Самотвердеющие жидкостекольные формовочно-стержневые смеси для изготовления отливок энергетического оборудования
Исследовано влияние модифицирования жидкого стекла гексаметафосфатом натрия на изменение остаточной прочности жидкостекольных смесей, отверждаемых эфирными отвердителями, после высокотемпературного воздействия. Показана возможность получения жидкостекольных самотвердеющих смесей, применяемых при изг...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Металл и литье Украины |
|---|---|
| Datum: | 2018 |
| Hauptverfasser: | , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України
2018
|
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/166506 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Самотвердеющие жидкостекольные формовочно-стержневые смеси для изготовления отливок энергетического оборудования / А.К. Давиденко, Б.К. Иванов, Г.П. Охрименко, О.И. Пономаренко // Металл и литье Украины. — 2018. — № 3-4 (298-299). — С. 34-39. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-166506 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Давиденко, А.К. Иванов, Б.К. Охрименко, Г.П. Пономаренко, О.И. 2020-02-24T20:44:11Z 2020-02-24T20:44:11Z 2018 Самотвердеющие жидкостекольные формовочно-стержневые смеси для изготовления отливок энергетического оборудования / А.К. Давиденко, Б.К. Иванов, Г.П. Охрименко, О.И. Пономаренко // Металл и литье Украины. — 2018. — № 3-4 (298-299). — С. 34-39. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. 2077-1304 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/166506 621.742.48 Исследовано влияние модифицирования жидкого стекла гексаметафосфатом натрия на изменение остаточной прочности жидкостекольных смесей, отверждаемых эфирными отвердителями, после высокотемпературного воздействия. Показана возможность получения жидкостекольных самотвердеющих смесей, применяемых при изготовлении отливок энергетического оборудования, с необходимыми прочностными и технологическими характеристиками, при пониженном содержании связующего. Досліджено вплив модифікування рідкого скла гексаметафосфатом натрію на зміну залишкової міцності рідкоскляних сумішей, що твердіють під дією ефірних затверджувачів, після високотемпературного впливу. Показано можливість отримання рідкоскляних самотвердних сумішей, що застосовуються при виготовленні виливків енергетичного обладнання, з необхідними властивостями міцності і технологічними характеристиками, при зниженому вмісті в’яжучого. The influence of inoculation of liquid glass with sodium hexametaphosphate on retained strength of liquid glass compound hardened by ethereal hardeners after high temperature treatment was examined. It is shown the possibility to get selfhardening liquid glass compound used for power-generating equipment castings with required strength and process properties at reduced content of binding substance. ru Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України Металл и литье Украины Самотвердеющие жидкостекольные формовочно-стержневые смеси для изготовления отливок энергетического оборудования Самотвердні рідкоскляні формувально-стрижневі суміші для виготовлення виливків енергетичного обладнання Self-hardening liquid glass moulding core sands used for casting manufacturing of power-generating equipment Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Самотвердеющие жидкостекольные формовочно-стержневые смеси для изготовления отливок энергетического оборудования |
| spellingShingle |
Самотвердеющие жидкостекольные формовочно-стержневые смеси для изготовления отливок энергетического оборудования Давиденко, А.К. Иванов, Б.К. Охрименко, Г.П. Пономаренко, О.И. |
| title_short |
Самотвердеющие жидкостекольные формовочно-стержневые смеси для изготовления отливок энергетического оборудования |
| title_full |
Самотвердеющие жидкостекольные формовочно-стержневые смеси для изготовления отливок энергетического оборудования |
| title_fullStr |
Самотвердеющие жидкостекольные формовочно-стержневые смеси для изготовления отливок энергетического оборудования |
| title_full_unstemmed |
Самотвердеющие жидкостекольные формовочно-стержневые смеси для изготовления отливок энергетического оборудования |
| title_sort |
самотвердеющие жидкостекольные формовочно-стержневые смеси для изготовления отливок энергетического оборудования |
| author |
Давиденко, А.К. Иванов, Б.К. Охрименко, Г.П. Пономаренко, О.И. |
| author_facet |
Давиденко, А.К. Иванов, Б.К. Охрименко, Г.П. Пономаренко, О.И. |
| publishDate |
2018 |
| language |
Russian |
| container_title |
Металл и литье Украины |
| publisher |
Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Самотвердні рідкоскляні формувально-стрижневі суміші для виготовлення виливків енергетичного обладнання Self-hardening liquid glass moulding core sands used for casting manufacturing of power-generating equipment |
| description |
Исследовано влияние модифицирования жидкого стекла гексаметафосфатом натрия на изменение остаточной прочности жидкостекольных смесей, отверждаемых эфирными отвердителями, после высокотемпературного воздействия. Показана возможность получения жидкостекольных самотвердеющих смесей, применяемых при изготовлении отливок энергетического оборудования, с необходимыми прочностными и технологическими характеристиками, при пониженном содержании связующего.
