Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Measurement of Molding Sand Elasticity

Major-Gabryś K., Grabarczyk A., Dobosz S.M., Jakubski J., Morek J., Beňo J.

Journal of Casting & Materials Engineering

|

2018

|

Vol. 2, no. 2

38--44

EN

The progressive mechanization and automation of industrial equipment is the driving force of progress, not only in the field of production but also in the measuring and control equipment. In mold production, the automation of processes such as forming molds and cores along with their assembly has led to increases in serial production, reductions in defects, and the shortening of molding times, among others. Thanks to automation in mold and core departments and the use of all sorts of manipulators, mold production in foundries has gained momentum. Unfortunately, in addition to the mentioned advantages, there are also new challenges as to the quality and properties of the molding and core sands used in highly automated foundries.This article presents recent research on molding sand elasticity. The topic was introduced as an attempt to answer the new needs of highly mechanized foundries. The article discusses a new method of measuring the resistance of molding materials to undergoing mechanical deformation (molding sand elasticity), with an additional analysis of the bending strengths of the tested samples. Precise measurements, test sample preparation, and interpretation of the received results are presented in the article.

2

Impact of Density Degree and Grade of Inorganic Binder on Behavior of Molding Sand at High Temperature

Stachowicz M., Paduchowicz P., Granat K.

Journal of Casting & Materials Engineering

|

2017

|

Vol. 1, no. 3

64--69

EN

This paper discusses the impact of high temperatures (up to 900°C) on molding and core sand with inorganic binders selected from among the group of unmodified grades of hydrated sodium silicate (water-glass). Molding sands with medium quartz sand were made under laboratory conditions and compacted at the different energy inputs necessary for obtaining various apparent densities (ϱ0). Due to the different composition and apparent density of molding mixtures hardened via microwaves at a frequency of 2.45 GHz, it was possible to assess their deformation (L) at a high temperature above the binder’s eutectic temperature. For this purpose, an apparatus for hot distortion tests was used whose construction and equipment allows us to measure the thermoplastic deformations in molding sand in many aspects; i.e., in its time of annealing. The article proposes new possibilities of interpreting the hot distortion phenomena in comparative studies of molding materials and mixtures. The application of this new measurement method revealed the differences between molding mixtures made with five inorganic binders with a molar module ranging from 2.0 to 3.4 and apparent density ranging from 1.34 to 1.57 g/cm3. It was established that distortions under the influence of high temperatures last the longest in molding sand with a binder with the highest molar module (3.4). Research also revealed that the density of molding sand is significant for increasing/decreasing the rate of thermoplastic deformations following the heating of samples only if the molding sand includes binders with a molar module of between 3.0 to 3.4. For molding sand with binders with molar modules from 2.0 to 2.5, it was established that this is excessively susceptible to thermoplastic deformation.

3

An assessment of the effectiveness of physical curing methods of molding sand bonded by binders based on starch and aluminosilicates

Kaczmarska K., Grabowska B., Drożyński D., Kurleto Ż., Szymański Ł.

Metallurgy and Foundry Engineering

|

2015

|

Vol. 41, no. 3

133--141

EN

In this study, the effectiveness of curing methods by conventional heating and innovative microwave curing were compared, based on the results of determining molding sand selected properties such as permeability, tensile strength, and wear resistance. The tested molding sand used for our research was a composition of silica sand with a commercial binder in the form of Albertine F/1 (Hüttenes Albertus). This binder is a mixture of water-swellable starch derivatives and aluminosilicates. Binding in the molding sand occurred via solvent evaporation from the samples (water).The obtained results showed a dependence of molding sand properties and selected methods of physical cure, especially after one and four hours of cured-sample storage. However, after 24 hours of sample storage (as apparent from the analysis of the obtained results), both curing methods used were almost equally effective, and marked differences in the molding sand properties were located in the range of measurement uncertainty. Using electromagnetic waves in the microwave range made it possible to significantly reduce the time of curing as well as the energy consumption of the drying process.

