Связующие вещества представляют собой клейкие материалы, используемые для связывания песка для приготовления формы. Гидратированный силикат натрия является широко используемым связующим веществом в промышленности.
Уже более 50 лет литейная промышленность использует его для производства формовочных и стержневых песков.
Литье в песок является наиболее широко используемым процессом литья металла в производстве. Почти все литейные металлы могут быть отлиты с помощью песка. Некоторыми примерами изделий, производимых в современной промышленности методом литья в песчаные формы, являются блоки двигателей, основания станков, головки цилиндров, корпуса насосов и клапаны. Литье в песчаные формы является одним из самых ранних методов формования металла, известных человеку. Обычно это означает заливку расплавленного металла в огнеупорную форму с полостью, которая должна быть наполнена и позволяет ему затвердеть. Когда оно затвердевает, желаемый объект металл извлекают из пресс-формы огнеупорного либо нарушение формы или принимать форму друг от друга. Затвердевший объект называется литьем. Затем использованную смесь песка выбрасывают на свалку, что приводит к загрязнению окружающей среды.
Загрязнение атмосферы
Хорошо известно, что отходы, размещаемые на литейных заводах, которые могут потенциально повлиять на окружающую среду, в большинстве случаев состоят из использованного формовочного и стержневого песка, а также связующих веществ. Его доля в общем объеме отходов, образующихся в литейном производстве цветных металлов, составляет более 85%. Есть несколько источников загрязнения атмосферного воздуха в литейных цехах. Обнаружено, что от 30 до 70% этих выбросов могут быть связаны с разрушением связующих компонентов нефтехимического ядра, таких как обычные фенольные уретаны, во время вышеупомянутых процессов. Этот диапазон основан на множестве различных связующих веществ, каждый из которых представляет свой контрольный массив летучих органических соединений. Кроме того, величина выброса выбросов соответствует степени, в которой литейный завод использует стержни для конкретного разливаемого металла.
Методы решения
Существует прекрасная возможность снизить выбросы вредных веществ атмосферу в литейных цехах у источника, заменив обычные связующие для нефтехимических сердечников на менее загрязняющие. По этой причине многочисленные научно-исследовательские центры, а также производители связующих веществ проводят интенсивные исследования по разработке новых или модификаций существующих до сих пор неорганических связующих. Растущая сложность формы сердечника, высокая прочность требуют новых материалов для создания сердечника, связующих веществ и покрытий. В поисках идеального решения неорганические связующие в последнее время получают новый интерес. Связующие вещества: коллаген, α-крахмал, связка сердечника и связующее вещество являются тем, на чем сосредоточены исследования. Полифосфатное стекло в комбинированной системе связующего стекла улучшило текучесть песчаных смесей, растягивающие и встряхивающие свойства песчаных сердечников. Отличная способность к складыванию сердечников, изготовленных из комбинированного связующего, также была задокументирована при температурах литья от 200 до 1425 ° C или от 390 до 2600 ℉. Литейные испытания показали, что механическое встряхивание уретанового связующего было в 5-10 раз больше по сравнению с комбинированным связующим, при заливке алюминия. Новые двухкомпонентные связующие создали действительно новые возможности и перспективы для широкого внедрения неорганических связующих. Идентифицируется новое сырье, разрабатываются новые процессы и химические продукты, а на рынке появляются уникальные продукты с новыми атрибутами.
Таким образом, нет никаких сомнений в том, что полимеры на биологической основе имеют многообещающее будущее в виде клеев, смол, связующих веществ и эмульсий. Многие проблемы и проблемы, возникающие в связи с использованием возобновляемых полимеров, рассматривались и решаются исследователями во всем мире.
Испытания
Универсальная силовая машина, оснащенная растяжимыми насадками, использовалась для проведения испытания на растяжение образца размером 68×25×25 мм в соответствии со стандартом AFS путем смешивания процентного состава связующих для 100 грамм песка.
Реагент с компрессионными насадками использовали для проведения испытания на сжатие цилиндрического образца размером 50×50 мм, путем смешивания процентного состава связующих для 150 г песка.
Отделкой поверхности нашего композитного сердечника, анализировали метод литья продукта из нержавеющей стали при температуре 1560 ° С и при использовании шероховатости компаратора.
Выводы
Было испытан композит, состоящий из коллагена, силиката натрия и полифосфата натрия, которое использовалось для создания песчаного ядра, и были получены результаты:
- Прочность на растяжение в диапазоне от 10-14 кг на см - 2.
- Прочность на сжатие 16-22 кг на см - 2.
Приведенные выше результаты доказывают, что созданное композитное связующее можно использовать в промышленности для производства сердечников. Коллаген, силикат натрия и полифосфат натрия в диапазоне от 1 до 7% и от 0,415% до 0,7% по отношению к 1 кг песка соответственно показали превосходные механические свойства. При увеличении массового процентного содержания компонентов за пределами масштаба наблюдаемая оптимизация показывает отрицательное влияние на предел прочности сердечника. Во время процесса литья вместе с сердечником, созданным с использованием композитного связующего, выброс газов был меньше по сравнению с количеством газов, выделяемых при использовании традиционных связующих. Ядро выдерживало чрезвычайно высокую температуру до 1500 ° С. Связующее ядро продемонстрировало превосходную жесткость против давления, оказываемого расплавленным металлом во время заливки и затвердевания.
Образец из нержавеющей стали, отлитый с использованием композитного сердечника, имеет отличную чистоту поверхности и незначительные дефекты литья.