Разработка и внедрение технологии электрофоретического изготовления крупногабаритных шамотных оболочек

• Автор: Каширин, Борис Алексеевич
• Шифр специальности: 05.16.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1983
• Место защиты: Харьков
• Количество страниц: 212 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

I. СОСТОЯНИЙ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ .

1.1. Влияние гранулометрического состава наполнителя

на свойства суспензий и прочность оболочек .

1.2. Влияние химического состава фосфатного связующего на физикомеханические характеристики оболочки.

1.3. Влияние структуры оболочки на ее свойства .

2. МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Приготовление электрофоретической и токопроводной суспензий,изготовление образцов для структурномеханических испытаний

2.2. Определение газопроницаемости .

2.3. Определение канальной пористости

2.4. Определение объема и распределения пор по их размерам методом вдавливания ртути .
2.4.1. Порядок работы на ртутном поромере
2.4.2. Расчет объема и распределение пор по размерам
2.5. Метод определения открытой пористости, общей пористости, кажущейся плотности и водопоглощения
2.6. Другие методы исследования
3. ВЛИЯНИЕ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА ТВЕРДОЙ ФАЗЫ
НА СВОЙСТВА СУСПЕНЗИИ И ОБОЛОЧКИ .
3.1. Исследование влияния гранулометрического состава
шамотной суспензии на седиментационную устойчивость и тиксотропию
3.2Л Исследование внутренних напряжений в осадках,
изготовленных методом электрофореза
3.3. Влияние гранулометрического состава твердой фазы
суспензии на механические свойства оболочек .
4. ВЛИЯНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ФОСФАТНОГО СВЯЗУЮЩЕГО
И ЕГО СВОЙСТВ НА СТРУКТУРНОМЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОБОЛОЧКИ
4.1. Оптимизация химического состава фосфатной
связки
4.2. Исследование ФСМ методом, дериватографии, рентгенографии и ИКспектросколии .
4.3. Структурномеханические свойства оболочек с
фосфатной связкой ФСМ .
5. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПОШСТОСТИ НА СВОЙСТВА ОГНЕУПОРНОЙ ОБОЛОЧКИ .
5.1. Влияние напряжения на электродах на структурномеханические свойства осадков и оболочек
5.1.1. Влияние внешнего напряжения на электродах на распределение канальной пористости по диаметру
5.1.2. Определение величины и распределения пор методом ртутной порометрии низкого давления .
5.2. Влияние концентрации кварца в электрофоретической суспензии
5.3. Исследование влияния пористости на газопроницаемость .
Ъ. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛБТАТОВ ИССЛЕДОВАНИИ
6.1. Технология производства отливок в крупногабаритные шамотные формы, изготовленные методом электрофореза.
6.2. Влияние технологических параметров на прочность оболочки
6.3. Влияние пористости на качество отливок .
6.4. Участок изготовления форм методом электрофореза
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ .
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Окислы с меньшим потенциалом образуют быстро схватывающиеся цементы. Наиболее изученным химическим продуктом является алюмо-фосфатное связующее (АФС ). Авторы / -, , / работ доказали, что конечным продуктом термических превращений АФС является - . ЛРРР^ является кристаллохимическим аналогом ? Схема полиморфных превращений приведена в работе / /. У ? Расширение Лменее заметно, нежели S/? Твердение при нормальной температуре обусловлено образованием варисцита. Твердение при повышенных температурах обусловлено образованием смеси аморфных продуктов. Согласно Сычеву М. М. / , / повышение роли валентных сил в контактных областях, т. В статье / / описана технология изготовления кварцевых оболочек с применением АХФС. Серьезным недостатком является потеря прочности при удалении модельной композиции, при температуре Ю0-5°С, что приводит к нарушению геометрии отливки. Для повышения прочности оболочек авторы предлагают вводить в состав суспензий высокоглиноземистый цемент. Оптимальная температура отверждения АХФС равна 0-0°С /,/. Известна / / технология изготовления оболочек послойным способом из суспензии (на основе кварца) с применением связующего ЗИЛ-ЭФ, основу которого составляют этилсиликат и ортофосфатная кислота. Добавка Н^РО^ приводит к образованию кремнефос-фата /> (РО^)3, который увеличивает прочность оболочек (по сравнению с чистым этилсиликатом) в сухом и горячем состоянии. С другой стороны ввод Р^РОц снижаез! Алюмохромфосфатное связующее (АХФС) имеет более высокие адгезионные свойства, более низкую температуру отверждения, оно / , / устойчиво при хранении. СьгО$ •2Рг - . А?3" С1гО3~С*О3~/Э,-М2& / / установлено, что на скорость дегидратации АХФС существенное влияние оказывает степень восстановления хрома и разбавления растворов связующего. Свойства растворов АХФС зависят от соотношения компонентов Л? Я; - /-/2 0. Исследователи / , / показали, что твердение при комнатной температуре обусловлено образованием кристаллического алюмофосфата (варисцита) и доля его увеличивается с уменьшением концентрации кислоты. Как показано в работе / / особенно интенсивно алюмофосфаты кристаллизуются при Рн ^ 2 . Снижение температуры отверждения фосфатных связующих достигается введением небольших количеств окислов щелочноземельных элементов. АХФС используется как добавка к этилеиликатным суспензиям / / с целью уменьшения его расхода, и,вместе с тем,повышает прочность оболочек при высоких температурах. Ограниченное количество публикаций, посвященных АХФС,и небольшие объемы производства тормозят его внедрение в производство, несмотря на преимущества перед АФС. В статье / / предлагается способ приготовления суспензии с водным этилсиликатным связующим, совмещенным с полиминЕральным связующим- алюможелезофосфатным (АЖФС). Зв /. Для полифосфатов характерны сильные остаточные поля электрических зарядов на их поверхности, образуемые ненасыщенными координационными связями атомов кислорода, связанных с фосфатом. В силу этого полифосфаты образуют водородные связи с пылевидными частицами основы суспензии, играя роль пептизатора и стабилизатора ее. Полимеры ре2 Oj ~ Jii2 ~ Р2 Os образуют при сушке оболочек эластичные упругие структуры, дающие усадку порядка f - О * //. Полифосфаты, введенные в оболочковую форму взамен />lU2 из ЭТС-4-0, увеличивают термостойкость. Соединения, образующиеся при прокаливании, такие как FePu^ , *Л? Q , 3S/U-2 -2РгР3-легко гидролизуются в щелочной среде, что подтвердилось повышением скорости очистки отливок от остатков оболочки в растворе щелочи в 2 раза по сравнению с чисто этилсиликатной оболочкой. Количественный анализ на содержание Р в стали показал, что Р из форм с АЖФС проникает в сталь на глубину до 0,2 мм при толщине стенки отливки мм. Во избежание вредного влияния фосфата в поверхностных слоях отливки авторы рекомендуют применять первый слой на чистом этил-силикатном связующем. Кальцийалюмохромфосфатное связующее (КАХФС) /-, / в более полной мере отвечает требованиям процесса изготовления крупногабаритных форм для массивных отливок методом электрофореза.