Органосиликатные и алюмосиликатные связующие композиции для изготовления литейных форм и стержней

• Автор: Дворяшина, Юлия Станиславовна
• Шифр специальности: 05.16.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 209 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

1.1. Современное представление о формировании структуры и свойств формовочных и стержневых смесей с использованием жидкостекольного связующего
1.2. Характеристика смесей с жидкостекольным связующим и методы регулирования их свойств

1.3. Выбиваемость формовочных и стержневых смесей с при

Глава 2. ВЫБОР КОМПОНЕНТОВ И РАЗРАБОТКА СВЯЗУЮЩИХ ЖИДКОСТЕКОЛЬНЫХ КОМПОЗИЦИЙ И СМЕСЕЙ С ИХ ПРИМЕНЕНИЕМ

2.1 Выбор компонентов жидкостекольных связующих композиций

2.2. Выбор методов проведения экспериментальных исследований

2.3. Разработка жидкостекольной связующей композиции с применением органических и минеральных добавок
2.4. Разработка и оптимизация составов стержневых смесей с применением связующих композиций СК1, СК2, СК3
Глава 3. ВЫБОР КОМПОНЕНТОВ И РАЗРАБОТКА
азюмосиликатной СВЯЗУЮЩЕЙ КОМПОЗИЦИИ для СТЕРЖНЕВЫХ СМЕСЕЙ ПА ОСНОВЕ ОТРАБОТАННБ1Х ПЕСЧАНОГЛИНИСТЫХ СМЕСЕЙ
3.1. Основные предпосылки при разработке алюмосиликатной связующей композиции с заданными свойствами
3.2. Разработка ашомосиликатных связующих композиций
3.3. Разработка стержневых смесей с алюмосиликатными связующими композициями
менеиием жидкостекольного связующего
1.4. Задачи исследования
Глава 4. ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ФОРМИРОВАНИЯ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ РАЗРАБОТАННЫХ СВЯЗУЮЩИХ КОМПОЗИЦИЙ И СТЕРЖНЕВЫХ СМЕСЕЙ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ВЫСОКОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ
4.1. Термогравиметрические, реологические и микроскопические исследования органосиликатных связующих композиций
4.2. Формирование структуры органосиликатных связующих композиций при воздействии высоких температур
4.3. Изучение реологических параметров органосиликатных связующих композиций при воздействии высоких температур
Глава 5. ПРОМЫШЛЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ И ВНЕДРЕНИЕ РАЗРАБОТАННЫХ СВЯЗУЮЩИХ КОМПОЗИЦИЙ И СМЕСЕЙ
5.1. Приготовление жидкостекольных связующих композиций
и стержневых смесей
5.2. Технологическая оценка результатов испытаний
5.3. Оценка экологичности смесей с применением разработанных связующих композиций
5.4. Социальноэкономическая оценка результатов исследований
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


В Японии в качестве ускорителя твердения используются сульфаты натрия, магния, марганца и алюминия. Широко используются и другие ускорители твердения мелясса в сочетании с борной кислотой и гашеной известью, хромовый ангидрид. На ряде японских заводах в качестве отвердителя используются синтетические смолы и органические кислоты. Жидкие отвердители жидкостекольных смесей. В качестве жидких отвердителей обычно применяются глицеролдиацитат для скоростного отверждения, этиленгликольдиацитат для средней скорости отверждения, глицеролтриацитаг для умеренной скорости отверждения. Органические эфиры отличаются пониженной вязкостью и вводятся в непрерывный смеситель вместе с жидким стеклом. В Чехии и Словакии в качестве связующей композиции используется смесь жидкого стекла с органическими смолами. Фенольная, крезольная или карбамидная смолы обрабатываются ОН или КОН с образованием водорастворимых гелей. Получившуюся добавку вводят в жидкое стекло. В США разработаны смеси с добавлением продуктов поликонденсации многоатомных спиртов с карбоновыми кислотами. Такие смеси имеют достаточную прочность и хорошо выбиваются. В Японии используются жидкостекольные смеси с применением чистого кварцевого песка. Для отверждения смесей в этом случае применяют четыре вида эфиров этиленгликоль мопоацетат, диацетин, этиленгликоль диацетат, триацетин. Часто на практике используется смесь эфиров, что позволяет регулировать скорость твердения и снижать себестоимость смесей за счет применения дешевых эфиров. Смеси с эфирами имеют хорошую текучесть, хорошее качество форм и стержней, высокую прочность. Но при этом имеется недостаточная поверхностная прочность и затрудненная выбиваемость смесей из форм. Такие смеси в большей степени используются в мелкосерийном производстве крупных отливок. В России разработаны смеси дли литейных форм и стержней с использованием жидкостекольного связующего с добавлением в него этилсиликата и жирных кислот. В качестве жирных кислот используются стеариновая, пальмитиновая и олеиновая кислоты. В ряде фирм США вместо С процесса перешли на формовку с применением облицовочных смесей на жидком стекле с отвердителями эфирами. При этом отмечается снижение текучести смеси, что вызывает необходимость более тщательного уплотнения. Однако дефектность отливок, связанных с расширением форм ужимины, в этом случае уменьшается. Механизм отверждения смесей с эфирами возможно представить следующим образом. ЮСОСНз ОНЫОН СНзСОО. В результате эфир расщепляется на спирт и кислоту. Вторая стадия кислота, выделяющаяся при гидролизе эфира, вызывает гелеобразование жидкого стекла. В результате образуется гель Зд. ОН4, другим продуктом реакции является СН3СООЫа. Образовавшийся гель может содержать в различных количествах кремниевую кислоту, ацетат натрия, органический эфир, карбонат и бикарбонат натрия, а также гидроксид натрия и воду. Гелеобразование при использовании органических эфиров происходит за счт следующих процессов дегидратации системы, понижение и повышение модуля жидкого стекла ,, . Введнный в состав жидкостекольной смеси триацетин способствует связыванию ионов в соединения, слабо диссоциирующие в сильно щелочной среде. Дегидратация жидкостекольного связующего приводит к структурированию раствора силиката натрия и его упрочнению. ЫаЮ3Н На2НЮ4, т. ЫаОН СН3СООС2Н5 СН3СОЖа С2Н5ОН. ОЫа НОБл. НО Б1 О Б1 О Б1 ОН Н и т. ОЫа
При этом повышение модуля жидкостекольного связующего и его плотности, ускоряет структурирование при гидролизе и повышает прочность силикатной плнки. В Германии разработаны и применяются смеси 2, , содержащие жидкого стекла и 05 органического жидкого отвердителя так называемый процесс гизакодур. В качестве отвердителя в этом случаи применяются эфиры это диацетин, триацетин, моноацетин и диацетат этиленгликоля. Кроме того, используются органические эфиры, такие как пропиленкарбонат и этиленкарбонат. Качество отливок, изготовляемых с применением указанных формовочных смесей, сравнимо с отливками получаемыми при использовании холоднотвердеющих смесей.