Досліджено вплив модифікування рідкого скла гексаметафосфатом натрію на зміну залишкової міцності рідкоскляних сумішей, що твердіють під дією ефірних затверджувачів, після високотемпературного впливу. Показано можливість отримання рідкоскляних самотвердних сумішей, що застосовуються при виготовленні виливків енергетичного обладнання, з необхідними властивостями міцності і технологічними характеристиками, при зниженому вмісті в’яжучого.
The influence of inoculation of liquid glass with sodium hexametaphosphate on retained strength of liquid glass compound hardened by ethereal hardeners after high temperature treatment was examined. It is shown the possibility to get selfhardening liquid glass compound used for power-generating equipment castings with required strength and process properties at reduced content of binding substance.
|
| issn |
2077-1304 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/166506 |
| citation_txt |
Самотвердеющие жидкостекольные формовочно-стержневые смеси для изготовления отливок энергетического оборудования / А.К. Давиденко, Б.К. Иванов, Г.П. Охрименко, О.И. Пономаренко // Металл и литье Украины. — 2018. — № 3-4 (298-299). — С. 34-39. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT davidenkoak samotverdeûŝiežidkostekolʹnyeformovočnosteržnevyesmesidlâizgotovleniâotlivokénergetičeskogooborudovaniâ AT ivanovbk samotverdeûŝiežidkostekolʹnyeformovočnosteržnevyesmesidlâizgotovleniâotlivokénergetičeskogooborudovaniâ AT ohrimenkogp samotverdeûŝiežidkostekolʹnyeformovočnosteržnevyesmesidlâizgotovleniâotlivokénergetičeskogooborudovaniâ AT ponomarenkooi samotverdeûŝiežidkostekolʹnyeformovočnosteržnevyesmesidlâizgotovleniâotlivokénergetičeskogooborudovaniâ AT davidenkoak samotverdnírídkosklâníformuvalʹnostrižnevísumíšídlâvigotovlennâvilivkívenergetičnogoobladnannâ AT ivanovbk samotverdnírídkosklâníformuvalʹnostrižnevísumíšídlâvigotovlennâvilivkívenergetičnogoobladnannâ AT ohrimenkogp samotverdnírídkosklâníformuvalʹnostrižnevísumíšídlâvigotovlennâvilivkívenergetičnogoobladnannâ AT ponomarenkooi samotverdnírídkosklâníformuvalʹnostrižnevísumíšídlâvigotovlennâvilivkívenergetičnogoobladnannâ AT davidenkoak selfhardeningliquidglassmouldingcoresandsusedforcastingmanufacturingofpowergeneratingequipment AT ivanovbk selfhardeningliquidglassmouldingcoresandsusedforcastingmanufacturingofpowergeneratingequipment AT ohrimenkogp selfhardeningliquidglassmouldingcoresandsusedforcastingmanufacturingofpowergeneratingequipment AT ponomarenkooi selfhardeningliquidglassmouldingcoresandsusedforcastingmanufacturingofpowergeneratingequipment |
| first_indexed |
2025-11-26T08:36:17Z |
| last_indexed |
2025-11-26T08:36:17Z |
| _version_ |
1850615967410814976 |
| fulltext |
34 ISSN 2077-1304. МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ. 2018. № 3-4 (298-299)
евых алюминатов и др.) отвердителями и тепловым
воздействием. Из перечисленных смесей наимень-
шим содержанием жидкого стекла характеризуют-
ся смеси, отверждаемые жидкими отвердителями
сложноэфирного типа, 3,5–4,0 % против 5,0–7,0 %
отверждаемые углекислым газом. Однако имеются
данные, что фирмой Foseco, для смесей, отвержда-
емых углекислым газом, поставляется модифициро-
ванное жидкостекольное связующее Siltek-2000, кото-
рое характеризуется высокой прочностью на сжатие
(2,0–2,3 МПа) при содержании связующего 3,5 % [3].
