Исследование разрушения песчано-жидкостекольных литейных стержней при сжатии

Abstract

Песчаные литейные стержни на органических связующих веществах обладают требуемыми пределами прочности при растяжении, сжатии и изгибе, а также превосходной выбиваемостью из отливок. Однако повышение требований к экологичности литейного производства привело к возобновлению интереса к песчаным литейным стержням на неорганических связующих веществах, в том числе к песчано-жидкостекольной стержневой технологии. Песчано-жидкостекольные литейные стержни существенно уступают песчаным литейным стержням на органических связующих веществах по выбиваемости из отливок. Это связано с необходимостью использования достаточно большой массовой доли натриевого жидкого стекла для достижения требуемых пределов прочности песчано-жидкостекольных литейных стержней при растяжении, сжатии и изгибе, что сопровождается ухудшением выбиваемости таких литейных стержней из отливок. Проведены экспериментальные исследования, направленные на подбор рецептуры песчано-жидкостекольной стержневой смеси, обеспечивающей необходимый предел прочности песчано-жидкостекольных литейных стержней при сжатии в сочетании с улучшенной выбиваемостью из отливок. Приведены результаты экспериментальных исследований разрушения песчано-жидкостекольных литейных стержней при сжатии, показывающие возможность достижения сочетания требуемого предела прочности при сжатии и хорошей выбиваемости литейных стержней из отливок. Рассматриваются способы повышения прочности песчано-жидкостекольных литейных стержней в местах контакта со стержневыми замками, усиления наиболее подверженных нагрузкам участков литейных стержней и снижения предела их прочности при сжатии путем уменьшения массовой доли натриевого жидкого стекла, тем самым улучшая выбиваемость литейных стержней из отливок. Обсуждаются результаты испытаний песчано-жидкостекольных литейных стержней исследуемой рецептуры на прочность при сжатии, а также влияние на предел прочности при сжатии добавления в рецептуру оборотной стержневой смеси. Показано влияние неоднородностей песчано-жидкостекольного литейного стержня на предел его прочности при сжатии и получены математические выражения для расчета вероятности разрушения литейного стержня, содержащего неоднородность.