PL

W niniejszej pracy na podstawie wybranych właściwości (przepuszczalności, ścieralności i wytrzymałości na rozciąganie w stanie utwardzonym) porównano efektywność metod utwardzania przez konwencjonalne nagrzewanie oraz innowacyjnej metody utwardzania mikrofalowego mas formierskich z komercyjnym spoiwem skrobiowym w postaci produktu Albertine F/1 (Hüttenes Albertus). Spoiwo to stanowi mieszaninę pochodnych skrobi z glinokrzemianami pęczniejącą w kontakcie z wodą. Wiązanie w masie zachodzi w wyniku odparowania wody rozpuszczalnikowej. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono wyraźną zależność właściwości mas formierskich od doboru metody fizycznego utwardzania, szczególnie po jednej i czterech godzinach składowania kształtek. Natomiast po 24 h składowania kształtek, jak wynikało z analizy uzyskanych wyników, obie zastosowane metody utwardzania są niemal tak samo skuteczne, a różnice wartości oznaczonych właściwości mas mieściły się w granicy niepewności pomiaru. Dzięki zastosowaniu fal elektromagnetycznych w zakresie mikrofal możliwe było wyraźne skrócenie czasu utwardzania i zredukowanie zapotrzebowania na energię procesu suszenia form.

4

Logistyka transportu strategicznych surowców do przedsiębiorstwa – studium przypadku

Kowalska A., Kowalski P., Sobczyk W., Sobczyk E. J., Noga H.

Logistyka

|

2015

|

nr 4

9238--9244, CD3

PL

Logistyka transportu stanowi bardzo ważny element funkcjonowania przedsiębiorstwa. Efektywne przemieszczanie surowców w procesie produkcyjnym i transporcie gotowych produktów do magazynu wpływa na obniżenie kosztów oferowanego produktu. Odlewy są coraz częściej stosowane w wielu urządzeniach codziennego użytku. Aby wykonać odlew potrzebna jest masa formierska z której wykonuje się formy. W skład masy formierskiej mogą wchodzić różnego rodzaju piaski: kwarcowe, oliwinowe, cyrkonowe lub chromitowe. W zdecydowanej większości w odlewniach używa się piasków kwarcowych ze względu na ich dostępność oraz cenę. W ciągu roku w polskich odlewniach zużywa się około 700 tys. Mg piasku świeżego. Pozostała część pochodzi z regeneracji zużytych mas odlewniczych. Złoża piasków kwarcowych znajdują się na terenie całej Polski, jednak eksploatacja prowadzona jest jedynie na terenie trzech województw. Złoża piasków chromitowych, cyrkonowych oraz oliwinowych nie występują w Polsce i piaski te muszą być sprowadzane z innych krajów. Znaczne odległości kopalni od odlewni wpływają znacząco na koszt transportu surowca, a tym samym na końcową cenę produktu.

EN

Transport logistics represents a very important element for the functioning of the company. The effective movement of raw materials in the production process and transport of finished products to warehouse reduces costs of the offered products. Castings are increasingly being used in many devices of everyday use. To make a cast is needed molding compound which forms follow. The molding may include various types of sands: quartz, olivine, chromite and zircon. In the vast majority of foundries quartz sand used due to their availability and price. During the year, the Polish foundries consumes about 700 thousand. Mg of fresh sand. The remaining part comes from the reclamation of used molding sands. The deposits of quartz sands are located throughout the Polish, but the exploitation is carried out only in three southwestern provinces. The deposits of chromite sands, zircon and olivine are not present in Poland and sands must be imported from other countries. Long distances mine from the foundry significantly affect the cost of transporting raw material, and thus on the final product price.

5

Analiza metod pomiaru wybijalności mas formierskich

Major-Gabryś K., Grabarczyk A., Kaźnica N.

Archives of Foundry Engineering

|

2014

|

Vol. 14, iss. 3 spec.

35--40

PL

Potrzeba uzyskiwania wysokiej jakości odlewów wymusza podejmowanie prac badawczych dla otrzymania mas formierskich i rdzeniowych zapewniających uzyskanie tworzyw o odpowiednich parametrach technologicznych, jednocześnie spełniających wysokie wymogi ochrony środowiska. Przyjaznymi dla środowiska są masy ze spoiwami nieorganicznymi, jednak jedną z ich podstawowych wad jest zła wybijalność. W artykule zostały przedstawione najczęściej stosowane metody pomiaru wybijalności mas formierskich i rdzeniowych. Autorzy zaproponowali nową metodę oceny wybijalności opierającą się na pomiarze ekspansji wysokotemperaturowej. Przedstawiono ocenę wybijalności mas z uwodnionym krzemianem sodu modyfikowanym dodatkiem nanocząstek Al2O3 w oparciu o ekspansje wysokotemperaturową oraz pomiar wytrzymałości końcowej na ściskanie Rctk. Autorzy udowodnili, że ekspansja wysokotemperaturowa stanowić może kryterium oceny wybijalności mas formierskich.