В нынешних условиях, когда литейщики стремят-
ся снизить производственные затраты, в том числе и
на энергоносители, наиболее перспективной являет-
ся технология изготовления литья в формах из сме-
сей, отверждаемых жидкими отвердителями.
Применение данных смесей, в отличие от песча-
но-смоляных, где скорость отверждения регулиру-
ется количеством и маркой (концентрацией) отвер-
дителя, позволяет регулировать скорость отвержде-
ния не только применяемым отвердителем, но и
связующим – изменяя его плотность и силикатный
модуль [4].
Однако ограничение применения смесей такого
типа связывают с некоторыми недостатками [3]:
– повышенная хрупкость в отвержденном состо-
янии;
– отставание в скорости отверждения внутренних
слоев формы (стержня) по сравнению с внешними
зонами;
– усадка при отверждении смеси в оснастке и за-
жим оснастки;
– затрудненная выбиваемость при нагреве смеси
выше 700 °С;
Н
есмотря на то, что в последние два десятиле-
тия, в условиях единичного и серийного произ-
водства, некоторые предприятия, производители
энергетического оборудования принимают на во-
оружение технологии изготовления литья с приме-
нением самотвердеющих смесей на органических
смолах, применение жидкостекольных смесей оста-
ется актуальным для многих производителей литья
в Украине. Благодаря своей невысокой стоимости
и экологической безопасности жидкое стекло (ЖС)
остается в настоящее время наиболее востребован-
ным связующим.
Жидкостекольные связующие системы, в отличие
от смоляных, менее чувствительны к температурным
режимам и могут применяться в более широком диа-
пазоне температур от + 5 до 40 °С, без применения
дополнительного оборудования.
Однако недостатком жидкостекольных смесей
является их плохая выбиваемость, то есть высокая
остаточная прочность после воздействия высоких
температур, которым подвергаются смеси в процессе
заливки форм жидким металлом, в особенности при
изготовлении стального литья.
В снижении остаточной прочности жидкостеколь-
ных смесей просматриваются два основных направ-
ления – снижение содержания жидкого стекла [1] и
введение в состав смесей специальных добавок [2].
При этом смеси должны обладать необходимыми фи-
зико-механическими и технологическими свойствами.
Жидкостекольные смеси отверждаются газообраз-
ными (углекислый газ), жидкими (ацетаты гликолей и
глицерина, пропиленкарбонат), порошкообразными
(материалы на основе двухкальциевых силикатов,
портландцементы, материалы на основе трехкальци-
УДК 621.742.48
А. К. Давиденко1, канд. техн. наук, ген. директор, e-mail: admin@vniiaen.sumy.ua
Б. К. Иванов1, главный конструктор проекта
Г. П. Охрименко2, начальник сталелитейного цеха
О. И. Пономаренко3, д-р техн. наук, профессор
1ПАО «Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт атомного и энергетического
насосостроения», Сумы
2ООО «Завод Южгидромаш», Бердянск
3Национальный технический университет «ХПИ», Харьков
Самотвердеющие жидкостекольные формовочно-
стержневые смеси для изготовления отливок
энергетического оборудования
Исследовано влияние модифицирования жидкого стекла гексаметафосфатом натрия на изменение остаточной
прочности жидкостекольных смесей, отверждаемых эфирными отвердителями, после высокотемпературного
воздействия. Показана возможность получения жидкостекольных самотвердеющих смесей, применяемых при
изготовлении отливок энергетического оборудования, с необходимыми прочностными и технологическими
характеристиками, при пониженном содержании связующего.
Ключевые слова: жидкое стекло, модифицирование, самотвердеющие смеси, остаточная прочность.
35ISSN 2077-1304. МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ. 2018. № 3-4 (298-299)
Модифицирование жидкого стекла фосфатами в
виде ТПФН также повышает адгезионную прочность,
[8] что положительно влияет на прочностные харак-
теристики смесей.
Для приготовления модифицированного фосфа-
тами жидкого стекла полифосфат натрия добавляют
при автоклавной варке [9] или ТПФН предваритель-
но растворяют в воде при 100 °С, до получения рас-
твора 28–30%-ной концентрации, с последующим
добавлением к полученному раствору водного рас-
твора едкого натра (r = 1,2 – 1,35 г/см3) в массовом
соотношении, соответственно, (2-3):1 и смешивают
30–35 мас. ч. полученного водно-щелочного раство-
ра ТПФН с 65–70 мас. ч. жидкого стекла [10].
