Волгоградский государственный технический университет, Волгоград, Россия:

Н. А. Кидалов, заведующий кафедрой «Машины и технология литейного производства» (МиТЛП), профессор, докт. техн. наук
Н. В. Белова, преподаватель кафедры МиТЛП
А. А. Белов, преподаватель кафедры МиТЛП, канд. техн. наук, эл. почта: aa-belov@bk.ru
А. С. Адамова, доцент кафедры МиТЛП, канд. техн. наук, доцент

Исследовано влияние деструкции комбинированной углеродсодержащей добавки на разупрочнение песчаных смесей на жидкостекольном связующем с целью улучшения выбиваемости литейных стержней из стальных отливок. Комбинированную углеродосодержащую добавку вводили в состав песчаной смеси на натриевом жидкостекольном связующем. Из подготовленных смесей изготовлены опытные образцы для определения остаточной прочности после прокалки при температурах, соответствующих прогреву литейных форм и стержней при взаимодействии с жидкой сталью. Далее изломы образцов после прокалки при заданных температурах отобраны для исследования влияния деструкции добавки на формирование структуры пленки силиката натрия на поверхности огнеупорного кварцевого наполнителя методом сканирующей электронной микроскопии. Установлено, что для обеспечения эффективного снижения остаточной прочности жидкостекольной смеси после ее прогрева до температуры оплавления силиката натрия необходимо формировать несплошную структуру пленки связующего за счет создания условий, способствующих непрерывному процессу карбонизации силиката натрия при деструкции углеродсодержащей добавки. Проведено опытно-промышленное опробование предлагаемого состава смеси для изготовления литейных стержней. Показано, что литейные стержни из смеси с комбинированной углеродсодержащей добавкой обладают улучшенной выбиваемостью, при этом деструкция добавки не оказывает существенного влияния на ухудшение качества поверхности отливок и глубину обезуглероженного слоя.

1. Формовочные материалы и технология литейной формы : справочник ; под общ. ред. С. С. Жуковского. — М. : Машиностроение, 1993. — 431 с.
2. Рыжков И. В., Толстой В. С. Физико-химические основы формирования свойств смесей с жидким стеклом. — Харьков : Вища шк., 1975. — 139 с.
3. Kidalov N. A., Adamova A. S., Grigoreva N. V. Selection of technological additives to the composition of the moulding mixtures based on water glass // International Journal of Cast Metals Research. 2021. Vol. 34, Iss. 3–6. P. 162–168.
4. Кидалов Н. А. Использование отходов химических и металлургических производств при разработке ресурсосберегающих технологий для изготовления стальных отливок : дис. … докт. техн. наук. — М., 2006. — 352 с.
5. Song L., Liu W., Li Y., Xin F. Humidity-resistant inorganic binder for sand core making in foundry practice // China Foundry. 2019. Vol. 16, Iss. 4. P. 267–271.
6. Гуминский Ю. Ю., Ровин С. Л. Применение жидкостекольного связующего, модифицированного ультрадисперсными материалами // Литейное производство. 2019. № 11. С. 17–20.
7. Leushin I. O., Leushina L. I., Balabanov I. P., Savin I. A. Production of moulding cores and waterglass mixtures using «dry ice» for steel and iron casting // CIS Iron and Steel Review. 2021. Vol. 21. P. 34–37.
8. Русевич О. А., Ровин С. Л. Исследование влияния вакуума на отверждение смесей на силикатном связующем // Литейщик России. 2022. № 1. С. 21–26.
9. Puzio S., Kamińska J., Major-Gabryś K., Angrecki M., Hosadyna-Kondracka M. Microwave-hardened moulding sands with hydrated sodium silicate for modified ablation casting // Archives of Foundry Engineering. 2019. Vol. 19, Iss. 2. P. 91–96.
10. Li Y., Zhao J., Du X., Sun Y., Song G., Miao H. The optimization of the properties of sodium silicate bonded ceramic sand by nano-oxide particles and ultrasonication // International Journal of Metalcasting. 2022. Vol. 16, Iss. 1. P. 234–241.
11. Свинороев Ю. А., Гутько Ю. И., Батышев К. А., Семенов К. Г. Разупрочняющие добавки песчано-жидкостекольных смесей при производстве отливок из чугуна и стали // Литейное производство. 2021. № 6. С. 13–17.

12. Xin F., Liu W., Song L., Li Y. Modification of inorganic binder used for sand core-making in foundry practice // China Foundry. 2020. Vol. 17, Iss. 5. P. 341–346.
13. Пат. 2703637 РФ. Смесь для изготовления литейных форм и стержней / Леушин И. О., Субботин А. Ю., Гейко М. А.; заявл. 05.03.2019 ; опубл. 22.10.2019.
14. Финкельштейн А. Б., Новожилов Н. Ю., Хуснуллин Д. В., Шефер А. А. Исследование стержневой смеси на связующей композиции Cordis-Anorgit // Литейное производство. 2015. № 4. С. 15–18.
15. Кидалов Н. А., Белова Н. В., Белов А. А., Адамова А. С. Разупрочнение песчаных смесей на жидкостекольном связующем в результате термоокислительной деструкции комбинированной углеродсодержащей добавки. Часть 1 // Черные металлы. 2022. № 12. С. 24–29.
16. ГОСТ 2138–91. Пески формовочные. Общие технические условия. — Введ. 01.01.1993.
17. ГОСТ 13078–81. Стекло натриевое жидкое. Технические условия. — Введ. 01.01.1982.
18. ГОСТ 7884–86. Углерод технический для производства резины. Технические условия. — Введ. 01.01.1988.
19. Боровский Ю. Ф., Шацкий М. И. Формовочные и стержневые смеси. — Л. : Машиностроение : Ленингр. отд-ние, 1980. — 86 с.
20. ГОСТ 23409.6–78 (Взамен ГОСТ 2189–62). Пески формовочные, смеси формовочные и стержневые. Метод определения газопроницаемости. — Введ. 01.01.1980.
21. Новик Ф. С., Арсов Я. Б. Оптимизация процессов технологии металлов методами планирования экспериментов. — М. : Машиностроение, 1980. — 304 с.
22. Верещагин В. И., Борило Л. П., Козик А. В. Физико-химическое изучение пористых композиционных материалов на основе SiO₂ // Химия и химическая технология. 2003. Т. 46. № 8. С. 138–140.
23. ГОСТ 977–88. Отливки стальные. Общие технические условия. — Введ. 01.01.1990.
24. ГОСТ 25142–82. Шероховатость поверхности. Термины и определения. — Введ. 01.01.1983.
25. ГОСТ 1763–68. Сталь. Методы определения глубины обезуглероженного слоя. — Введ. 01.01.1970.
26. Справочник металлиста. В 5-и т. Т. 2. Под ред. А. Г. Рахштадта и В. А. Брострема. — М. : Машиностроение, 1976. — 720 с.
27. Васин Ю. П., Иткис З. Я. Окислительные смеси в конвейерном производстве стального литья. — Челябинск : Южно-Уральское книжное изд-во, 1973. — 153 с.