EN

The necessity of receiving high quality castings forces undertaking research to elaborate moulding and core sands ensuring obtaining the materials with relevant technological parameters and also with high environmental standards. Environmental friendly are moulding sands with inorganic binders. Unfortunately, their fundamental disadvantages are weak knock-out properties. The article presents the most commonly used methods of measuring the knock-out properties of moulding and core sands. The authors propose a new method for estimation this parameter of moulding sands with hydrated sodium silicate modified with nanoparticles of Al2O3. The method is based on the measurement of high-temperature expansion. There are shown moulding sands’ knock-out properties estimated according to high-temperature expansion measurement and according to retained strength Rc tk measurement. Authors proved that high-temperature expansion may be the standard of moulding sands’ knock-out properties estimation.

6

Biodegradation of new polymer foundry binders composition of poly(acrylic acid)/dextrin

Grabowska B., Bulwan M., Zapotoczny S., Grabowski G.

Polimery

|

2012

|

T. 57, nr 7-8

529-534

EN

Investigations were carried out focusing on novel polymeric binders and their susceptibility to biodegradation. As an example a water-soluble composition of poly(acrylic acid)/dextrin is presented. Determination of the total oxygen demand for biodegradation has been accomplished under laboratory conditions, in accordance with the static water test system (the Zahn-Wellens method). In that system the mixture in which the biodegradation takes place contains activated sludge as the inorganic nutrient and the investigated polymeric composition designed to be the exclusive source of carbon and energy. The progressively increasing biodegradation has been tested by means of the chemical oxygen demand and by the simultaneously determined degree of biodegradation Rt. These investigations have proven the poly(acrylic acid)/dextrin composition to be a material fully biodegradable in water. This statement is justified by degree of biodegradation Rt = 65 % which occurred on the 28th day of testing. At the same time a separate sample of the crosslinked polymeric composition was tested on the biodegradation resulting from storing the sample for over 6 months in garden soil. During that time several analyses were performed by means of the Raman spectroscopy, optical microscopy and atomic force microscopy (AFM). The intention was to study structural changes on surfaces resulting from the degradation.

PL

Przedstawiono badania biodegradacji nowego polimerowego spoiwa odlewniczego — wodorozpuszczalnej kompozycji poli(kwas akrylowy)/dekstryna. Degradację prowadzono w środowisku wodnym lub w glebie. Oznaczenie całkowitej tlenowej biodegradacji w środowisku wodnym wykonano w warunkach laboratoryjnych, zgodnie ze statycznym wodnym systemem testowym metodą Zahna-Wellensa. Poddana biorozkładowi mieszanina zawierała pożywkę nieorganiczną, osad czynny oraz kompozycję polimerową, stanowiącą jedyne źródło węgla i energii. Postęp biorozkładu próbki w środowisku wodnym oceniano na podstawie wartości chemicznego zapotrzebowania tlenu (ChZT) oraz stopnia biodegradacji (Rt), mierzonych w przygotowanych mieszaninach w trakcie trwania testu. Przeprowadzone badania wykazały, że kompozycja poli(kwas akrylowy)/dekstryna jest materiałem w pełni biodegradowalnym w środowisku wodnym. Wyznaczony w ostatnim, 28 dniu trwania testu stopnień biodegradacji (Rt) osiągnął poziom 65 %, co wg przyjętych norm oznacza, iż badaną kompozycję polimerową można uznać za w pełni biodegradowalną. Próbki usieciowanej kompozycji polimerowej poddawano, trwającej 6 miesięcy biodegradacji w glebie ogrodowej. Zmiany powierzchniowe oraz strukturalne wynikające z rozkładu próbki analizowano metodą spektroskopii Ramana oraz mikroskopii AFM i mikroskopii optycznej.

7

Thermal analysis of a sodium salt of the maleic acid-acrylic acid copolymer used as a polymeric binder

Grabowska B., Holtzer M., Eichholz M., Hodor K., Bobrowski A.

Polimery

|

2011

|

T. 56, nr 2

151-155

EN

Samples of sodium salt of the maleic acid-acrylic acid copolymer used as a binding agent in molding sands were investigated. Methods of thermal analysis (DTG, TG, DSC) were applied to assess the thermal stability of the investigated polymer sample by estimation of temperature and thermal effects of transformations occurring during its heating. Examinations were performed at the temperature range -100-1000 °C. It was found that the total degradation process starts at the temperature about 400 °C. In addition, the analysis of volatile decomposition products was carried out by means of the Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) and the thermogravimetric (TG) method coupled "on-line" with the mass spectrometry (MS) method. At the temperature range 300-400 °C the signals for small molecular masses were found, which indicates that the degradation process and the fragmentation of polymer chains occurred as well as small particles were formed (molecular weight: 15-55), including, first of all, H2O and CO2. Probably during the degradation radicals are also formed, which is indicated by the MS signals.