Первый способ позволяет получить модифици-
рованное жидкое стекло с заданными плотностью,
силикатным модулем и содержанием Р2О5, но тре-
бует применения в литейных цехах дополнительного
оборудования, так как централизовано, для литейно-
го производства, такой способ получения жидкосте-
кольного связующего не применяется.
Второй способ, хотя и не требует применения в
процессе приготовления автоклавного оборудова-
ния, но все же представляет собой многостадийный
процесс с затратами энергоносителей на растворе-
ние ТПФН и характеризуется пониженными значени-
ями плотности полученного связующего.
Очевидно, из-за присущих обоим способам мо-
дифицирования жидкого стекла недостаткам, они не
нашли широкого применения.
Также были проведены работы по введению ТПФН
небольшими порциями при непрерывном перемеши-
вании непосредственно в жидкое стекло. Отмечено,
что при хранении модифицированного таким спосо-
бом в полученном связующем через 24–48 ч ТПФН
выпадает в осадок [11].
Для улучшения свойств формовочных и стержне-
вых смесей были проведены работы по поиску спо-
соба модифицирования ЖС полифосфатом натрия
со степенью полимеризации шесть (гексаметафос-
фат натрия). Гексаметафосфат натрия (ГМФН) явля-
ется более перспективным в применении в качестве
модификатора, так как содержит более 68 % Р2О5
против более 61,5 % в ТПФН.
В результате проведенных работ установлено, что
подготовленный водный раствор ГМФН плотностью
1,47–1,49 г/см3 смешивается с ЖС (силикатный мо-
дуль Мо = 2,2–2,9) в количестве необходимом для со-
держания Р2О5 в жидком стекле в диапазоне 2,0–4,0 %
без коагуляции. Отмечено сохранение однородности
полученного таким способом полимерного связующе-
го при хранении в течение более 6 месяцев, с сохра-
нением стабильности физико-механических свойств
смесей, приготовленных с таким связующим.
Модифицирование жидкого стекла таким спосо-
бом позволяет с минимальными материальными и
энергетическими затратами получить связующее с
необходимыми свойствами для применения в соста-
ве самотвердеющих смесей. При модифицировании
ГМФН снижается условная вязкость. Так при услов-
ной вязкости исходного жидкого стекла (Мо = 2,4;
r = 1,46 г/см3) 31–29 сек., определенной с помощью
– более сложная по сравнению с песчано-смоля-
ными смесями регенерация отработанной смеси и
ограниченное повторное применение полученного
регенерата.
Введение в состав смесей отверждаемых жидки-
ми отвердителями добавок для снижения остаточ-
ной прочности в виде порошков несколько снижает
прочностные свойства, что может потребовать до-
полнительного введения связующего. Наиболее ра-
циональным является применение жидких добавок
или растворов, которые вводятся непосредственно в
жидкое стекло, то есть модифицирование.
Как правило, для снижения остаточной прочности
при прогреве до 600–700 °С в качестве модифика-
торов применяют добавки органической природы в
количестве 10–25 % на 100 массовых частей жидкого
стекла. К ним относятся моно- и полисахариды, тех-
нические (не пищевые) продукты на их основе (па-
тока меласса, зеленая патока, сульфидный щелок,
гидролизные сахара при сульфатной переработке
древесины на целлюлозу). Однако наибольшие зна-
чения остаточной прочности возникают после про-
грева жидкостекольных смесей выше 700 °С. Для
снижения остаточной прочности после такого про-
грева применяют неорганические модификаторы. В
качестве таковых эффективным будет применение
триполифосфата натрия или других водораствори-
мых щелочных фосфатов в количестве 1–7 % на 100
массовых частей жидкого стекла [3, 5].
Полифосфаты характеризуются различной сте-
пенью полимеризации. С ростом степени полимери-
зации полифосфата натрия (ПФН) возрастает проч-
ность и уменьшается осыпаемость, снижается рабо-
та выбивки [6].
