vibivaemost (718422), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

глинозема, подтвердили изложенные представления.

Рис. 9. Диаграмма состояния системы Na O—Al O —SiO .

Линия A—A соответствует сплавам, в которых модуль жидкого стекла равен 2.7.

Из опытов (рис. 10) видно, что при добавке Al O второй максимум, в соответствии с расчетными данными, «передвинулся» с 800 до 1400° С. При этом интервал первого минимума увеличился с 400—600 до 600—1200° C. Кроме того, величина второго макси­мума при добавлении в смесь Al O также заметно уменьшилась, что объясняется появлением на зернах наполнителя инертного слоя, непрореагировавшего с силикатом натрия глинозема, зна­чительно снизившего адгезию пленок, а также, возможно, мень­шей прочностью алюмосиликатов натрия. Исходные свойства смеси при добавлении глинозема изменились незначительно. При содержании 5% жидкого стекла и 3% Al O смесь после продувки CO имела предел прочности при сжатии 11.0 кГ/см ², что вполне удовлетворяет технологическим требованиям.

1.4.Влияние неорганических добавок

1.4.1.Влияние глины

Одной из наиболее распространенных добавок, вводимых в формовочные смеси для улучшения выбиваемости, в том числе в смеси с жидким стеклом, является глина. В проведенных опытах она содержала 27% Al O . Расчёт показывает, что для образования второго максимума при 1200º C в смесь необходимо ввести 3,0% глины (0,81% Al O ); при дальнейшем увеличении глины максимум соответственно будет перемещаться вправо и составлять 1300 и 1400º C.

Как видно из диаграммы состояния, изменением модуля стекла и введением в смеси надлежащего количества Al O могут быть выбраны силикатные системы, обеспечивающие получение второго максисума при 1500, 1600º C и более высоких температурах.

Рис.11.Работа, затраченная на выбивку образцов из смесей:

а —без глины; б—3% глины; в — 5% глины; г — 9% глины.

Результаты опытов показывают совпадение эксперименталь­ных данных с расчетными (рис. 11). Они подтверждают также целесообразность введения в смеси с жидким стеклом глины и дают удовлетворительное объяснение эффективности ее действия как средства, существенно облегчающего выбивку стержней из отливок. Отметим, что при перемещении второго максимума вправо работа, затраченная на выбивку образцов, нагретых до температуры второго максимума, снижается в не­сколько раз (рис. 11). При значительном содержании в смесях глины (более 5%) хотя и резко облегчается выбивка стержней, однако исходная прочность оказывается низкой, что затрудняет практическое использование этих смесей.

Для улучшения исходных свойств целесообразно заменить глину веществом, не способным вступать в ионогенное взаимодей­ствие с жидким стеклом и содержащим большое количество Al O .

1.4.2.Влияние шамота

В качестве инертного к жидкому стеклу материала, богатого Al O , был исследован шамот. Как и следовало ожидать, физико-механические свойства смеси при добавлении шамота не ухудши­лись (предел прочности на сжатие после продувки CO составлял 12—13 кГ/см². Однако влияние шамота на температуру образования второго максимума не обнаруживалось (рис. 12) — второй мак­симум образовался при 800º С, т. е. при той же температуре, что и в смесях без добавок. Объясняется это, по-видимому, тем, что муллит (3Al O •2SiO ) —основная составляющая шамота — инертен к расплаву жидкого стекла и не дает с последним тройных соединений.

При высоких температурах муллит очень устойчив и не подвер­гается разложению даже вблизи температуры плавления (1810° С).

Рис. 12. Работа, затраченная на выбивку образцов из смеси с добав­кой 7% шамота (а) и 5% глины (б):

/ — высушенных при 200° C; 2—про­дутых CO ; 3— прокаленных при 600° C; 4— прокаленных при 1300° С.

При температуре 500—600° C из глины удаляется практически вся влага, в том числе и кристаллизационная, в то же время процесс муллитизации при этих температурах еще не начинается и химическая активность глинозема сохраняется, что должно способствовать смещению второго максимума в область более высоких температур. Действительно, из рис. 12, б видно, что смесь с добавкой 5% глины, прокаленной при 600° C, дает второй максимум прочности при 1200° C, т. е. там же, где и смесь с добав­кой необожженной глины. Напротив, в глине, прокаленной при 1300° C, процесс муллитизации прошел практически полностью, поэтому ее добавление в смеси не изменило температуру образова­ния второго максимума (рис. 12, б), так же как это имело место при добавлении шамота (рис. 12, а).

1.4.3.Влияние боксита

Опыты И. В. Валисовского и А. М. Лясса показали, что для снижения величины работы, затрачиваемой на выбивку стержней, необходимо применять ма­териалы, содержащие Al O , способные образовывать тройные соединения с Na O и SiO . Одним из таких материалов, содержа­щих значительно большее количество Al O , чем глина, является боксит, в состав которого входят гидраргиллит Al (OH) , бёмит AlOOH, диаспор HAlO . Все эти материалы при нагреве разлагаются с образованием активного γ — Al O .

Наиболее известными в России являются Краснооктябрьское, Североуральское и Тихвинское месторождение бокси­тов (табл. 1).

Таблица 1

Химический состав бокситов

Рис. 13. Работа, затраченная на выбивку нагретых и охлажденных образцов из смесей с добавкой 3% боксита:

1—высушенных при 200° C; 2 — продутых CO .

На рис. 13 приведены результаты испытания смеси с 3% бок­сита Тихвинского месторождения. Из опытов видно, что законо­мерность образования второго максимума за счет Al O , содер­жащегося в боксите, оказалась такой же, как при использовании химически чистого Al O и глины. При этом небольшая (3%) добавка боксита влияет так же, как и добавка 5—7% глины.

Физико-механические свойства смесей с добавками боксита высо­кие (предел прочности при сжа­тии образцов, продутых CO , 10— 12 кГ/см²), что создает возможности для их практического использова­ния, особенно если учесть, что СССР обладает огромными запа­сами боксита.

Таким образом, введение в сме­си с жидким стеклом небольших добавок боксита позволяет расши­рить зону, благоприятную для условий выбивки («первый мини­мум»), с 400—600° C (рис. 13) до 400—1000° C (рис. 13) и в несколько раз сократить трудоем­кость выбивки стержней после их нагрева до температуры образо­вания второго максимума.

По данным Ново-Краматорского машиностроительного завода в экспериментальных условиях были получены хорошие результаты при одновременном введении в смеси с жидким стеклом 3% боксита и 12% шамотного порошка (табл. 2).

Таблица 2

Зерновой состав шамотного порошка (глинистая составляющая 18,29%)

А
налогичные результаты были получены при введении в смеси с жидким стеклом не только Al O , но и других добавок, способных образовывать с Na O и SiO тройные системы с высокой темпера­турой плавления. В качестве таких добавок были взяты CaO и MgO. Согласно диаграмме состояния

Характеристики

Список файлов реферата