Технологічні властивості стрижневих сумішей з фосфатами алюмінію, цирконію та кремнію для виготовлення литих заготовок штампового інструменту
Анотація
Лютий Р. В., Федоров М. М., Дьяченко Ю. Г., Кочешков А. С., Демчук Г. В., Люта Д. В. Технологічні властивості стрижневих сумішей з фосфатами алюмінію, цирконію та кремнію для виготовлення литих заготовок штампового інструменту
У світовій практиці штампові вставки на 70% виготовляють способами лиття, при цьому спостерігається тенденція до зниження використання поковок та сортового прокату. З точки зору ливарного виробництво, процес виготовлення цих деталей представляє ряд складнощів. Для їх виготовлення використовують середньо- та високолеговані, часто комплексно леговані сталі. Вони зумовлюють високі вимоги до термічної та фізико-хімічної стійкості ливарних форм. Тому створення нових матеріалів, у першу чергу високоефективних зв’язувальних компонентів для ливарних форм, є актуальним завданням. Як властивості металу формуються на базі його кристалічної структури, так і властивості формувальної (стрижневої) суміші формуються на мікрорівні, в результаті взаємодії зернової основи та плівок зв’язувального компонента між собою. Таким чином, забезпечення належного рівня властивостей сумішей для ливарних стрижнів є шляхом до забезпечення якості форми в цілому і якості отримуваних литих заготовок. Статтю присвячено дослідженню властивостей стрижневих сумішей, які містять зв’язувальні компоненти, синтезовані за оригінальними технологіями з ортофосфорної кислоти та ряду добавок. Серед них пилоподібні вогнетривкі наповнювачі (кварц, циркон, пірофіліт, дистен-силіманіт), а також концентрат алюмінієвих шламів та сульфат алюмінію. Суміші тверднуть при нагріванні в інтервалі від 200 до 300 оС. В роботі було визначено міцність зразків даних сумішей при стисканні і при розриванні, встановлено співвідношення між цими характеристиками. Також визначено важливі властивості запропонованих сумішей з точки зору усунення газових та поверхневих дефектів литих заготовок – газопроникність і газотвірність. Властивості досліджуваних стрижневих сумішей визначали за стандартними методиками та на стандартних зразках, прийнятих для ливарного виробництва. Газотвірну здатність визначено непрямим методом нагрівання проб сумішей до 1000 оС та фіксацією об’єму виділених із проби газоподібних речовин. Встановлено, що за комплексом властивостей представлені суміші можуть бути рекомендовані для виготовлення ливарних стрижнів під час отримання виливків із залізовуглецевих сплавів, у т ч. литих заготовок штампового інструменту з легованих сталей.
Посилання
Bartel G.P., Fedorov N.N., Tupchienko V.I. A promising technology for the manufacture of wear-resistant cast die tools. Materials of the II International Scientific and Practical Conference “Important machine-building. Problems and prospects for development”. Kramatorsk: DSEA. 2004, pp. 113. (in Russian).
Fedorov G.E., Platonov E.A., M.M. Yamshinsky, R.V. Lyuty. Steel casting: monograph. Kiyv: VIPOL. 2013. 896 p. (in Russian).
Fedorov N.N. Methodological aspects of determining the properties of bentonite molding clays. Casting and Metallurgy. 2014. 4 (77), pp. 19–23. (in Russian).
Fedorov N.N. Additive method of changing the properties of bentonite molding clay. Herald of the Donbass State Engineering Academ. 2010. 3(20), pp. 249 – 253. (in Russian).
Liutyi R.V., Fedorov M.M., Fesenko M.A., Liuta D.V. Regulation of the power of food-clay molding sums with sodium phosphate additives. Naukovi visti NU "Zaporizka Polytechnic". 2023. 2, pp. 38–45. (in Ukrainian).
Ponomarenko O.I., Karateev A.M., Evtushenko N.S., Berezhnaya A.V. The use of OPOS resin in foundry production. Casting Processes. 2010. 6 (84), pp 27 –32. (in Russian).
Karateev A.M., Ponomarenko O.I., Evtushenko N.S., Voskovets V.G., Litvinov D.A. Obtaining high-quality castings based on resin binders // Herald of the Donbass State Engineering Academy. 2010. 3(20). P. 150–153. (in Russian).
Evtushenko N.S., Shinskii O.I., Ponomarenko O.I. Study of the properties of regenerated mixtures based on OFOS // Compressor and Power Engineering. 2013. 4 (34). P. 48-51. (in Russian).
Berlizeva T.V., Ponomarenko O.I., Kachanova N.A. Modeling the properties of CTS based on chromite sand and cyclocarbonates // Compressor and Power Engineering. 2015. 1 (39). P. 48 ... 51. (in Russian).
Usenko R.V., Khrychikov V.E., Seliverstov V.Yu., Mazorchuk V.F. The use of secondary materials in new compositions of iron-phosphate cold-hardening mixtures // Eastern European Journal of Advanced Technologies. 2006. 6/1 (24). P. 40-42. (in Russian).
Selivyorstov V.Yu., Dotsenko Yu.V., Bikova A.S. Investigation of the technological properties of the phosphate molding sums to avenge the high-dispersion ash of TES // Molodiy Vcheniy. 2016. 8 (35). P. 156-161. (in Ukrainian).
Liutyi R.V., Solonenko L.I., Osypenko I.O., Fedorov M.M., Moroz B.I. Physicochemical structure features of refractory compositions with inorganic binders // Physics and Chemistry of Solid State. 2022. 23. 3, pp. 612-619. DOI: https://doi.org/10.15330/pcss.23.3.612-619
Liutyi R., Liuta D., Petryk I. Structural Construction of Binders Based on Orthophosphoric Acid and Refractory Materials // Advances in Materials Science and Engineering. 2021. DOI: https://doi.org/10.1155/2021/6667769
Keush D.V. Patterns of the formation of binders from phosphoric acid and refractory fillers // Casting Processes. 2015. 4 (112). P. 40-46. (in Russian).
Liutyi R., Tyshkovets M., Liuta D. Foundry core mixtures with orthophosphoric acid and different aluminum-containing compounds // Physics and Chemistry of Solid State. 2020. – V. 21. 1, pp. 176-184. DOI: https://doi.org/10.15330/pcss.21.1.176-184
Liutyi R.V., Tyshkovets M.V., Yamshinskij M.M., Selivorstov V. Yu., Ivanov V.G., Synthesis of phosphosulphate substance and properties of its structured mixture with quartz sand // Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2022. 4. P. 59-65. DOI: https://doi.org/10.33271/nvngu/2022-4/059
Doroshenko S. P. Molding mixtures / S. P. Doroshenko. Kiev : ІZМN. 1997. 140 p. (in Ukrainian).
