 : 1, а еще лучше — в воде с добавкой 0,025% ПАВ. При этом в НСС вводится соответственно меньшее количество воды и ПАВ. Лучшие результаты получают при добавлении опилок с размерами ситовой фракции около 2 мм. Выбиваемость
НСС при прогреве до 700–800°C улучшается также, если добавить к ней
0,5–1,0% патоки; 1,0–1,5% торфа; 1,5–2,0% графита; 0,7–1,0% твердой СДБ и др.

Из добавок, которые существенно не влияют на текучесть и прочность НСС, но улучшают выбиваемость, следует отметить гидрол производства
Верхнеднепровского крахмало-паточного завода и Бесланского (Северная
Осетия) маисового комбината. Гидрол Бесланского комбината перед вводом в
НСС необходимо нейтрализовать.

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





Предыдущая страница реферата | 3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13 | Следующая страница реферата