Wpływ sposobu nagrzewania i grubości rdzeni pomiarowych wykonanych z oliwinowych mas formierskich z krzemianem sodu na odkształcalność badaną na urządzeniu DMA Hot-Distortion

• Autorzy: Stachowicz M. , Paduchowicz P.

Identyfikatory

DOI

10.7356/iod.2018.22

Warianty tytułu

EN

The influence of heating method and the thickness of measuring cores made of olivine moulding sands with sodium silicate on the deformation tested with a DMA Hot-Distortion device

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

W artykule podjęto tematykę wpływu podwyższonej temperatury na oliwinowe masy formierskie i rdzeniowe ze spoiwem nieorganicznym z grupy niemodyfikowanych gatunków uwodnionego krzemianu sodu. Sporządzone w warunkach laboratoryjnych masy na osnowie piasku oliwinowego formowano w kształtki prostopadłościenne do badania przemieszczenia wolnego końca rdzenia pomiarowego w warunkach otoczenia o podwyższonej temperaturze. W celu utwardzenia, wykonane z mas oliwinowych, kształtki poddawano szybkiemu nagrzewaniu mikrofalowemu w piecu z generatorem częstotliwości fali elektromagnetycznej f = 2,45 GHz i mocy wyjściowej 1000 W, w czasie 180 s. Badania przeprowadzono na kształtkach prostopadłościennych formowanych we wnęce o wymiarach: 25,9 × G × 120,4 mm, gdzie G = 6 lub 8, lub 10 mm. Pomiary przemieszczeń wolnego końca kształtek rdzeni pomiarowych przeprowadzono na zautomatyzowanym urządzeniu laboratoryjnym DMA Hot- Distortion. W trakcie pomiarów zastosowano trzy sposoby ogrzewania powierzchni prostopadłościennych kształtek spotykanych w technice pomiarowej odkształceń H-D (Hot Distortion Test): grzanie od dołu, grzanie od dołu i od góry (Modified Hot Distortion Test) oraz ogrzewanie tylko od góry. Przemieszczenie wolnego końca kształtek prostopadłościennych, w zależności od grubości oraz sposobów ogrzewania ich powierzchni, posłużyło do wstępnej oceny zachowania utwardzonych mikrofalowo mas oliwinowych z krzemianem sodu w warunkach otoczenia o podwyższonej temperaturze.

EN

The article raises the issue of the influence of increased temperature on olivine moulding and core sands with an inorganic binder from the group of unmodified kinds of hydrated sodium silicates. Produced at laboratory conditions, moulding sands with an olivine sand matrix were formed into cuboidal specimens to test the deformation of the free measuring core end at conditions of increased temperature. In order to harden, the measuring cores made of olivine moulding sands fast microwave heating was applied to which used was a furnace with an electromagnetic wave frequency generator f = 2.45 GHz and output power of 1000 W, in the time period of 180 s. Tests were carried out on cuboidal specimens moulded in a cavity with the dimensions 25.9 × G × 120.4 mm, where G = 6 or 8 , or 10 mm. Measurements of deformation of the free specimen end of the measuring cores were conducted on an automated laboratory DMA Hot-Distortion apparatus. During the measurements three techniques were used to heat the surfaces of cuboidal specimens which are applied in the Hot Distortion Test: heating from the bottom, heating from the bottom and the top (Modified Hot Distortion Test), and heating only from the top. The deformation of the free end of cuboidal specimens, depending on the thickness and heating techniques of their surfaces, served for the initial assessment of the behaviour of microwave hardened olivine moulding sands with sodium silicate at conditions of increased temperature.

Słowa kluczowe

PL

odlewnictwo; oliwinowa masa formierska; uwodniony krzemian sodu; odkształcenie plastyczne; nagrzewanie mikrofalowe

EN

foundry engineering; olivine moulding sand; hydrated sodium silicate; thermal deformation; microwave heating

• Wydawca: Instytut Odlewnictwa
• Czasopismo: Prace Instytutu Odlewnictwa
• Rocznik: 2018
• Tom: Vol. 58, no. 4
• Strony: 277--293
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Stachowicz M.

• Politechnika Wrocławska, Katedra Odlewnictwa, Tworzyw Sztucznych i Automatyki, ul. Wybrzeże Wyspiańskiego 25, 50-370 Wrocław, Polska

autor

Paduchowicz P.