Проводимые ранее работы по модифицирова-
нию жидкого стекла для смесей, отверждаемых
углекислым газом, тринатрийфосфатом натрия (по
ГОСТ 201-76) и триполифосфатом натрия (ТПФН)
(по ГОСТ 13493-86) показали, что для достижения
хорошей выбиваемости в жидкое стекло достаточно
ввести 2 % Р2О5. Смеси, изготовленные с применени-
ем модифицированного фосфорными солями натрия
жидким стеклом, при одинаковом содержании связу-
ющего, характеризуются более низкой прочностью
после воздействия температуры 900 °С. Так, при со-
держании в смеси 4,5 % жидкого стекла, работа вы-
бивки для смесей, отвержденных углекислым газом,
с не модифицированным жидким стеклом состави-
ла 300 Дж. При содержании в жидком стекле Р2О5 в
количестве 0,98–1,17 %, работа выбивки составила
70–80 Дж, то есть в 4 раза меньше, а при содержании
Р2О5 в количестве 2,1 %, работа выбивки составила
12,2 Дж. Дальнейшее увеличение содержания Р2О5 в
жидком стекле до 4 %, хотя и незначительно, но сни-
зило работу выбивки до 10,5 Дж. Такой эффект объ-
ясняется возгонкой Р2О5 из фосфата натрия и образо-
ванием тугоплавких соединений, плавление которых
происходит в области высоких температур. Окислы
фосфора при 400–782 °С возгоняются, вследствие
этого жидкостекольная пленка теряет сплошность, а
дальнейшее повышение температуры приводит к об-
разованию тугоплавких кристаллических фаз [7].
36 ISSN 2077-1304. МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ. 2018. № 3-4 (298-299)
воронки ВЗ-4, условная вязкость полученного свя-
зующего составила 25–23 сек., что позволяет более
равномерно распределяться ему по поверхности
песчинок в процессе приготовления смесей, тем са-
мым положительно влияя на прочность.
С применением полученного связующего были
приготовлены и испытаны самотвердеющие смеси,
отверждаемые сложноэфирными отвердителями. В
качестве связующего применялось натриевое жид-
кое стекло (Мо = 2,2–2,5; r = 1,44–1,47 г/см3).
Составы некоторых смесей приведены в табл. 1.
Содержание составляющих смесей приведено в мас-
совых частях.
Как видно из результатов испытаний, приведен-
ных в табл. 2, дополнительное введение ПАВ по-
зволяет приготавливать достаточно прочные само-
твердеющие смеси при более низком содержании
связующего. В табл. 2 приведены средние значения
результатов испытаний, проведенных на 5 образцах.
На рисунке приведены данные по прочности стан-
дартных образцов на разрыв в зависимости от тем-
пературы прогрева. Стандартные образцы помеща-
лись в лабораторную термическую печь при задан-
ной температуре, выдерживались в течение 60 мин и
остывали с печью до 80–100 °С. После охлаждения
до 20–30 °С образцы подвергались испытаниям на
разрыв.
Как видно из табл. 2 и рисунка, модифицирование
жидкого стекла ГМФН и снижение содержания связу-
ющего существенно снижает остаточную прочность
после прогрева в диапазоне температур 600–1100 оС
при высокой исходной прочности.
Ранее отмечалось, что для смесей со сложноэ-
фирными отвердителями областью применения яв-
ляются средние и крупные формы, а так же стержни
простой конфигурации. Такие ограничения связыва-
ют с хрупкостью смесей в отвержденном состоянии
и возможностью образования трещин при транспор-
тировке.
Действительно, при освоении технологии, хруп-
кость отмечалась при изготовлении форм и стерж-
ней, где в качестве отвердителя смеси применялись
ацетаты этиленгликоля, что повлияло на мнение о
перспективности данной технологии. Следующим
шагом была замена отвердителя на триацетин.
Как показала практика более пяти лет изготов-
ления отливок для энергетического оборудования,
использование жидкостекольных самотвердеющих
смесей с триацетином позволило снизить к минимуму
ранее описанные недостатки, присущие этому типу
смесей. С применением данных смесей изготавлива-
лись формы и стержни для отливок 3–5 групп слож-
ности (станины, рабочие колеса, корпуса и крышки
насосов, детали компрессоров и т. д. из стали и серо-
го чугуна). Развес отливок составлял от 50 до 6000 кг.
Диапазон температур, при которых изготавливались
формы и стержни из жидкостекольных самотвердею-
щих смесей, колебался в пределах от + 1 до + 35 °С.