PL

Analizie termicznej poddano próbki soli sodowej kopolimeru kwas maleinowy-kwas akrylowy stosowanej jako spoiwa w masach odlewniczych. W celu określenia stabilności termicznej badanej próbki polimeru zastosowano metody analizy termicznej (DTG, TG, DSC) i wyznaczono wartości temperatury i efekty cieplne przemian zachodzących podczas ogrzewania. Badania prowadzono w zakresie temperatury -100-1000 °C. Stwierdzono, że pełny proces degradacji rozpoczyna się od temperatury ok. 400 °C. Dodatkowo za pomocą spektroskopii w podczerwieni z transformacją Fouriera (FT-IR) oraz metody termograwimetrycznej (TG) sprzężonej "on-line" ze spektrometrią masową (MS) przeprowadzono analizę lotnych produktów rozkładu. W temperaturze z zakresu 300-400 °C zaobserwowano sygnały odpowiadające małym ciężarom cząsteczkowym, co świadczy o zachodzeniu procesu degradacji, fragmentaryzacji łańcuchów polimerowych i tworzeniu się małocząsteczkowych związków (ciężary cząsteczkowe 15-55), w tym przede wszystkim H2O i CO2. Podczas degradacji prawdopodobnie powstają również rodniki alkilowe, na co wskazują sygnały MS.

8

Zastosowanie metod spektroskopowych

Grabowska B., Holtzer M.

Polimery

|

2008

|

T. 53, nr 7-8

531-536

PL

Metodami spektroskopii w podczerwieni (FT-IR) i Ramana zbadano przebieg procesu sieciowania poli(akrylanu sodu) (PAS) użytego w charakterze spoiwa mas odlewniczych z osnową stanowiącą piasek oliwinowy. Utwardzanie prowadzono trzema metodami: klasycznie za pomocą układu Ca(OH)2+CO2 oraz w sposób nowatorski, wykorzystując promieniowanie elektromagnetyczne - mikrofalowe bądź UV. Na podstawie analizy uzyskanych widm stwierdzono, że rodzaj zastosowanego czynnika sieciującego PAS wywiera istotny wpływ na przebieg reakcji. Mianowicie, układ Ca(OH)2+CO2 powoduje utworzenie wiązań jonowych, podczas gdy promieniowanie mikrofalowe prowadzi do powstawania wiązań kowalencyjnych z udziałem grup silanolowych warstwy wierzchniej osnowy. W przypadku utwardzania promieniowaniem UV, wskutek reakcji powstających w polimerze aktywnych rodnikowo, tworzy się produkt o skomplikowanej usieciowanej strukturze. Oceniono też wytrzymałość na ściskanie (Rcu) mas odlewniczych utwardzonych wymienionymi sposobami. Próbki utwardzone mikrofalami charakteryzują się największą wartością Rcu.

EN

The course of the crosslinking process of poly(sodium acrylate) (PAS), used as a binder for molding sands made of olivine sand as a matrix, was studied with use of FT-IR and Raman spectroscopic methods. Three methods of hardening were applied: classical, with use of Ca(OH)2+CO2 system, and in more innovative way by microwave or UV radiation. It was found, on the basis of analysis of spectra obtained (Fig. 1-6), that the PAS crosslinking agent significantly influenced the reaction course. Namely, the Ca(OH)2+CO2 system caused ionic bonds' formation while microwave radiation led to formation of covalent bonds with part of silanolic groups of matrix surface layer. In case of hardening by UV radiation, the product of complicated crosslinked structure occurs because of the reactions of active radicals formed in the polymer. Compressive strength (Rcu) of molding sands hardened with the methods mentioned above has been evaluated (Fig. 7). The samples hardened with microwaves showed the highest values of Rcu.

9

Application of microwave energy for curing of molding sands containing oil binders

Stachowicz M., Granat K., Pigiel M.

