Вимоїни на піщано-рідкоскляних формах та стрижнях, що структуровані в паро-мікрохвильовому середовищі

Abstract

Метою досліджень було з'ясування механізму виникнення дефекту вимоїна та шляхів попередження його виникнення на ливарних формах і стрижнях, що виготовляють шляхом паро-мікрохвильового затвердіння, з кварцового піску, який плаковано рідким склом. В дослідженнях використовували кварцовий пісок марки 1К1О102, плакований натрієвим рідким склом, воду технічної чистоти, гіпс марки Г-22 та його суміші з певними технологічними добавками – Fe2O3·TiO2, CoO·Al2O3·2SiO2, CoO, Cr2O3, SiC, B4C. Для виготовлення стрижнів використовували поліпропіленові стрижневі ящики. Зразки вкладених елементів до стрижневих ящиків виготовляли з чистого гіпсу, а також суміші гіпсу та 1 % (за масою) технологічної добавки. Для структурування сумішей у паро-мікрохвильовому середовищі використовували водяний заряд – пінополіуретанову губку, яку попередньо просочували 1 г води. Структурування ущільнених вібрацією сумішей проводили мікрохвильовим випромінюванням при потужності магнетрона 700 Вт и частоті випромінювання 2,45 ГГц впродовж 7–8 хвилин. Дефекти вимоїна на поверхнях стрижня спостерігали та оцінювали візуально. Швидкість нагрівання гіпсових зразків Ø 40×70 мм (гіпсові зразки структурували водою та проводили їх сушіння при 200 ± 5 °С упродовж 3 годин) мікрохвильовим випромінюванням розраховували за результатами вимірювання зміни їх температури за 2–3 хвилини їх нагрівання. Температуру зразків вимірювали хромель-алюмелевою термопарою в комплекті з електронним потенціометром. Час нагрівання фіксували секундоміром з точністю 1 с. Розроблено опис механізму та встановлено причини виникнення дефекту вимоїна на ливарних формах і стрижнях з піщано-рідкоскляних сумішей (кварцового піску, плакованого рідким склом), які структурують за способом паро-мікрохвильового затвердіння. Встановлено технологічні шляхи попередження виникнення дефекту вимоїна на ливарних формах і стрижнях, швидкість підвищення температури структурованого водою гіпсу та його сумішей з 1 % технологічної добавки. Вперше досліджено та розроблено опис механізму утворення дефектів вимоїна. Визначено умови попередження їх виникнення на ливарних формах і стрижнях, що структуровані за способом паро-мікрохвильового затвердіння кварцового піску, плакованого рідким склом. Отримані дані будуть корисні при виготовленні оснащення для ливарних форм та стрижнів, що структурують за способом паро-мікрохвильового затвердіння з водорозчинним сполучним матеріалом.