Metody poprawy jakości ekologicznych mas formierskich ze szkłem wodnym

• Autorzy: Kmita A. , Hutera B.

Warianty tytułu

EN

Methods of Quality Improvements of Ecological Moulding Sands with Water Glass

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Masy formierskie ze szkłem wodnym mają szereg charakterystycznych cech, wynikających bezpośrednio z właściwości szkła wodnego. Niewątpliwą zaletą tych mas jest fakt, iż są one ekologiczne, a spoiwo jest tanie i łatwo dostępne. Natomiast w świetle właściwości technologicznych wykazują pewne wady, które ograniczają ich szerokie wykorzystanie w odlewnictwie. Ich ujemną cechą jest mała wytrzymałość w pierwszej fazie utwardzania; proces utwardzania nie przebiega „do końca” i jest ponowie uaktywniany po zalaniu formy ciekłym stopem. Efektem tego jest zwiększenie wytrzymałości masy co jest przyczyną złej wybijalności mas z tym spoiwem. Wykazują one również małą podatność do regeneracji. Dlatego też poszukuje się sposobów wyeliminowania lub ograniczenia tych wad. W artykule przedstawiono metody poprawy jakości mas formierskich ze szkłem wodnym. Procesy te, w uproszczeniu, mogą przebiegać na drodze: modyfikacji składu osnowy masy formierskiej, sposobu jej utwardzania lub modyfikacji samego spoiwa. W metodach tych wykorzystywane są często najnowsze techniki oraz materiały nowej generacji.

EN

Moulding sands with water glass have several characteristic properties, resulting directly from the water glass properties. An undoubted good point of these moulding sands is the fact, that they are ecological and their binder is cheap and easily obtainable. However their technological properties indicate certain failures, which limit their wider application in foundry engineering. Their negative property is low strength in the first phase of hardening; their hardening process is not ‘fully finished’ and is reactivated after the mould pouring with liquid alloy. In effect the increased moulding sand strength is the reason of bad knocking out of moulding sands with this binder. They are also not easily susceptible to the reclamation treatment. Therefore, ways of eliminating or limiting of these faults are looked for. Some methods of improving the quality of moulding sands with water glass are presented in the paper. These processes, in simplification, can concern: modifications of moulding sand matrices, methods of their hardening or modifications of a binder itself. The most modern techniques and materials of the new generation are often applied in these methods.

Słowa kluczowe

PL

innowacyjne materiały; ekologia; technologia nowoczesna; nanocząstki; masa formierska

EN

innovative materials; ecology; modern technologies; nanoparticles; molding sand

• Wydawca: Komisja Odlewnictwa Polskiej Akademii Nauk Oddział w Katowicach
• Czasopismo: Archives of Foundry Engineering
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 14, iss. 2 spec.
• Strony: 45--50
• Opis fizyczny: Bibliogr. 42 poz., rys.

Twórcy

autor

Kmita A.

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

autor

Hutera B.