• Politechnika Wrocławska, Katedra Odlewnictwa, Tworzyw Sztucznych i Automatyki, ul. Wybrzeże Wyspiańskiego 25, 50-370 Wrocław, Polska

Bibliografia

• 1. Lewandowski L. 1992. Materiały formierskie – badania. Cz. II. Skrypty uczelniane 1233, s. 107−115. Kraków: Wydawnictwa Akademii Górniczo-Hutniczej.
• 2. Morgan D., E.W. Fashman. 1975. „The BCIRA Hot Distortion Tester for quality in production of chemically bonded sands”. AFS Transactions 75 (91) : 73−80.
• 3. BICRA Hot-Distortion Tester for bonded sands – Instruction manual.
• 4. Jakubski J., St.M. Dobosz. 2007. „The thermal deformation of core and moulding sands according to the hot distortion parameter investigations”. Archives of Metallurgy and Materials 7 (52) : 421−427.
• 5. Major-Gabryś K., St.M. Dobosz, J. Jakubski. 2010. „Thermal deformation of moulding sands with biopolymer binders”. Archives of Foundry Engineering 10 (4) : 129−132.
• 6. Ramrattan S.N., J. Rodriguez, M. Keil, A. Choudhury. 2004. „An apparatus for investigating thermal distortion in bonded sands”. Proceedings of the 2004 American Society for Engineering Education Annual Conference & Exposition, Session 3247.
• 7. Ignaszak Z., P. Popielarski, T. Strek. 2011. „Estimation of coupled thermo-physical and thermo mechanical properties of porous ceramic marerial thermolabile using Hot Distortion Plus© test”. Defect and Diffusion Forum 312−315 : 764−769.
• 8. Versatile Equipments Pvt. Ltd., Hot Distortion Tester, http://sandtesting.com/product/hot-distortion-tester/http://sandtesting.com/product/hot-distortion-tester/ (visit date 05.12.2018).
• 9. Multiserw-Morek DMA Hot-Distortion bonded sands tester for Wroclaw University of Technology – Instruction manual 2016/2017.
• 10. Rodriguez J., S.N. Ramrattan, A. Choudhury, P. Ikonomov. 2007. Development of apparatus and protocol for testing of sand at high temperatures in the foundry. ASEE Annual Conference and Exposition, Conference Proceedings.
• 11. Stachowicz M., P. Paduchowicz, K. Granat. 2017. „Impact of density degree and grade of inorganic binder on behaviour of moulding sand at high temperature”. Journal of Casting and Materials Engineering 1 (3) : 64−69.
• 12. Stachowicz M. 2018. „Modified hot distortion test to investigate the effect of the inorganic binder on the high-temperature behaviour of physically hardened moulding sands”. Archives of Foundry Engineering 18 (2) : 45−50. DOI: 10.24425/122501.
• 13. Dobosz St.M., A. Grabarczyk, K. Major-Gabryś, J. Jakubski. 2015. „Influence of quartz sand quality on bending strength and thermal deformation of moulding sands with synthetic binders”. Archives of Foundry Engineering 15 (2) : 9−12. DOI: 10.1515/afe-2015-0028.
• 14. Ignaszak Z. 2008. „Chosen aspects of thermo-mechanical phenomena in resin bonded sands by use of Hot Distortion tests”. Archives of Foundry Engineering 8 (1) : 137−142.
• 15. Ignaszak Z. 2018. „Discussion on the methodology and apparatus for Hot Distortion studies”. Archives of Foundry Engineering 18 (2) : 141−145. DOI: 10.24425/122517.
• 16. Lewandowski J.L. 1991. Masy formierskie i rdzeniowe. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN.
• 17. Hess K., Z. Ignaszak. 1980. Przewodnictwo cieplne mas formierskich w funkcji temperatury. Międzynarodowe Sympozjum – Krzepnięcie metali i stopów, Gliwice 6−9 XI 1980 r., 264−278.
• 18. Zych J. 2005. „Rola zagęszczania w technologii formy opartej na masach ze szkłem wodnym i spoiwami organicznymi”. Przegląd Odlewnictwa 55 (2) : 88−97.
• 19. Stachowicz M. 2017. „Rola zagęszczenia mas formierskich ze spoiwami nieorganicznymi w kształtowaniu ich wytrzymałości osiąganych po utwardzaniu mikrofalowym / The role of the densification of moulding sands with inorganic binders in the modeling of their strength obtained after microwave hardening”. Prace Instytutu Odlewnictwa / Transactions of the Foundry Research Institute 57 (2) : 103−113. DOI: 10.7356/iod.2017.10.
• 20. Syryjski-Giro J. 2018. Evaluation of the influence of heating rate on core deformation measured on automated DMA Hot-Distortion device. Praca magisterska. Wrocław: Politechnika Wrocławska.
• 21. Vargas G., F. Vazquez, J. Lopez, J. Mendez, M. Mendez, P. Pena. 2004. „Foaming of sodium silicate-wollastonite mixtures by microwaves”. Buletin de la Sociedad Espanola de Ceramica y Vidrio 43 (1) : 71−74.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).