Створення зв’язувальних матеріалів для ливарних стрижнів із ортофосфорної кислоти і алюмосилікатних наповнювачів
The article presents the results of the research of aluminophosphate binders, which were obtained as a result of the chemical interaction of orthophosphoric acid with dust-like aluminosilicates. The subjects of the research are the phase and chemical composition, the dynamics of thermal transformati...
Збережено в:
| Дата: | 2023 |
|---|---|
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Physico-technological Institute of Metals and Alloys
2023
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/223 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Metal and Casting of Ukraine |
Репозитарії
Metal and Casting of Ukraine| _version_ | 1859471986483265536 |
|---|---|
| author | Лютий, Р. В. Кочешков, А. С. Мисливченко, О. М. Люта, Д. В. |
| author_facet | Лютий, Р. В. Кочешков, А. С. Мисливченко, О. М. Люта, Д. В. |
| author_sort | Лютий, Р. В. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2023-10-06T17:47:18Z |
| description | The article presents the results of the research of aluminophosphate binders, which were obtained as a result of the chemical interaction of orthophosphoric acid with dust-like aluminosilicates. The subjects of the research are the phase and chemical composition, the dynamics of thermal transformations of the binders, as well as the properties of core mixtures with them. In the experiments, it was established that due to the chemical interaction of dust-like pyrophyllite Al2(OH)2[Si4O10] or dystensillimanite Al2O[SiO4] with orthophosphoric acid after heating to 300 ºC, strong and thermally stable binders are formed, which are crystalline and amorphous aluminum orthophosphates. These phases provide strong bonding of the refractory filler and high strength of the core mixture.
X-ray phase and differential thermogravimetric analyzes were used in the work to determine the structure and properties of binders. To determine the composition of the core mixture, the compositional planning of the experiment with appropriate data processing was applied.
For the first time, the structure of aluminum phosphate binders, which were obtained from refractory fillers common in foundry production, was investigated. The conditions for the formation of crystalline phases were analyzed for the first time. It was established that as a result of the interaction of orthophosphoric acid with dysten-sillimanite, a larger specific amount of aluminum orthophosphate and a smaller amount of residual quartz is formed than when the acid interacts with pyrophyllite. This ensures a higher strength of the core mixture, for the formation of the binder in which orthophosphoric acid and dystensillimanite are used.
Mass ratios are taken into account for the complete realization of the chemical reaction of the formation of the aluminum phosphate binder. The composition of a core mixture based on quartz sand with orthophosphoric acid and dysten-sillimanite was developed, which hardens after heating to 300 ºC and has a compressive strength of at least 2.0 MPa. |
| first_indexed | 2026-03-12T15:51:15Z |
| format | Article |
| id | oai:oai.metalsandcasting.com:article-223 |
| institution | Metal and Casting of Ukraine |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-03-12T15:51:15Z |
| publishDate | 2023 |
| publisher | Physico-technological Institute of Metals and Alloys |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:oai.metalsandcasting.com:article-2232023-10-06T17:47:18Z Creation of binders for casting cores from orthophosphoric acid and aluminosilicate fillers Створення зв’язувальних матеріалів для ливарних стрижнів із ортофосфорної кислоти і алюмосилікатних наповнювачів Лютий, Р. В. Кочешков, А. С. Мисливченко, О. М. Люта, Д. В. aluminosilicate dysten-sillimanite binder strength orthophosphoric acid pyrophyllite core mixture thermogravimetric analysis X-ray phase analysis алюмосилікат дистен-силіманіт зв’язувальний компонент міцність ортофосфорна кислота пірофіліт стрижнева суміш термогравіметричний аналіз фазовий аналіз The article presents the results of the research of aluminophosphate binders, which were obtained as a result of the chemical interaction of orthophosphoric acid with dust-like aluminosilicates. The subjects of the research are the phase and chemical composition, the dynamics of thermal transformations of the binders, as well as the properties of core mixtures with them. In the experiments, it was established that due to the chemical interaction of dust-like pyrophyllite Al2(OH)2[Si4O10] or dystensillimanite Al2O[SiO4] with orthophosphoric acid after heating to 300 ºC, strong and thermally stable binders are formed, which are crystalline and amorphous aluminum orthophosphates. These phases provide strong bonding of the refractory filler and high strength of the core mixture. X-ray phase and differential thermogravimetric analyzes were used in the work to determine the structure and properties of binders. To determine the composition of the core mixture, the compositional planning of the experiment with appropriate data processing was applied. For the first time, the structure of aluminum phosphate binders, which were obtained from refractory fillers common in foundry production, was investigated. The conditions for the formation of crystalline phases were analyzed for the first time. It was established that as a result of the interaction of orthophosphoric acid with dysten-sillimanite, a larger specific amount of aluminum orthophosphate and a smaller amount of residual quartz is formed than when the acid