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

Bibliografia

• [1] Lewandowski, J.L. (1997). Tworzywa na formy odlewnicze. Wydawnictwo Naukowe AKAPIT, ISBN 83-7108-21-2, Kraków.
• [2] Holtzer, M. (2011). Światowe tendencje rozwojowe w zakresie mas formierskich i rdzeniowych pod kątem oddziaływania na środowisko. Przegląd Odlewnictwa, nr 3/4, s. 112 – 121.
• [3] Polzin, H. (2009). Anorganische chemische Binder. Giesserei, 96, pp. 66 - 68.
• [4] Zych, J.: Optymalizacja technologii formy opartej na masach ze szkłem wodnym utwardzanych estrami. Przegląd Odlewnictwa, nr 12, s. 789 - 792.
• [5] Zych, J. (2006). Oddziaływanie warunków atmosferycznych na stan wierzchniej warstwy form piaskowych wykonywanych z mas ze spoiwami chemicznymi. Archiwum Odlewnictwa, R 6, nr 22
• [6] Dańko, J., Lewandowski, J.L. (1999). Regenerowalność samoutwardzalnej masy ze szkłem wodnym. Przegląd Odlewnictwa, Vol. 49, z. 3 , 91-93.
• [7] Fan, Z., Huang, N., Dong, X. (2004). In-house reuse and reclamation of the used foundry sands with sodium silicate binder. International Journal of Cast Materials Research, no. 17(1), pp. 51-56.
• [8] Jelinek, P. i in. (2002). Modifikovane alkalicke silikaty, anorganicka pojiva nove generace. Slevarenstvi, Roc. 50 cis.1 s. 16- 20.
• [9] Jelinek, P. (2004). Pojivove soustavy slevarenskych formovacich Smeli. Chemie slevarenskych pojiv. Brno. ISBN 80-239-2188-6.
• [10] Jelinek, P. (1968). Vliv Al2O3 na rozpadavast CT – Smeli. Sbornik vedeckych praci. Vysokie skoly banske v Ostrave, vol. 14, no. 6.
• [11] Sycev, I.S. (1965). Polucenije lehkovybijernych smesej. Litejnoje Proizvodstvo, no. 6 pp. 31-37.
• [12] Kukui, D. (1990). Nowe kierunki rozwoju mas ze szkłem wodnym oraz elektrolitycznych metod mokrej regeneracji. Przegląd Odlewnictwa, nr 6, s. 195-200.
• [13] Masa formierska lub rdzeniowa ze szkłem wodnym. AGH im. Stanisława Staszica w Krakowie, wynalazca: Stanisław Dobosz. Int. Cl.: B22C 1/02 (2006.01) Polska Opis patentowy: PL 206691 B1. Zgłoszenie nr 365723 z dnia 01.03.2004 r.
• [14] Dobosz, S.M., Major-Gabryś, K. (2004). Glassex - nowy dodatek poprawiający wybijalność mas ze szkłem wodnym. Archiwum Odlewnictwa. R 4, nr 13.
• [15] Major–Gabryś, K., Dobosz, S.M., Jakubski, J., Stachowicz, M., Nowak, D. (2012). The influence of Glassex additives on properties of mocrowave-hardened and slef hardened moulding sands with water glass. Archives of Foundry Engineering, vol. 12.
• [16] Cava, S., Tebcherani, S.M., Souza, I.A., Pianaro, S.A., Paskocimas, C.A., Longo, E., Varela, J.A. (2007). Structural characterization of chase of Al2O3 nanopowders obtined by polymeric prekursor metod. Materials Chemistry and Physics, no. 103, pp. 394–399.
• [17] Łodziana, Z. (2004). Właściwości tlenku glinu na podstawie obliczeń komputerowych. Rozprawa habilitacyjna, PAN, Kraków.
• [18] Muller, J., Weicker, G., Korschgen, J. (2007).
• [19] Steinhauser, T., Wolff, A. (2007). AWB – Une technologie de noyautage respectuese de l’environnment. Homes & Fonderie. No. 377, pp. 11-15.
• [20] Wolff, A., Steinhauser, T. (2005). Environmentally compatible core ma king with AWB process. Foundry Trade Journal, R.179.
• [21] Stachowicz, M., Granat, K., Nowak, D. (2011). Influence of water-glass grade and quantity on residual strength of microwave-hardened moulding sands. Part 1. Archives of Foundry Engineering, vol. 11, Issue 1, pp. 93-98.
• [22] Chun-xi, Z. (2007). Recent advances in water glass sand technologies. China Foundry, vol. 4. no. 1, pp. 13–17, DOI: 1672-6421(2007)01-013-05.
• [23] Baliński, A., Szolc, M. (1996). Zmiana wybranych układów spoiwo – utwardzacz pod wpływem zastosowania wybranych modyfikatorów, a aspekcie własności wytrzymałościowych mas formierskich i rdzeniowych. Materiały III Konferencji „Zjawiska Powierzchniowe w Procesach Odlewniczych”, PAN, ITM Politechniki Poznańskiej, Kołobrzeg, s. 7–15.
