Литейные противоэрозионные формовочные покрытия на связующем из модифицированного жидкого стекла

• Автор: Фирстов, Александр Петрович
• Шифр специальности: 05.16.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Нижний Тагил
• Количество страниц: 149 с. : ил.

Введение

Литературный обзор

Жидкостекольные формовочные и стержневые смеси Жидкостекольные связующие литейных красок Общие сведения и свойства натриевого жидкого стекла Влияние ли тейных покрытий на поверхностные дефекты отливок

Цель работы и задачи исследования

Исследование характера взаимодействия натриевого

жидкостекольного связующего с кислотами

Материалы и методы исследований Титриметрия водных растворов силиката натрия кислотами
Определение Иа и 8Ю2 в жидком стекле Исследование анионного состава и размеров частиц геля Определение структуры и состава твердой и жидкой фазы гелей жидкого стекла
Определение удельной поверхности пористого тела Кислотноосновное титрование натриевого жидкого стекла кислотами средней силы
Химический состав жидкой и твердой фазы гелей при взаимодействии натриевого жидкого стекла с кислотами средней силы

Определение анионного состава натриевых силикатных систем

Исследование размера коллоидных частиц натриевого жидкого стекла
Влияние состава натриевых жидких стекол на пористость Исследование и оптимизация составов литейных
покрытий
3.1 Методы исследований
3.1.1 Методы оценки технологических параметров покрытий
3.1.2 Методы оценки литейных параметров покрытий
3.2 Технологические свойства литейных покрытий
3.2.1 Влияние смесей на величину краевого угла смачивания и на радиус пор в литейной краске
3.2.2 Влияние структуры основы покрытия на испарение воды
3.2.3 Влияние состава литейных покрытий на поверхностные
свойства форм и стержней
3.3 Прочностные характеристики литейных красок при
высоких температурах
3.3.1 Внутренние напряжения, возникающие в литейных
покрытиях при высоких температурах
3.3.2 Поверхностная прочность литейных покрытий при
высоких температурах
3.3.3 Прочность литейных покрытий на размыв
4 Жидкостекольные литейные краски с кислыми
отвердителями
4.1 Обоснование выбранных оптимальных составов жидко
стекольных смесей с кислыми отвердителями
4.2 Разработка математической модели состава литейной
4.2.1 План эксперимента
4.2.2 Расчет уравнения внутренних напряжений и стойкость
покрытия к истиранию в литейных красках
4.3 Разработка математической модели жидкостскольной
основы с кислыми отвердителями различной природы
4.4 Производственные испытания и промышленное внедрение
результатов исследования
4.4.1 Внедрение разработанного литейного покрытия в цехе
котлов ОАО Котельнорадиаторный завод
4.4.2 Опытнопромышленные испытания разработанного
литейного покрытия в литейном цехе крупного стального
литья ФГУП ПО Уралвагонзавод
Общие выводы
Библиографический список
Введение


Как связующее жидкое стекло применяется для футеровки различных ковшей и печей , , , а также торкретмасс . Для снижения трудоемкости ремонта кокилей и повышения их эксплуатационной стойкости применяют пасты на основе жидкого стекла , . В точном литье были сделаны попытки заменить этилсиликат на жидкое стекло, отверждаемое кислотой . Перечисленные выше основные способы получения литейных красок и смесей говорят об обширном применении жидкого стекла в литейном производстве. Краски на основе жидкого стекла играют очень значительную роль в литейном производстве для снижения брака на поверхности отливки, повышения качества и чистоты поверхности отливки. Существующие традиционные способы формирования поверхности отливки предусматривают нанесение покрытий на рабочие поверхности в виде концентрированных или разбавленных растворов жидкого стекла. В качестве огнеупорного наполнителя в литейных красках на основе жидкого стекла применяются следующие материалы для стального литья циркон, дистенсиллиманит, цельзиан и т. В состав красок вводят специальные добавки от истирания и для увеличения прочности буру или борную КИСЛОТ, производные целлюлозы для ускорения упрочнения краски триацетин, фосфаты, соляную кислоту для повышения седиментационной устойчивости глину, гидролДс, агримус для активации сцепления краски с формой или стержнем перманганат калия КМп и т. Приведенный перечень используемых красок далеко не полон, но данные краски подобраны таким образом, что они отражают полностью все разнообразие имеющихся красок на основе жидкого натриевого стекла. Высушенный красочный слой представляет собой плотную пленку силикатов натрия, с двухмерной структурой. В единичных случаях, но без всякой системы, делались попытки изменить структуру жидкостекольного покрытия. В этом случае получали гель кремниевой кислоты с трехмерной структурой, позволяющей намного сократить время сушки , ,. Различают отверждение, идущее в самой краске, при взаимодействии компонентов , и взаимодействие жидкостекольной смеси с литейной краской, имеющей в своем составе водные растворы 2х или 3валентных металлов . Такая краска не является жидкосгекольной, но при контакте с жидкостекольной смесью происходит реакция с образованием геля кремниевой кислоты, которая образуется как на поверхности формы или стержня, так и в самом слое краски. Существует ряд красок, применяемых для кокильного литья , , , представляющие собой водный раствор жидкого стекла с типичными составляющими краски, а отверждение их идет за счет тепла кокиля. В настоящее время освоено 2 способа производства жидкого стекла двухстадийный и одностадийный. При двухстадийном на первой стадии идет сплавление шихты, состоящей из кварцевого песка и карбоната или сульфата натрия или калия. В литейном производстве применяется в основном только натриевое жидкое стекло, т. Оплавление шихты данных компонентов идет при температуре . С и образуется силикат глыба. На второй стадии из нее получают жидкое стекло путем растворения в автоклаве при давлении 0,5. МПа с добавлением раствора едкого натра ЫаОН. Одностадийный способ производства жидкого стекла основан на прямом синтезе из кварцевого песка и щелочного раствора. В качестве щелочного раствора используют как щелочи, выпускаемые отечественной промышленностью, так и отходы производства, например, шламовые щелочные отходы электрохимической очистки отливок. Кремнеземсодержащим сырьем может являться измельченный кварцевый песок, диатомит и кремнегель, являющийся отходом производства алюминиевых фтористых солей. Технологический процесс получения жидкого стекла заключается в приготовлении рабочей суспензии раствор едкого натра и измельченный кварцевый песок, загрузка ее в специальные автоклавы и последующая обработка в них при давлении 2,5 МПа и температуре 0 С в течение 3х часов . При использовании диатоми та и кремнегеля технологический процесс идет в реакторемешалке при температуре . С в течение . Исследования в представленной работа проводились на жидком стекле, полученном двухстадийным способом на предприятии Нижнетагильский Уралвагонзавод.