Badanie kinetyki utwardzania wybranych mas samoutwardzalnych w niskiej temperaturze

• Autorzy: Jamrozowicz Ł. , Kolczyk J. , Kaźnica N.

Identyfikatory

DOI

10.7356/iod.2016.26

Warianty tytułu

EN

Studies of hardening kinetics of selected self-hardening masses at low temperatures

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono analizę kinetyki procesu utwardzania mas samoutwardzalnych. Do badań wykorzystano masę formierską z osnową ziarnową z piasku kwarcowego firmy Sibelco, o wielkości frakcji głównej F_g 0,40; 0,32; 0,20 mm. Jako spoiwa użyto dwóch żywic. Pierwszym badaniom poddano masę z żywicą fenolowo-formaldehydowo-furfurylową (FF/AF), utwardzaną kwasem metylobenzenosulfonowym. Utwardzacz do masy dodawany był w dwóch wariantach: o niskim stężeniu – tzw. utwardzacz „wolny” i wysokim stężeniu – utwardzacz „szybki”. Drugą badaną masą była masa z żywicą mocznikowo-formaldehydowo-furfurylową (MF/AF), którą z kolei utwardzano kwasem paratoluenosulfonowym. Podobnie jak w przypadku pierwszej żywicy, utwardzacza użyto w dwóch stężeniach – niskim i wysokim. Pomiary prowadzono na stanowisku do badań ultradźwiękowych mas formierskich. W trakcie badania wyznaczono przebieg procesu utwardzania, a dokładniej – rejestrowano zmianę czasu przejścia podłużnej fali ultradźwiękowej przez świeżo sporządzoną próbkę masy formierskiej. Na tej podstawie określano prędkość przejścia fali ultradźwiękowej przez masę w czasie C_L = f(t), co było podstawą do wyznaczenia zarówno zmiany stopnia utwardzenia masy w czasie, czyli S_x = f(t), jak i określenia kinetyki procesu utwardzania dS_x/dt. Badania procesu wiązania masy przeprowadzono w temperaturze 10°C.

EN

The article presents an analysis of the kinetics of the hardening process of self-hardening masses. In this study, moulding sand with a quartz sand grain matrix by Sibelco, main fraction F_m 0.40; 0.32; 0.20 mm, was used. Two resins were used as binders. The first tests were performed on a mass with phenol-formaldehyde-phurphuril resin (FF/AF), hardened with methylbenzenesulfonic acid. The hardener was added to the mass in two variants: with a low concentration – the so-called “slow” hardener – and a high concentration – the “fast” hardener. The second examined mass was a mass with urea-formaldehyde-phurphuril (MF/AF), which was, in turn, hardened with p-toluenesulfonic acid. Similarly to the case of the first resin, the hardener was applied in two concentrations – low and high. The measurements were made on a bench for ultrasound tests on moulding sands. During the examinations, the course of the hardening process was determined, and more precisely, the change in the time of the longitudinal ultrasound wave’s passing through the newly-prepared moulding sand sample was recorded. On this basis, the velocity of the ultrasound waves passing through the mass in time C_L = f(t) was determined, which was, in turn, the basis for the determination of both the change in the hardening degree of the mass in time, that is S_x = f(t), and the kinetics of the hardening process dS_x/dt. The tests of the mass binding process were performed at 10°C.

Słowa kluczowe

PL

sypkie masy samoutwardzalne; kinetyka utwardzania; badania ultradźwiękowe

EN

loose self-hardening masses; hardening kinetics; ultrasound examinations

• Wydawca: Instytut Odlewnictwa
• Czasopismo: Prace Instytutu Odlewnictwa
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 56, no. 4
• Strony: 379--390
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Jamrozowicz Ł.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Odlewnictwa, ul. Reymonta 23, 30-059 Kraków, Polska

autor

Kolczyk J.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Odlewnictwa, ul. Reymonta 23, 30-059 Kraków, Polska

autor

Kaźnica N.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Odlewnictwa, ul. Reymonta 23, 30-059 Kraków, Polska

Bibliografia

• 1. Lewandowski J.L. 1997. Tworzywa na formy odlewnicze. Kraków: Wydawnictwo Akapit.
• 2. Staronka A. 1994. Chemia fizyczna. Kraków: Wydawnictwa AGH.
• 3. Zych J. 2002. „Kinetyka wiązania mas ze szkłem wodnym”. Acta Metallurgica Slovaca 8 (sp.iss. 2) : 93−98.
• 4. Zych J. 2007. Synteza zastosowań techniki ultradźwiękowej w analizie kinetyki wybranych procesów zachodzących w tworzywach formierskich. Kraków: AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne. Seria: Rozprawy i Monografie nr 163.
• 5. Zych J. 2001. „Wpływ temperatury na kinetykę utwardzania mas ze spoiwami chemicznymi”. Archiwum Technologii Maszyn i Automatyzacji 21 (1) : 161−169.
• 6. Zych J. 2002. „Nowa, nieniszcząca metoda kontroli jakości elementów form wykonywanych z mas ze spoiwami chemicznymi”. Archives of Foundry Engineering 2 (5) : 132−139.
• 7. Deputat J. 1996. „Nowe techniki ultradźwiękowych badań materiałów”. Solidification of Metals and Alloys 26 : 101−110.
• 8. Zych J. 2001. „Badanie kinetyki wiązania mas formierskich ze spoiwami chemicznymi”. Archives of Foundry 1 (1) : 586−593.
• 9. Dańko J., J. Zych. 2002. Non-destructive method of core examination to determine the uniformity of sand compaction and the distribution of strength and permeability. W International Conference: Modern methods of core production, 15−16.04.2003, Mílovy, Czech Republic, 45−53.
• 10. Zych J., Ł. Jamrozowicz. 2010. „Formy i rdzenie z mas szybkowiążących – wyznaczenie prędkości przemieszczania się frontu utwardzania”. Archives of Foundry Engineering 10 (sp.iss. 2) : 173−176.
• 11. Zych J., Ł. Jamrozowicz. 2010. „Advancement of the hardening front in forms and cores made of quickly bonding composites – ultrasonic analyses”. Archives of Metallurgy and Materials 55 (3) : 963−968.
• 12. Zych J., Ł. Jamrozowicz. 2011. „The change of the gas pressure in cores made in cold-box technology during their hardening”. Archives of Foundry Engineering 11 (4) : 204−208.
• 13. Zych J., T. Snopkiewicz. 2012. Sposób badania procesu wysychania samoutwardzalnych mas formierskich lub rdzeniowych. Opis zgłoszeniowy wynalazku, PL 399867 A1, opublikowany 10.06.2013. Zgłoszenie nr P.399867 z dn. 09.07.2012, Biuletyn Urzędu Patentowego, 2013, nr 12, s. 46, ISSN 0137-8015.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).