Таблица 1
Составы смесей
Составляющие смеси 1 2 3 4 5 6
Песок кварцевый 2К2О102 100 100 100 100 100 100
Жидкое стекло 4,0 3,5 3,0 – – –
Модифицированное жидкое стекло – – – 3,0 2,5 3,75
Триацетин – – 0,6 0,6 0,5 –
Ацетат этиленгликоль 0,6 0,5 – – – 0,6
ПАВ – – – – 0,3 –
Лигносульфонаты технические (ЛСТ) – – – – – 0,25
Таблица 2
Физико-механические свойства испытанных смесей
Свойства 1 2 3 4 5 6
Газопроницаемость, ед. 310 310 325 325 300 310
Исходная влажность, % 2,2 2,0 1,8 1,8 1,9 2,2
Осыпаемость, % <0,1 <0,1 <0,1 <0,1 <0,1 <0,1
Прочность на сжатие, МПа, через, ч
0
1
2
3
6
24
<0,002
0,300
0,612
0,785
1,234
2,386
<0,002
0,252
0,510
1,060
1,519
2,277
<0,002
0,240
0,642
1,122
1,856
2,427
<0,002
0,220
0,562
1,087
1,810
2,400
<0,002
0,612
1,101
1,377
1,489
1,905
<0,002
0,255
0,306
0,785
1,020
2,427
Прочность на разрыв, МПа, через, ч
0
1
2
3
6
24
0
0,056
0,120
0,144
0,264
0,795
0
0,064
0,104
0,176
0,392
0,734
0
0,048
0,171
0,315
0,571
0,921
0
0,032
0,160
0,288
0,568
0,976
0
0,123
0,325
0,485
0,640
0,741
0
0,080
0,096
0,144
0,448
0,848
Температура окружающей среды, оС 14 14 15 15 17 17
37ISSN 2077-1304. МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ. 2018. № 3-4 (298-299)
1. Великанов Г. Ф., Примак И. Н., Бречко А. А. Прочность форм из ХТС // Литейное производство. – 1988. – № 1. – С. 8–10.
2. Жуковский С. С., Борсук П. А. Перспективы применения смесей с жидким стеклом в литейном производстве // Литей-
ное производство. – 1983. – № 1. – С. 12–14.
3. Болдин А. Н., Давыдов Н. И., Жуковский С. С. и др. Литейные формовочные материалы. Формовочные, стержневые
смеси и покрытия: справочник. – М.: Машиностроение, 2006. – 507 с.
4. Тепляков С. Д., Сафронов В. А., Задов А. Е., Ольшовски Т., Вилкощ Б. Отверждение ХТС с жидкими отвердителями на
основе ацетатов этиленгликоля // Литейное производство. – 1990. – № 1. – С. 11–12.
5. Жуковский С. С., Сафронов В. А., Тепляков С. Д., Задов А. Е., Муравьева Т. С. Методы регулирования остаточной
прочности жидкостекольных ХТС с ацетатами этиленгликоля // Литейное производство. – 1990. – № 4. – С. 12–14.
6. Дорошенко С. П., Макаревич А. П. Современные направления совершенствования свойств жидкостекольных смесей:
метод. реком. – Киев: Знание, 1989. – 15 с.
7. Сычев И. С., Вишняков К. И., Скаженник В. А. Влияние фосфатов на свойства жидкого стекла и формовочных смесей
// Литейное производство. – 1987. – № 2. – С. 13–14.
8. Волочко А. Т., Подболотов К. Б., Жукова А. А. Получение огнеупорных защитных покрытий футеровок теплотехниче-
ских агрегатов // Весці нацыянальнай акадэміі навук Беларусі. Серыя фізіка-тэхнічных навук. – 2010. – № 4. – С. 11–18.
ЛИТЕРАТУРА
Прочность смесей на разрыв после высокотемпературного воздействия: а – с ацетатами этиленгликоля; б – с триацетином
а
% жидкого стекла
% жидкого стекла
% жидкого стекла
% модифицированного жидкого стекла
% модифицированного жидкого стекла + ПАВ
% модифицированного жидкого стекла + ЛСТ
б
За счет повышения податливости, улучшения вы-
биваемости, высокой прочности и снижения общей
влажности, применение этих смесей, в отличие от
традиционных смесей по СО2-процессу и отверждае-
мых конвективной сушкой, позволяет снизить затраты
на очистку литья и снизить к минимуму вероятность
образования таких видов брака, как песчаные и газо-
вые раковины, горячие трещины, пригар и ужимины.
Проведенные экспериментальные работы и про-
мышленные испытания показали, что можно снять
некоторые ранее описанные ограничения примене-
ния смесей такого типа:
1. Повышенная хрупкость в отвержденном состо-
янии – за время практики применения смесей с три-
ацетином не было отмечено случаев хрупкого разру-
шения форм или стержней.
