Дослідження процесів тверднення стрижневих сумішей з фосфатними зв’язувальними компонентами, в тому числі для адитивного формування

Анотація

Представлено результати дослідження динаміки тверднення і фізико-механічних властивостей піщаних стрижневих сумішей з фосфатними зв’язувальними компонентами при додаванні до цих сумішей рідких хімічних реагентів різної природи. Зв’язувальними компонентами у сумішах є фосфати кремнію, алюмінію, калію та натрію, які утворюються внаслідок взаємодії ортофосфорної кислоти із оксидами або неорганічними солями, які містять вказані елементи. Стрижневі суміші містять екологічно безпечні та недефіцитні компоненти, забезпечують високу якість виливків із різних ливарних сплавів. За умови теплового зміцнення вони є придатними для виготовлення складних стрижнів. Адитивні технології виготовлення ливарних стрижнів, які активно розвиваються, передбачають зокрема пошарове (до 1 мм) нанесення формувального матеріалу плюс максимально швидке зміцнення кожного шару. В такому разі хімічні реагенти, які проявляють підвищену активність до компонентів піщано-фосфатної суміші та не дають змоги здійснити процес перемішування, можуть розглядатися як перспективні затверджувачі миттєвої або швидкої дії. Досліджено дії 30 різних органічних та неорганічних хімічних реагентів на властивості 8 стрижневих сумішей та показано, що деякі із них дійсно забезпечують швидке поверхневе тверднення. При цьому вони не призводять до зміцнення зразків по всьому об’єму навіть після тривалої витримки протягом декількох днів. Наведені результати загальної міцності (при стисканні у МПа) і поверхневої міцності (обсипаємість у %) зразків показують, що з тридцяти досліджених хімічних реагентів лише дві суміші перспективні для удосконалення за параметрами живучості та терміну зміцнення як холоднотвердні суміші для простих стрижнів та стрижнів середньої складності. При цьому установлені ефекти швидкого поверхневого тверднення у ряді композицій є основою для подальшого розроблення адитивної технології на їх основі.