• [24] Baliński, A. (2012). Wpływ modyfikacji chemicznej rozpuszczalnego krzemianu sodu na potencjał Zeta cząstek koloidalnych w układzie żelującym „rozpuszczalny krzemian sodu – utwardzacz estrowy”. Prace Instytutu Odlewnictwa. Zeszyt 3, Tom LII.
• [25] Pazerski, F., Izdebska Szanda, I., Smoluchowska, E. (2008). Badania nad poprawą właściwości i zastosowaniem nowych spoiw nieorganicznych do wykonania ekologicznych mas formierskich i rdzeniowych. Prace Instytutu Odlewnictwa. Tom XLVIII, Zeszyt 2.
• [26] Izdebska-Szanda, I., Baliński, A. (2011). New generation of ecological silicate binders. Engineering Procedia, 10.
• [27] Izdebska-Szanda, I. (2008). Badania korelacji pomiędzy rodzajem i ilością modyfikatora a przemianami wysokotem-peraturowymi i wytrzymałością resztkową mas z udziałem modyfikowanych krzemianów sodu. Prace Instytutu Odlewnictwa. Zeszyt 1, Tom XLVIII, s. 47-62.
• [28] Kmita, A., Hutera, B., Drożyński, D. (2010). Effect of sodium silicate modification on selected properties of loose self-setting sands. Archives of Foundry Engineering, vol. 10 issue 4 pp. 93–96.
• [29] Hutera, B., Stypuła, B., Kmita, A., Nowicki, P. (2011). Modification of water glass with colloidal slurries of metal oxides. Archives of Foundry Engineering, vol. 11 iss. 4 pp. 51–54.
• [30] Kmita, A., Hutera, B. (2012). Influence of modification of water glass on its viscosity and wettability of the sand matrix. Archives of Foundry Engineering, vol. 12 spec. iss. 1 s. 103–106.
• [31] Bobrowski, A., Kmita, A., Starowicz, M., Stypuła, B., Hutera, B. (2012). Effect of magnesium oxide nanoparticles on water glass structure. Archives of Foundry Engineering, vol. 12 iss. 3 s. 9–12.
• [32] Bobrowski, A., Hutera, B., Stypuła, B., Kmita, A., Drożyński, D., Starowicz, M. (2012). FTIR spectroscopy of water glass - the binder moulding modified by ZnO nanoparticles. Metalurgija, vol. 51, no. 4, pp. 477-480.
• [33] Hutera, B., Stypuła, B., Kmita, A., Bobrowski, A., Drożyński, D., Hajos, M. (2012). Effect of metal oxides nanoparticles on the tensile strength properties of foundry moulding sands with water glass. Giessereiforschung; International Foundry Research, vol. 64, no. 3, s. 14–18.
• [34] Fan, Z. (2001). The water glass sand process principle and application. Beijing: China Machine Press.
• [35] Wang, J., Fan, Z., Wang, H., Dong, X., Huang, N. (2007). An improved sodium silicate binder modified by ultra-fine powders materials. China Foundry, vol. 4, no. 1, pp. 26-30.
• [36] Zhang, G., Huang, S. (2002). Application of ultra-fine powders preparation technology and its development. Express Information of Mining Industry, 397(1), pp. 1-3.
• [37] Zhang, L., Liu, Y. (2001). Properties, preparation and application of ultrafine powder. Journal of north China Institute of technology, 22(1), pp. 38-41.
• [38] Wang, L., Zhang, Y. (2013). Influence of additives on modification of sodium silicate and molding sand properties. Advanced Materials Research, vol. 634-638, pp. 2702-2706.
• [39] Odegard, G.M., Clancy, T.C., Gates, T.S. (2005). Modeling of the mechanical properties of nanoparticle/polimer composites. Polymer, no. 46, pp. 553–562, DOI:10.1016/S0266-3538(03)00115-5.
• [40] Stypuła, B., Banaś, J., Habdank-Wojewódzki, T., Krawiec, H., Starowicz, M. (2004). Polish Patent No. P-369 320, Kraków.
• [41] Stypuła, B., Starowicz, M., Hajos, M., Olejnik, E. (2011). Electrochemical synthesis of ZnO nanoparticles during anodic dissolution of zinc in alcohols solvents. Archives of Metallurgy and Materials, 56, 287–292.
• [42] Hutera, B., Kmita, A., Olejnik, E., Tokarski, T. (2013). Synthesis on ZnO nanoparticles by thermal decomposition of basic zinc carbonate. Archives of Metallurgy and Materials, 58, 489–491. Giesserei-Praxis, 5, pp. 192-194.