ФГБОУ ВО «Чувашский государственный университет им. И. Н. Ульянова», Чебоксары, Россия:
И. Е. Илларионов, докт. техн. наук, зав. кафедрой материаловедения и металлургических процессов (МиМП), профессор машиностроительного факультета, эл. почта: tmilp@rambler.ru
Ш. В. Садетдинов, докт. хим. наук, профессор кафедры МиМП;
О. В. Моисеева, преподаватель кафедры МиМП, эл. почта: MoiceevaLit@mail.ru

АО «Зеленодольское проектно-конструкторское бюро», Зеленодольск, Россия:
Е. Н. Жирков, генеральный директор, аспирант кафедры МиМП ФГБОУ «ЧГУ им. И. Н. Ульянова», эл. почта: ; avgustaf@list.ru

Для изготовления литейных форм и стержней в качестве связующих применяют алюмо- и магнийфосфатные соединения. Однако формовочные и стержневые смеси, приготовленные с их использованием в качестве связующих, не обладают достаточными технологическими свойствами, и для их повышения предлагаются комплексные связующие, дополнительно содержащие борную, борофосфорную и борофосфористую кислоты. Образование комплексных соединений борофосфорной кислоты (состава Н₃ВО₃·Н₃РО₄) и борофосфористой кислоты (состава Н₃ВО₃·Н₃РО₃) установлено изучением систем Н₃ВО₃–Н₃РО₄–H₂O и Н₃ВО₃–Н₃РО₃–H₂O при 50 °C методами физико-химического анализа. Смеси готовили путем смешивания алюмо-, магний- и комплексных борофосфатных связующих в отдельности в количестве 9 % (мас.) с 4 % (мас.) каолиновой глины и 87 % (мас.) кварцевого песка. Сравнительный анализ и оценка технологических свойств смесей показали, что модифицирование фосфатных связующих борной, борофосфорной и борофосфористой кислотами позволяет увеличить живучесть и прочность смеси на сжатие, уменьшить осыпаемость, а также улучшить выбиваемость. Приведены данные по влиянию борной, борофосфорной, борофосфористой кислот и времени на прочность магнийфосфатной смеси и качество выбиваемости экспериментальных смесей. Согласно полученным результатам, наилучшие технологические показатели имеют смеси составов, содержащих в качестве модификатора борофосфористую кислоту.

1. Илларионов И. Е., Гамов Е. С., Васин Ю. П., Чернышевич Е. Г. Металлофосфатные связующие и смеси / под общ. ред. И. Е. Илларионова. — Чебоксары : изд-во при Чувашском гос. ун-те, 1995. — 524 с.
2. Илларионов И. Е., Садетдинов Ш. В. Разработка боратфосфатных связующих смесей на основе фазовых равновесий в водо-солевых системах // Мат-лы ІІІ Междунар. науч.-практич. конф. «Современные технологии в машиностроении и литейном производстве». — Чебоксары : Чувашский гос. ун-т им. И. Н. Ульянова, 2017. С. 4–7.
3. Дибров И. А. Состояние и перспективные технологии развития литейного производства России // Литейщик России. 2013. № 9. С. 14–23.