Archives of Foundry Engineering

|

2008

|

Vol. 8, iss. 2

129-132

EN

This works presents the results of studies concerning possibility of application of microwave heating in the curing process of molding sands containing oil binders. Molding sands prepared with three kinds of binders, that is oils C, DL and Retanol, have been subject to experiments. The sands have been dried with two methods: in a microwave chamber of 750W power and, for comparison, with classical method at the temperature of 200°C for 120 minutes. Tensile and bending strength of the samples have been determined after cooling down. It has been found that microwave drying in the low-power device used for experiments is effective only in case of molding sand prepared with addition of DL binder. The temperature of heated, even up to 32 minutes in a microwave chamber, blocks prepared from the remaining two masses, was insufficient to initiate binding process. The undertaken attempts of binder modification and introduction of additives intensifying microwave heating process allowed for achievement of satisfactory results. It has been found that power of the heating device is the main factor determining efficiency of microwave curing of molding sands containing oil binders. An additional experiment has been conducted on a laboratory workstation allowing for microwave heating of small mass samples with a high output power of magnetron concentrated in a small substrate volume. It has been observed that microwave drying process of molding sands was of dynamic character over a short period of time, not exceeding 120 seconds, thus assuring efficient curing of the sands containing the used oil binders. Therefore, application of devices of properly high microwave output power allows for efficient drying of oil molding sands, while simultaneously assuring the possibility to reduce time and energy consumption necessary for production of foundry cores of proper functional characteristics.

10

Zastosowanie promieniowania mikrofalowego do sieciowania układu poli(akrylan sodu)/żel krzemionkowy stosowanego jako spoiwo w masach odlewniczych

Grabowska B., Holtzer M.

Polimery

|

2007

|

T. 52, nr 11-12

841-847

PL

Udowodniono doświadczalnie, że promieniowanie mikrofalowe powoduje usieciowanie układu poliakrylan sodu (PAS)/żel krzemionkowy, potraktowanego w referowanej pracy jako modelowa masa formierska typu poliakrylan (spoiwo polimerowe)/piasek kwarcowy (sypka osnowa). Wyniki analizy spektroskopowej metodami FT-IR i Ramana posłużyły jako podstawa do zaproponowania mechanizmu badanego procesu sieciowania, zgodnie z którym istotną rolę odgrywa aktywowana mikrofalami adsorpcja chemiczna. Prowadzi ona w następstwie do powstawania silnych wiązań wodorowych bądź kowalencyjnych [typu bezwodnikowego lub -C(O)-O-Si] PAS-krzemionka. Sprzyja to polepszeniu właściwości wytrzymałościowych w porównaniu z właściwościami mas formierskich utwardzanych w sposób tradycyjny za pomocą Ca(OH)2 i CO2. Dodatkową zaletę opisanego sposobu utwardzania z zastosowaniem mikrofal stanowi krótki czas (90s) i stosunkowo niska temperatura (150°C) tego procesu.

EN

It was proved experimentally that microwave radiation caused crosslinking of sodium polyacrylate (PAS) / silica gel system, treated in this work as a model molding sand of the type polyacrylate (polymeric binder) / quartz sand (loose matrix). The results of Raman and FT-IR spectroscopic measurements are the base of proposed mechanism of the crosslinking process investigated. According to it, chemical adsorption activated with microwaves plays a significant role. The chemical adsorption leads to formation of strong hydrogen bonds [see equation (1)] or covalent ones [of anhydride type or -C (O)-O-Si, see equations (2) and (3)] PAS - silica. It favors an improvement in tensile properties in comparison with the properties of molding sands hardened traditionally with Ca(OH)2 and CO2. Additional advantages of the hardening method described, with use of microwaves, are short time (90s) and relatively low temperature (150°C) of the process.

11

Odświeżanie mas formierskich z mieszankami bentonitowymi

Tomczyński S., Mitko M.

Archiwum Odlewnictwa

|

2004

|

R. 4, nr 11/2

270--275

PL

W referacie przedstawiono wyniki badań masy obiegowej w Odlewni Żeliwa ZETKAMA oraz badań laboratoryjnych parametrów mas formierskich poddanych działaniu wysokich temperatur. Masy doświadczalne sporządzano z zastosowaniem trzech gatunków mieszanek bentonitowych. Stwierdzono zanik własności wiążących lepiszcza w wysokich temperaturach spowodowany szamotyzacją bentonitu. Wykazano korzystne własności mieszanki bentonitowo-kormixowej produkcji ZGM ,,Zębiec".

EN

The paper presents the results of examination of circulating molding sand at ZETKAMA Cast Iron Foundry and the results of the laboratory examination of the parameters of molding sands subjected to the high temperature influence. The experimental sands have been prepared using three types of bentonite mixes. The loss of binding properties has been observed in high temperatures due to calcination process. Advantageous properties of the bentonite-kormix mix produced by ZGM ,,Zębiec" have been stated.