Effect of hardening method and structure of linking bridges on strength of water glass moulding sands

• Autorzy: Stachowicz M. , Granat K. , Nowak D.

Warianty tytułu

PL

Wpływ na wytrzymałość mas ze szkłem wodnym sposobu utwardzania i budowy mostków wiążących

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents examination results of the effect of four hardening methods on structure of linking bridges in sandmixes containing hydrated sodium silicate. Test pieces prepared of the moulding sands containing 2.5 % of a binder with molar module between 2.4 and 2.6 were hardened with carbon dioxide, dried traditionally in an oven and hardened with microwaves at 2.54 GHz or using a combination of the CO2 process and microwave heating. It was revealed that the hardening method influences structure of linking bridges and is correlated with mechanical properties of the hardened moulding sands. It was found that strength of the moulding sands microwave-heated for 240 s is approximate to that measured after traditional drying for 120 min at 110°C. So, the microwave hardening permits significant reduction of the process time, comparable to the CO2 hardening, at the same time guaranteeing over 10 times higher mechanical properties. Analysis of SEM photographs of the moulding sands hardened with the mentioned methods allow explaining differences in qualitative parameters of the moulding sands and their relation to structures of the created linking bridges.

PL

W pracy zaprezentowano rezultaty badań wpływu czterech metod utwardzania na budowę mostków wiążących w masach z uwodnionym krzemianem sodu. Próbki do badań, sporządzone z masy z dodatkiem 2,5% spoiwa o module molowym 2,4 - 2,6, utwardzano dwutlenkiem węgla, suszono klasycznie w piecu, utwardzano mikrofalami o częstotliwości 2,45 GHz lub utwardzano metodą łączącą proces CO2 i nagrzewanie mikrofalowe. Wykazano, że metoda utwardzania ma wpływ na budową mostków wiążących korelując z właściwościami wytrzymałościowymi utwardzanych wymienionymi metodami mas. Stwierdzono, że wytrzymałość nagrzewanych mikrofalowo przez 240 sekund mas jest bardzo zbliżona do zmierzonej po procesie klasycznego ich suszenia w temperaturze 110 °C przez 120 min. Zastosowanie utwardzania za pomocą nagrzewania mikrofalowego zapewnia zatem istotne skrócenie procesu, porównywalne do czasu utwardzania dwutlenkiem węgla, gwarantując równocześnie, w porównaniu z tą ostatnią metodą, ponad 10-krotny wzrost właściwości wytrzymałościowych. Analiza zdjęć z mikroskopu skaningowego mas formierskich, utwardzanych wymienionymi metodami, umożliwiła wyjaśnienie różnic w parametrach jakościowych mas i ich powiązanie z budową utworzonych mostków wiążących.

Słowa kluczowe

EN

hydrated sodium silicate; moulding sands; water glass; microwave heating; CO2 process

PL

krzemian sodu; masa formierskia; szkło wodne; ogrzewanie mikrofalowe

• Wydawca: Komisja Odlewnictwa Polskiej Akademii Nauk Oddział w Katowicach
• Czasopismo: Archives of Foundry Engineering
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 10, iss. 2 spec.
• Strony: 141--146
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., il., rys., tab.

Twórcy

autor

Stachowicz M.

• Wroclaw University of Technology, Foundry and Automation Group, ul. Łukasiewicza 5, 50-371 Wrocław, Poland

autor

Granat K.

• Wroclaw University of Technology, Foundry and Automation Group, ul. Łukasiewicza 5, 50-371 Wrocław, Poland

autor

Nowak D.

• Wroclaw University of Technology, Foundry and Automation Group, ul. Łukasiewicza 5, 50-371 Wrocław, Poland

Bibliografia

• [1] J.L. Lewandowski, Tworzywa na formy odlewnicze, Akapit, Kraków, 1997.
• [2] M. Pigiel, K. Granat, D. Nowak, W. Florczak, Wykorzystanie energii mikrofalowej w procesach odlewniczych, Archiwum Odlewnictwa, nr 21, 2006, R. 6.
• [3] K. Granat, D. Nowak, M. Pigiel, M. Stachowicz, R. Wikiera, The influence of hardening method on basic properties of water glass molding sands, Visnik Chmel'nickogo Nacional'nogo Universitetu, nr 4, t. 1, 2007.
• [4] K. Granat, D. Nowak, M. Pigiel, M. Stachowicz, R. Wikiera, The influence of microwave heating and water glass kind on the properties of molding sands, Archives of Foundry Engineering, 2008 Vol. 8, spec. iss. 1.
• [5] R. Chudzikiewicz, Odlewanie w formach samoutwardzalnych, Wydawnictwa Naukowo- Techniczne, Warszawa, 1971.
• [6] B. Hutera, J.L. Lewandowski, D. Drożyński, Znaczenie lepkości spoiwa i zwilżalności kwarcu przez spoiwo dla wytrzymałości masy, Przegląd Odlewnictwa, nr 7-8, 2004.
• [7] M. Perzyk, Odlewnictwo, WNT, Warszawa 2004.
• [8] P. Jelinek, Prinos ceskoslovenskeho slevarenstvi k chemizacji wyroby forem a jader na bazi alkalickych kremocitanu, Slevarenstvi nr 2/96.
• [9] A. Baliński, Wybrane zagadnienia technologii mas formierskich ze spoiwami nieorganicznymi, Instytut Odlewnictwa, Kroaków 2000.
• [10]I. Izdebska-Szanda, A. Baliński, Badania właściwości adhezyjno-kohezyjnych modyfikowanych chemicznie krzemianów sodu, Odlewnictwo – Nauka i Praktyka 2/2005.
• [11]J.L. Lewandowski, B. Hutera, M. Holtzer, Zwilżalność kwarcu przez ciekłe materiały wiążące, IV Konferencja – Zjawiska Powierzchniowe w Procesach Odlewniczych, Poznań – Kołobrzeg, październik 1998.