Дослідження процесів зміцнення стрижневих сумішей з ортофосфорною кислотою і алюмовмісними матеріалами різного класу

Abstract

Розглянуто наукові та практичні питання розробки стрижневих сумішей для ливарного виробництва, заснованих на зв’язувальних матеріалах фосфатного класу. Зв’язувальні матеріали, які представлені в цій статті, відрізняються від раніше відомих тим, що для їх отримання не використовуються дефіцитні компоненти і порошкові затверджувачі. Замість цього використовуються комбінації ортофосфорної кислоти з алюмовмісними матеріалами різної хімічної природи. Встановлено утворення високоміцних фосфатних зв’язувальних компонентів при взаємодії ортофосфорної кислоти з алюмосилікатами (на прикладі дистен-силіманіту і пірофіліту) і шламовими відходами виробництва алюмінію. Їх раціонально застосовувати для процесів теплового зміцнення ливарних стрижнів в інтервалі температур 200...300 °С. Теоретично доведено і практично підтверджено утворення зв’язувальних компонентів при взаємодії ортофосфорної кислоти з неорганічними солями алюмінію. У статті продемонстровані приклади синтезу фосфатів алюмінію з його нітрату і сульфату при нагріванні до 200...250 °С. Результати підтверджені термодинамічними розрахунками, а також рентгенофазовим аналізом. Перспективи практичного впровадження розроблених зв’язувальних матеріалів обумовлені тим, що вони проявляють високу адгезію до вогнетривкому кварцового наповнювача і низьку фізико-хімічну активність до металевих розплавів чавуну і сталі. Це забезпечує високу механічну міцність ливарних стрижнів і їх задовільні протипригарні властивості. Представлено склади розроблених стрижневих сумішей і приклади їх застосування для отримання якісних виливків з чавуну і сталі.