Підвищення ерозійної стійкості поверхонь піщано-глинистих ливарних форм оптимізацією складу формувальної суміші
Loading...
Date
2024-01-22
Authors
Кузик Марина Олександрівна
Kuzyk Maryna
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
ЦНТУ
Abstract
Кваліфікаційну магістерську роботу виконав здобувач вищої освіти Кузик Марина Олександрівна студентка ІІ курсу, групи ПМ-22Мз-1, ОПП «Прикладна механіка» спеціальності 131 Прикладна механіка на тему "Підвищення ерозійної стійкості поверхонь піщано-глинистих ливарних форм оптимізацією складу формувальної суміші", яка складається з пояснювальної записки та ілюстративного матеріалу. Пояснювальна записка містить 67 сторінок тексту, формату А4, 31 рисунка, 7 таблиць. Кваліфікаційна магістерська робота присвячена підвищення ерозійної стійкості поверхонь піщаних ливарних форм оптимізацією складу формувальної суміші.
Встановлено, що основною причиною ерозійного руйнування ливарної піщаної форми, є низька якість вихідних формувальних матеріалів, що використовуються для приготування формувальних і стрижневих сумішей, а також низька якість виготовлення форм. Існуючі методи оцінки ерозійного руйнування піщаних ливарних форм технічно складні для реалізації та малочутливі. Розробка простих, універсальних та достовірних методів визначення ерозії форми має велике практичне значення.
Запропонована методика визначення фізико-механічних властивостей піщаних формувальних сумішей. Розроблено методику оптимізації складу формувальної піщаної суміші та ступінчаста технологічна проба з складною зубчастою поверхнею, що дозволяє якісно оцінити ерозійну стійкість ливарних піщаних форм.
Показано, що змінюючи вміст шлікеру в піщаній суміші в межах 5…25%, при постійному вмісті зв’язуючого рідкого скла 7%, суміш змінює свої фізико-механічні властивості, а саме: збільшується міцності у сирому стані, зменшується міцність на розтяг у сухому стані та знижується газопроникність, що дає можливість рекомендувати шлікер, як добавку для надання піщаної суміші ерозійної стійкості, а розроблену суміш вважати ерозійностійкою.
Підібрані оптимальні склади ерозійностійкої суміш з добавкою шлікеру, що складається з кварцового пісок – 80%, шлікер – 20%, рідкого скла – 13%. Розроблена суміш має міцність у сирому стані 0,15 МПа, в сухому стані 3,0 МПа, низьку осипуваність = 0,001% та негативну деформацію 0,5% через 20 с.
Експериментально встановлено, що розроблена суміш має найбільшу ерозійну стійкість, ерозія якої становить Еф = 0,012% в порівнянні з ерозію форм, що виготовлені з ПГС та рідко скляної.
На підставі комплексних теоретичних та експериментальних досліджень встановлено взаємозв'язок властивостями формувальних сумішей та утворенням поверхневих дефектів та ерозійною стійкістю. Визначено оптимальні параметри цих властивостей.
The qualifying master's work was completed by the higher education recipient Marina Oleksandrivna Kuzyk, a student of the II year, group PM-22Mz-1, OPP "Applied Mechanics" specialty 131 Applied Mechanics on the topic "Increasing the erosion resistance of the surfaces of sand-clay foundry molds by optimizing the composition of the molding mixture" from an explanatory note and illustrative material. The explanatory note contains 67 pages of text, A4 format, 31 figures, 7 tables. The qualifying master's thesis is devoted to increasing the erosion resistance of the surfaces of sand casting molds by optimizing the composition of the molding mixture.
It has been established that the main cause of erosional destruction of foundry sand molds is the low quality of the initial molding materials used for the preparation of molding and core mixtures, as well as the low quality of the molds. The existing methods for evaluating the erosional destruction of sand casting molds are technically difficult to implement and are not very sensitive. The development of simple, universal and reliable methods for determining shape erosion is of great practical importance.
The method of determining the physical and mechanical properties of sand forming mixtures is proposed. A technique for optimizing the composition of the molding sand mixture and a stepped technological test with a complex toothed surface have been developed, which allows for a qualitative assessment of the erosion resistance of foundry sand molds.
It is shown that by changing the content of slicker in the sand mixture within the range of 5...25%, with a constant content of binding liquid glass of 7%, the mixture changes its physical and mechanical properties, namely: the strength in the wet state increases, the tensile strength in the dry state decreases state and the gas permeability decreases, which makes it possible to recommend the slipper as an additive to give the sand mixture erosion resistance, and to consider the developed mixture as erosion resistant.
The optimal composition of the erosion-resistant mixture with the addition of schlicker, consisting of quartz sand - 80%, schlicker - 20%, liquid glass - 13%, was selected. The developed mixture has a strength in the wet state of 0.15 MPa, in the dry state of 3.0 MPa, low crumbling = 0.001% and negative deformation of 0.5% after 20 s.
It was experimentally established that the developed mixture has the highest erosion resistance, the erosion of which is Ef = 0.012% in comparison with the erosion of forms made of PGS and rare glass.
On the basis of complex theoretical and experimental studies, the relationship between the properties of molding mixtures and the formation of surface defects and erosion resistance was established. The optimal parameters of these properties have been determined.
Description
Метою роботи є розробка формувальних піщаних сумішей, що забезпечують підвищену ерозійну стійкість ливарних піщаних форм для отримання необхідної якості виливків.
Для реалізації поставленої мети в роботі вирішували наступні задачі:
1. Проаналізувати основні причини ерозійного руйнування ливарних піщаних форм та виявити фактори, що впливають на їх інтенсивність.
2. Розробити методику оцінки ерозійної стійкості піщаної ливарної форми.
3. Вибрати основні методи визначення фізико-механічних властивостей піщаних формувальних сумішей.
4. Виявити основні фактори, що впливають на ступінь ерозійного руйнування ливарної піщаної форми.
5. Провести експериментальні дослідження ерозійної стійкості піщаної ливарної форми з використанням розробленої формової суміші.
Об'єкт дослідження – процес підвищення фізико-механічних властивостей піщаних формувальних сумішей оптимізацією їх складу.
Предметом дослідження – закономірності впливу складу формувальної піщаної суміші на ерозійну стійкість поверхонь ливарних форм та якість деталей виготовлених методом лиття.
Keywords
суміш, структура, властивості, виливок, ерозія, mixture, structure, properties, casting, erosion
Citation
Кузик, М. О. Підвищення ерозійної стійкості поверхонь піщано-глинистих ливарних форм оптимізацією складу формувальної суміші : кваліфікаційна магістерська робота : спец. 131 «Прикладна механіка» / наук. кер. В. М. Ломакін ; Центральноукраїн. нац. техн. ун-т. - Кропивницький : ЦНТУ, 2024. – 67 с.