2. Усадка при отверждении смеси в оснастке и за-
жим оснастки — извлечение моделей из форм или
стержней из ящиков, в диапазоне прочностных ха-
рактеристик на разрыв 1,00–3,50 кг/см2 не вызывает
никаких затруднений. Усадки (изменения размеров)
при отверждении смесей и зажима оснастки не на-
блюдалось.
3. Затрудненная выбиваемость при нагреве сме-
си выше 700 °С – модифицирование жидкого стекла
гексаметафосфатом натрия позволяет существенно
улучшить выбиваемость за счет снижения прочности
смеси при нагреве выше 700 °С.
Проведенные работы по исследованию смесей и
изготовлению отливок с применением самотвердею-
щих смесей, отверждаемых сложноэфирным отвер-
дителем, показали, что правильно подобранный со-
став смесей и организованный технологический про-
цесс позволяют изготавливать качественные литые
заготовки для энергетического машиностроения и
снизить производственные затраты.
Улучшение физико-механических характеристик
жидкостекольных смесей (прочность, газопрони-
цаемость, влажность) за счет модифицирования и
снижения содержания связующего, снижения оста-
точной прочности, позволяют им конкурировать с са-
мотвердеющими смесями на органических смолах,
особенно в экономическом и экологическом плане.
38 ISSN 2077-1304. МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ. 2018. № 3-4 (298-299)
1. Velikanov, G.F., Primak, I.N., Brechko, A.A. (1988). Prochnost’ form iz KHTS [Strength of mold made of cold hardening
mixtures]. Liteinoe proizvodstvo, no. 1, pp. 8–10 [in Russian].
2. Zhukovskii, S.S., Borsuk, P.A. (1983). Perspektivy primeneniia smesei s zhidkim steklom v liteinom proizvodstve [Prospects of
using mixtures with liquid glass in the foundry industry]. Liteinoe proizvodstvo, no. 1, pp. 12–14 [in Russian].
3. Boldin, A.N., Davydov, N.I., Zhukovskii, S.S. et al. (2006). Liteinye formovochnye materialy. Formovochnye, sterzhnevye smesi
i pokrytiia: spravochnik [Foundry molding materials. Molding, core sands and coatings: directory]. Moscow: Mashinostroenie,
507 p. [in Russian].
4. Tepliakov, S.D., Safronov, V.A., Zadov, A.E., Olshovskii, T., Vilkoshch, B. (1990). Otverzhdenie KHTS s zhidkimi otverditeliami
na osnove atsetatov etilenglikolia [Hardening of cold hardening mixtures with liquid hardeners based on ethylene glycol
acetates]. Liteinoe proizvodstvo, no. 1, pp. 11–12 [in Russian].
5. Zhukovskii, S.S., Safronov, V.A., Tepliakov, S.D., Zadov, A.E., Murav’eva, T.S. (1990). Metody regulirovaniia ostatochnoi
prochnosti zhidkostekol’nykh KHTS s atsetatami etilenglikolia [Control methods of residual strength of liquid-glass cold
hardening mixtures with ethylene glycol acetates]. Liteinoe proizvodstvo, no. 4, pp. 12–14 [in Russian].
6. Doroshenko, S.P., Makarevich, A.P. (1989). Sovremennye napravleniia sovershenstvovaniia svoistv zhidkostekol’nykh smesei
[Modern trends in improving the properties of liquid-glass mixtures]. Kiev: Znanie, 15 p. [in Russian].
7. Sychev, I.S., Vishniakov, K.I., Skazhennik, V.A. (1987). Vliianie sul’fatov na svoistva zhidkogo stekla i formovochnykh smesei
[Influence of phosphates on the properties of liquid glass and molding mixtures]. Liteinoe proizvodstvo, no. 2, pp. 13–14
[in Russian].
8. Volochko, A.T., Podbolotov, K.B., Zhukova, A.A. (2010). Poluchenie ogneupornykh zashchitnykh pokrytii futerovok
teplotekhnicheskikh agregatov [Obtaining of fire-resistant protective coatings for lining of heat engineering units]. Vestsi
natsyianalnai akademii navuk Belarusii. Seryia fizhika-tekhnichnykh navuk – Proceedings of the National Academy of Science
of Belarus. Physico-technical series, no. 4, pp. 11–18 [in Russian].
