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

Изучены химические и физические процессы, протекающие при высокотемпературном нагреве углеродсодержащих добавок с целью разработки эффективного состава, деструкция компонентов которого приведет к нарушению целостности пленки связующего и снижению остаточной прочности жидкостекольных смесей, а значит и к улучшению выбиваемости литейных форм и стержней в условиях получения отливок из сплавов черных металлов. Исследованы используемые в литейном производстве углеродсодержащие материалы, деструкция которых протекает в разных температурных интервалах. Методами термогравиметрического и дифференциально-термического анализов изучены процессы, происходящие с исследуемыми материалами при нагреве до температур, сопоставимых с реальными условиями работы литейных стержней, непосредственно контактирующих с жидким и затвердевающим в литейной форме металлом. В результате анализа рассматриваемых углеродсодержащих материалов были выявлены температурные интервалы деструкции, позволяющие спрогнозировать их влияние на структуру силиката натрия (связующего) на огнеупорном наполнителе и остаточную прочность смесей, с целью улучшения выбиваемости стального литья. Получение качественных литейных форм и стержней зависит от технологических, гидравлических и механических характеристик смеси, поэтому были проведены дополнительные исследования, по результатам которых выявлено соответствие определяемых свойств исследуемых образцов требованиям, предъявляемым к формовочным и стержневым песчаным смесям на жидкостекольном связующем.

1. Ünlü N., Odabaş A. Development and evaluation of a new eco-friendly sodium silicate-based binder system // International Journal of Metalcasting. 2018. No. 4 (12). P. 765–771.
2. 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.
3. Zaretskiy L. Modified silicate binders new developments and applications // International Journal of Metalcasting. 2016. No. 1 (10). P. 88–99.
4. Формовочные материалы и технология литейной формы : справочник ; под общ. ред. С. С. Жуковского. — М. : Машиностроение, 1993. — 431 с.
5. Рыжков И. В., Толстой В. С. Физико-химические основы формирования свойств смесей с жидким стеклом. — Харьков : Вища школа, 1975. — 139 с.
6. 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.

7. Al-Saraireh F. M. An assessment of the efficiency of utilizing complex modifiers for softening the liquid-glass mixtures to improve iron and steel casting // ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. 2018. No. 9 (13). P. 3231–3235.
8. Miao H., Du X., Sun Y., Zhang M., Song G. Effect of powder breakdown additives on properties of ester-hardened sodium silicate bonded ceramic sand // International Journal of Metalcasting. 2021. No. 2 (15). P. 710–718.
9. Song G., Du X., Zhang M., Sun Y., Cheng N. Parametric optimization of modifiers for ester-hardened sodium silicate bonded sand // Materials and Manufacturing Processes. 2020. No. 5 (35). P. 531–536.
10. Stauder B. J., Gruber D., Schumacher P. Specific fracture energy and de-agglomeration rate of silicate-bonded foundry sand cores // Production Engineering. 2018. No. 6 (12). P. 807–816.
11. Liu H., Song L. Materials studio simulation for the adsorption properties of CO₂ molecules at the surface of sodium silicate and potassium silicate solution under different pressure conditions // International Journal of Metalcasting. 2021. No. 1 (16). P. 242–251.
12. Кидалов Н. А., Григорьева Н. В., Адамова А. С., Затямин Д. А. Исследование структуры пленки водного силиката натрия на поверхности хромитового наполнителя при различных способах отверждения // Заготовительные производства в машиностроении. 2020. Т. 18. № 11. C. 483–487.
13. Васин Ю. П., Иткис З. Я. Окислительные смеси в конвейерном производстве стального литья. — Челябинск : Южно-Уральское книжное издательство, 1973. — 153 с.
14. ГОСТ 7885–86. Углерод технический для производства резины. — Введ. 01.01.1988.
15. ГОСТ 9.715–86. Единая система защиты от коррозии и старения. Материалы полимерные. Методы испытания на стойкость к воздействию температуры. — Введ. 01.01.1988.
16. ГОСТ 23409.5–78 (взамен ГОСТ 2189–62). Пески формовочные, смеси формовочные и стержневые. Метод определения влаги. — Введ. 01.01.1980.
17. ГОСТ 23409.6–78 (взамен ГОСТ 2189–62). Пески формовочные, смеси формовочные и стержневые. Метод определения газопроницаемости. — Введ. 01.01.1980.
18. ГОСТ 23409.10–78. Смеси формовочные и стержневые. Метод определения гигроскопичности. — Введ. 01.01.1980. — Москва : Изд-во стандартов, 1985. — 2 с.
19. ГОСТ 23409.9–78 (взамен ГОСТ 2189–62 (в части разд. V). Смеси формовочные и стержневые. Метод определения осыпаемости. — Введ. 01.01.1980. — Москва : Изд-во стандартов, 1986. — 2 c.
20. ГОСТ 23409.7–78 (взамен ГОСТ 2189–62). Пески формовочные, смеси формовочные и стержневые. Методы определения прочности при сжатии, растяжении, изгибе и срезе. — Введ. 01.01.1980. — Москва : Изд-во стандартов, 1985. — 6 с.
21. Горшков В. И., Кузнецов А. И. Физическая химия. — М. : Изд-во Моск. ун-та, 1986. — 264 с.
22. Попов Е. М. Обоснование и разработка малотоксичного связующего и технологии производства на его основе бездымных угольных брикетов из антрацитовых штыбов : дис. … канд. техн. наук. — М., 2021. — 156 с.
23. Смолко В. А., Антошкина Е. Г. Химический и термогравиметрический анализ бентонитовых глин Греческого и Вайомингского (США) месторождений // Наука ЮУргуГУ. Секции Естественных наук : материалы 67-й научн. конф. / отв. за вып. С. Д. Ваулин. — Челябинск : Издательский центр ЮУрГУ, 2015. С. 321–327.
24. Берг П. П. Формовочные материалы. — М. : Машгиз, 1963. — 408 с.