4. Илларионов И. Е., Садетдинов Ш. В., Стрельников И. А. Диаграмма растворимости системы борная кислота — гексаметилентетрамин – вода при 25 °C, как научная основа современного материаловедения // Мат-лы ІV Междунар. науч.-практич. конф. «Современные технологии в машиностроении и литейном производстве». — Чебоксары : Чувашский гос. ун-т им. И. Н. Ульянова, 2018. С. 94–100.
5. Ткаченко С. С., Колодий Г. А., Знаменский Л. Г., Ермоленко А. А. О высокоэффективной и экологически безопасной технологии литейного производства // Черные металлы. 2019. № 2. С. 25–29.
6. Красный Б. Л. Огнеупорные и строительные материалы на основе фосфатных связующих : дис. … докт. техн. наук. — М., 2003. — 422 с.
7. Болдин А. Н., Давыдов Н. И., Жуковский С. С. и др. Литейные формовочные материалы. Формовочные, стержневые смеси и покрытия : справочник. — М. : Машиностроение, 2006. — 507 с.
8. Лютый Р. В., Гурия И. М., Шаповалова Д. В., Кеуш Д. В. Образование связующих композиций на основе ортофосфорной кислоты и солей металлов в формовочных смесях // Литейное производство. 2013. № 5. С. 16–19.
9. Sobczak J. J., Drenchev L. B., Sobczak N., Asthana R. On Design of Metal-Matrix Composites Lighter than Air // Materials Science Forum. 2013. Vol. 736. P. 55–71.
10. Евстигнеева А. И., Петров В. В., Дмитриев Э. А. и др. Свойства смесей с солевыми связующими // Литейное производство. 2011. № 5. С. 11–13.
11. Илларионов И. Е., Фадеев И. В., Садетдинов Ш. В. Система тетраборат аммония – хромат аммония – вода как научная основа для разработки связующей смеси // Мат-лы ІІІ Междунар. науч.-практич. конф. «Современные технологии в машиностроении и литейном производстве». — Чебоксары : Чувашский гос. ун-т им. И. Н. Ульянова, 2017. С. 15–21.
12. Fedoryszyn A., Dako J., Dako R. et al. Characteristik of Core Manufacturing Process with Use of Sand, Bonded by Ecological Friendly Nonorganic Binders // Archives of Foundry Engineering. 2013. Vol. 13. Iss. 3. P. 19–24.
13. Чернышев Е. А., Евлампиев А. А. Тенденция развития, технологические особенности и перспективы использования песчанофосфатных смесей // Литейщик России. 2009. № 11. С. 35–37.
14. Лютый Р. В., Кеуш Д. В., Гурия И. М. Упрочнение стержневых смесей ортофосфорной кислотой и солями металлов // Литейное производство. 2015. № 7. С. 27–29.
15. Mller J., Deters H., Oberleiter M. et al. Nothing is impossible — advancements in inorganic binder sjstems // Casting Plant & Technology. 2015. Vol. 2. P. 16–22.
16. Неглинский О. И., Маtео-larrauri J. Развитие и перспективы технологии производства песчаных стержней с неорганическими связующими // Литейщик России. 2019. № 1. С. 21–24.
17. Илларионов И. Е., Фадеев И. В., Садетдинов Ш. В. Теоретические основы химии аминоборатов и борофосфатов для разработки связующих систем // Мат-лы ІІІ Всерос. науч.-практич. конф. «Проектирование и перспективные технологии в машиностроении, металлургии и их кадровое обеспечение». — Чебоксары : Чувашский гос. ун-т им. И. Н. Ульянова, 2017. — С. 46–52.
18. Илларионов И. Е., Стрельников И. А., Садетдинов Ш. В. и др. Влияние борной кислоты на свойства теплоизоляционных смесей // Литейное производство. 2019. № 1. C. 24–26.
19. Илларионов И. Е., Садетдинов Ш. В., Стрельников И. А., Гартфельдер В. А. Влияние фосфатборатных соединений на противокоррозионную устойчивость углеродистой стали в нейтральных вод ных средах // Черные металлы. 2018. № 5. С. 47–53.
20. Cкворцов В. Г., Молодкин А. К., Цеханский Р. С. и др. Система борная кислота — роданид (нитрат, сульфат) аммония — вода при 25 °C // Журнал неорганической химии. 1985. Т. 30. № 3. С. 826–829.
21. Sadetdinov Sh. V., Pavlov G. P., Klopov Yu. N. et al. Reactions of boric acid with methyl-, ethyl-, and phenylhydrazines // Russian Journal of inorganic Chemistry. 1998. T. 43. № 5. С. 787–790.
22. Скворцов В. Г., Садетдинов Ш. В. Системы Ме₂В₄О₇ – Ме₂СrO₄ (Me – Li, Na, K) – H2O при 25 °C // Журнал общей химии. 1980. Т. 50. № 3. С. 497–500.
23. ГОСТ 18704–78. Кислота борная. Технические условия. — Введ. 01.01.1980.
24. ГОСТ 6552–80. Реактивы. Кислота ортофосфорная. Технические условия. — Введ. 01.01.1982.
25. ГОСТ 4526–75. Реактивы. Магний оксид. Технические условия. — Введ. 01.03.1975.
26. Скворцов В. Г., Садетдинов Ш. В. Система NaBO₂ – NaNO₂ – H₂O при 20 и 40 °C // Журнал неорганической химии. 1977. Т. 22. № 7. С. 2015–2016.
27. Илларионов И. Е. Применение технологии получения металлофосфатных связующих, стержневых смесей на их основе // Черные металлы. 2018. № 4. С. 13–19.
28. Медведев Я. И., Валисовский И. В. Технологические испытания формовочных материалов. — М. : Машиностроение, 1973. — 312 с.