Разработка и исследование механизма повышения долговечности формовочных песчано-глинистых смесей добавками ультрадисперсного пироуглерода

• Автор: Антуфьев, Юрий Николаевич
• Шифр специальности: 05.16.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 176 с. : ил.

Введение.

Глава 1. Проблемы долговечности песчаноглинистых

формовочных смесей .

1.1. Роль формовочной песчаноглинистой смеси в процессе производства отливок.

1.2. Функции формовочной песчаноглинистой

смеси в процессе производства отливок

1.3. Анализ компонентов оборотной смеси и трансфорхмация свойств зернового состава оборотной смеси
1.4. Проблемы стабилизации состава и физикомеханических свойств песчаноглинистой смеси.

1.5. Влияние свойств бентонита на долговечность песчаноглинистой смеси

1.6. Анализ факторов, определяющих повышение чистоты поверхности отливок из чугуна

1.7. Выводы и постановка задачи исследования.

Глава 2. Теоретические предпосылки по определению механизма
повышения долговечности песчаноглинистых смесей
2.1. Анализ механизма антипригарного действия углеродосодержащих материалов
2.1.1. Механизм образования пироуглерода в литейной форме при использовании традиционных углеродосодержащих материалов.
2.1.2. Определение возможности применения готового пироуглерода в составе песчаноглинистых смесей.
2.2. Формирование комплекса свойств песчаноглинистой
смеси с добавками пироуглерода.
2.2.1. Механизм формирования текстуры адгезивной оболочки зерновой основы песчаноглинистой
смеси с добавками пироуглерода.Г
2.2.2. Условия взаимодействия кремнезема и
пироуглерода под воздействием температуры.
2.3. Выводы.
Глава 3. Методы исследования и характеристика
исходных материалов
3.1. Характеристика исходных материалов.
3.2. Методика исследования компонентов адгезивной оболочки зерновой основы песчаноглинистых смесей под воздействием высоких температур
3.2.1. Методика исследования свойств композиций
бентонита и пироуглерода при термоциклировании
3.2.2. Методика исследования термоциклированных композиций бентонита и пироуглерода методом дифференциальнотермогравиметрического анализа
3.2.3. Рентгеноструктурный анализ компонентов
формовочной смеси.
3.3. Методика исследования песчаноглинистых смесей
при термоциклировании
3.4. Методика исследования долговечности песчаноглинистых смесей.
3.5. Обработка экспериментальных данных и разработка математического описания.
Глава 4. Анализ результатов исследования песчаноглинистых
смесей с добавками пироуглерода
4.1. Исследование влияния пироуглерода на свойства бентонита при высоких температурах.
4.2. Исследование композиций бентонита и пироуглерода методом дифференциальнотермогравиметрического
анализа.
4.3. Исследование взаимодействия компонентов адгезивной оболочки с частицами пироуглерода при высоких
. температурах
4.4. Влияние добавок пироуглерода и термоциклирования
на свойства песчаноглинистых смесей
4.5. Влияние добавок пироуглерода на долговечность песчаноглинистой смеси
4.6. Расчет освежения песчаноглинистой смеси
4.7. Разработка производственнотехнологических рекомендаций
по повышению долговечности песчаноглинистых смесей
Общие выводы.
Список литерату


Новейшие достижения в теории и практике получения отливок в сырых песчаноглинистых формах позволяют считать, что в этой технологии еще много неиспользованных резервов для получения качественных отливок. Немаловажным фактором применения сырой ПГС, для изготовления разовых форм, является возможность многократного ее использования в качестве оборотной смеси при минимальных безвозвратных потерях. Под оборотной смесью понимается переработанная, выбитая из опок смесь. В процессе переработки смесь освобождается от комьев, металлических включений, пыли, кроме того, она подвергается охлаждению. Следует отметить, что зерна кварцевого песка в оборотной смеси, будучи подвергнуты тепловой обработке при заливке формы металлом, обладают меньшей по сравнению со свежим кварцевым песком способностью к расширению и растрескиванию, что делает оборотную смесь ценным исходным формовочным материалом. Доля оборотной смеси в составе реальных ПГС составляет , 9. Вводимые в процессе освежения добавки оказывают незначительное влияние на комплекс свойств готовой формовочной смеси, их роль заключается в компенсации утраченных компонентов смеси рисунок 1. Отсюда можно сделать вывод, что качество ПГС будет напрямую зависеть от параметров оборотной смеси, с которыми она поступает в смеситель после выбивки форм. А Г7 кр. Рассев до 1
. Охлаждение до 1
Рисунок 1. Необходимость применения оборотных смесей в составе единых ПГС диктуется экономической целесообразностью. Выпуск отливок в рамках крупносерийного и массового производства требует большого расхода смесей и, соответственно, формовочных материалов. Высокие закупочные цены на формовочные пески и глины, а также переход на рыночные отношения диктуют применение оборотных смесей, как одно из направлений по снижению себестоимости и повышению конкурентоспособности получаемых отливок. Таким образом, экономическая целесообразность предопределила снижение расхода свежих формовочных материалов, и значительное увеличение доли оборотной смеси в составе единой ПГС, что наблюдается в настоящее время. Формовочная ПГС, применяемая в современных технологических процессах, представляет собой многокомпонентную, многофазную, гетерогенную систему, которая должна обладать целым комплексом свойств для обеспечения производства качественных отливок. Причем на разных этапах получения отливки формовочная смесь должна обладать определенными, а иногда и взаимоисключающими свойствами, например, иметь достаточную прочность в процессе заливки формы и кристаллизации сплава, а затем легко разрушаться в процессе выбивки. Функция материала технологической оснастки литейной формы. Функция материала, перерабатываемого в процессе изготовления литейной Формы. На данной стадии производственного процесса, формовочная смесь должна обладать необходимым комплексом свойств, обеспечивающим ее транспортировку, хранение, уплотнение в оснастке одним из способов, удаление модельной оснастки, последующую сборку полуформ и получение качественной литейной формы. Наиболее ответственной операцией в технологической цепочке изготовления литейной формы является процесс формообразования, и его стабильная реализация определяется комплексом свойств смеси, необходимых для конкретного способа уплотнения, связанных с характером и механизмом воздействия формообразующего агрегата на формовочную смесь. Функция материала, получаемого в процессе смесеприготовления. Здесь закладываются и формируются основы всех свойств смеси, способных проявиться при выполнении формообразования, получения литейной формы и качественной отливки. В теории литейного производства известно несколько классификаций свойств ПГС, которыми она должны обладать для реализации первых двух функций. Основная классификация свойств и характеристик формовочных материалов изложена в работе профессора П. П. Берга , где свойства разделены на первичные, характеризующие исходные компоненты смесей и вторичные, определяющие поведение смесей на различных этапах производственного цикла получения отливок. Согласно классификации профессора Ю. П. Васина свойства формовочных материалов и смесей разделены на три большие группы физические, физикомеханические и физикохимические свойства.