interacts with pyrophyllite. This ensures a higher strength of the core mixture, for the formation of the binder in which orthophosphoric acid and dystensillimanite are used. Mass ratios are taken into account for the complete realization of the chemical reaction of the formation of the aluminum phosphate binder. The composition of a core mixture based on quartz sand with orthophosphoric acid and dysten-sillimanite was developed, which hardens after heating to 300 ºC and has a compressive strength of at least 2.0 MPa. У статті представлено результати дослідження алюмофосфатних зв’язувальних компонентів, які отримано в результаті хімічної взаємодії ортофосфорної кислоти з пилоподібними алюмосилікатами. Предметами дослідження є фазовий та хімічний склад, динаміка термічних перетворень зв’язувальних компонентів, а також властивості стрижневих сумішей з ними. В експериментах встановлено, що внаслідок хімічної взаємодії пилоподібних пірофіліту  Al2(OH)2[Si4O10] або дистен-силіманіту Al2O[SiO4]  з ортофосфорною кислотою після нагрівання до 300 ºС утворюються міцні та термічно стійкі зв’язувальні компоненти, які являють собою кристалічні та аморфні ортофосфати алюмінію. Ці фази забезпечують міцне зв’язування вогнетривкого наповнювача і через це високу міцність стрижневої суміші. В роботі для визначення будови і властивостей зв’язувальних компонентів застосовано рентгенофазовий та диференційний термогравіметричний аналізи. Для визначення робочого складу стрижневої суміші застосовано композиційне планування експерименту з відповідним обробленням даних. Вперше досліджено структуру алюмофосфатних зв’язувальних компонентів, для отримання яких використано поширені в ливарному виробництві вогнетривкі наповнювачі. Вперше проаналізовано умови утворення кристалічних фаз. Встановлено, що в результаті взаємодії ортофосфорної кислоти з дистен-силіманітом утворюється більша питома кількість ортофосфату алюмінію і менша кількість залишкового кварцу, ніж при взаємодії кислоти з пірофілітом. Це забезпечує більш високу міцність стрижневої суміші, для утворення зв’язувального компонента в якій використано ортофосфорну кислоту і дистен-силіманіт. З урахуванням масових співвідношень для повної реалізації хімічної реакції утворення алюмофосфатного зв’язувального компонента, розроблено склад стрижневої суміші на основі кварцового піску з ортофосфорною кислотою і дистен-силіманітом, яка твердне після нагрівання до 300 ºС і має міцність при стисканні не менше 2,0 МПа. Physico-technological Institute of Metals and Alloys 2023-07-30 Article Article Рецензована Стаття application/pdf https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/223 10.15407/steelcast2023.02.073 Metal and Casting of Ukraine; Vol. 31 No. 2 (2023): Metal and Casting of Ukraine Метал та лиття України ; Том 31 № 2 (2023): Метал та лиття України 2706-5529 2077-1304 10.15407/steelcast2023.02 uk https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/223/221 Авторське право (c) 2023 Метал та лиття України |
| spellingShingle | алюмосилікат дистен-силіманіт зв’язувальний компонент міцність ортофосфорна кислота пірофіліт стрижнева суміш термогравіметричний аналіз фазовий аналіз Лютий, Р. В. Кочешков, А. С. Мисливченко, О. М. Люта, Д. В. Створення зв’язувальних матеріалів для ливарних стрижнів із ортофосфорної кислоти і алюмосилікатних наповнювачів |
| title | Створення зв’язувальних матеріалів для ливарних стрижнів із ортофосфорної кислоти і алюмосилікатних наповнювачів |
| title_alt | Creation of binders for casting cores from orthophosphoric acid and aluminosilicate fillers |
| title_full | Створення зв’язувальних матеріалів для ливарних стрижнів із ортофосфорної кислоти і алюмосилікатних наповнювачів |
| title_fullStr | Створення зв’язувальних матеріалів для ливарних стрижнів із ортофосфорної кислоти і алюмосилікатних наповнювачів |
| title_full_unstemmed | Створення зв’язувальних матеріалів для ливарних стрижнів із ортофосфорної кислоти і алюмосилікатних наповнювачів |
| title_short | Створення зв’язувальних матеріалів для ливарних стрижнів із ортофосфорної кислоти і алюмосилікатних наповнювачів |
| title_sort | створення зв’язувальних матеріалів для ливарних стрижнів із ортофосфорної кислоти і алюмосилікатних наповнювачів |
| topic | алюмосилікат дистен-силіманіт зв’язувальний компонент міцність ортофосфорна кислота пірофіліт стрижнева суміш термогравіметричний аналіз фазовий аналіз |
| topic_facet | aluminosilicate dysten-sillimanite binder strength orthophosphoric acid pyrophyllite core mixture thermogravimetric analysis X-ray phase analysis алюмосилікат дистен-силіманіт зв’язувальний компонент міцність ортофосфорна кислота пірофіліт стрижнева суміш термогравіметричний аналіз фазовий аналіз |
| url | https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/223 |
| work_keys_str_mv | AT lûtijrv creationofbindersforcastingcoresfromorthophosphoricacidandaluminosilicatefillers AT kočeškovas creationofbindersforcastingcoresfromorthophosphoricacidandaluminosilicatefillers AT mislivčenkoom creationofbindersforcastingcoresfromorthophosphoricacidandaluminosilicatefillers AT lûtadv creationofbindersforcastingcoresfromorthophosphoricacidandaluminosilicatefillers AT lûtijrv stvorennâzvâzuvalʹnihmateríalívdlâlivarnihstrižnívízortofosfornoíkislotiíalûmosilíkatnihnapovnûvačív AT kočeškovas stvorennâzvâzuvalʹnihmateríalívdlâlivarnihstrižnívízortofosfornoíkislotiíalûmosilíkatnihnapovnûvačív AT mislivčenkoom stvorennâzvâzuvalʹnihmateríalívdlâlivarnihstrižnívízortofosfornoíkislotiíalûmosilíkatnihnapovnûvačív AT lûtadv stvorennâzvâzuvalʹnihmateríalívdlâlivarnihstrižnívízortofosfornoíkislotiíalûmosilíkatnihnapovnûvačív |