9. A. s. 1247341, USSR no. 3851205/23-26, MPK S 01 V33/32. (1986). Sposob poluchenia polimernogo silikata [Method for
producing of polymeric silicate]. Myl’nikova, N.D., Kukui, D.M., Esepkin, V.A., Cherkes, G.Kh., Zaiavka 04.02.85. Opubl.
30.07.86. Biul. no. 28 [in Russian].
10. A. s. 1338959, USSR no. 3918823/31-02, MPK V 01 22 С5/04. (1987). Sposob prigotovlenia sviazuiushchego dlia liteinykh
form i sterzhnei [Method for preparing a binder for making moulds and cores]. Shadrin, N.I., Zhukovskii, S.S., Sagura, A.N.,
Vasilenko, S.A., Ivanov, V.A., Zaiavka 01.07.85. Opubl. 23.09.87. Biul. no. 35 [in Russian].
11. Shadrin, N.I., Zhukovskii, S.S., Kozlov, A.P. (1990). Modifitsirovannye smesi s kaolinovymi glinami po СО2-protsessu [Modified
mixtures with kaolin clays according to the CO2 process]. Liteinoe proizvodstvo, no. 2, pp. 21–22 [in Russian].
REFERENCES
9. А. с. 1247341, СССР № 3851205/23-26, МПК С 01 В33/32. Способ получения полимерного силиката / Н. Д. Мыльнико-
ва, Д. М. Кукуй, В. А. Есепкин, Г. Х. Черкес. Заявка 04.02.85. Опубл. 30.07.86. Бюл. № 28, 1986 г.
10. А. с. 1338959, СССР № 3918823/31-02, МПК В 22 С5/04. Способ приготовления связующего для изготовления литей-
ных форм и стержней / Н. И. Шадрин, С. С. Жуковский, А. Н. Сагура, С. А. Василенко, В. А. Иванов. Заявка 01.07.85.
Опубл. 23.09.87. Бюл. № 35, 1987 г.
11. Шадрин Н. И., Жуковский С. С., Козлов А. П. Модифицированные смеси с каолиновыми глинами по СО2-процессу //
Литейное производство. – 1990. – № 2. – С. 21–22.
Анотація
А. К. Давиденко1, канд. техн. наук, ген. директор, e-mail: admin@vniiaen.
sumy.ua; Б. К. Іванов1, головний конструктор проекту; Г. П. Охріменко2,
начальник сталеливарного цеху; О. І. Пономаренко3, д-р техн. наук,
професор
1ПАТ «Науково-дослідний і проектно-конструкторський інститут
атомного та енергетичного насособудування», Суми
2ТОВ «Завод Південгідромаш», Бердянськ
3Національний технічний університет «ХПІ», Харків
Самотвердні рідкоскляні формувально-стрижневі суміші для виготовлення виливків
енергетичного обладнання
Досліджено вплив модифікування рідкого скла гексаметафосфатом натрію на зміну залишкової міцності рідкоскляних
сумішей, що твердіють під дією ефірних затверджувачів, після високотемпературного впливу. Показано можливість
39ISSN 2077-1304. МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ. 2018. № 3-4 (298-299)
The influence of inoculation of liquid glass with sodium hexametaphosphate on retained strength of liquid glass compound
hardened by ethereal hardeners after high temperature treatment was examined. It is shown the possibility to get self-
hardening liquid glass compound used for power-generating equipment castings with required strength and process
properties at reduced content of binding substance.
Liquid glass, inoculation, self-hardening mixtures, retained strength.Keywords
Поступила 27.03.18
Ключові слова Рідке скло, модифікування, самотвердні суміші, залишкова міцність.
Summary A. K. Davidenko1, Candidate of Engineering Sciences, General Director,
e-mail: admin@vniiaen.sumy.ua; B. K. Ivanov1, Chief Project Designer;
G. P. Okhrimenko2, Head of Steel-Casting Foundry; O. I. Ponomarenko3,
Doctor of Engineering Sciences, Professor
1JSC “Research and Design Institute for Atomic and Power Pumpbuilding”,
Sumy
2LLC “Plant Yuzhgidromash”, Berdiansk
3National Technical University "KhPI", Kharkov
Self-hardening liquid glass moulding and core sand mixtures used for casting manufacturing
of power-generating equipment
отримання рідкоскляних самотвердних сумішей, що застосовуються при виготовленні виливків енергетичного
обладнання, з необхідними властивостями міцності і технологічними характеристиками, при зниженому вмісті
в’яжучого.
|