Анализ методов улучшения жидкостекольных смесей
Реферат - Психология
Другие рефераты по предмету Психология
м газом. Это, по-видимому, является причиной меньшей величины второго максимума в образцах, продутых CO, так как условия образования расплава из отдельных составляющих в тонкой пленке связующего не могут считаться благоприятными. Подтверждением такого предположения являются опыты (рис. 7), проведенные при заливке стержней сталью 30Л. Они подтвердили общую
Рис. 6. Диаграмма состояния системы NaO SiO.
закономерность ярко выраженный максимум работы, затраченной на выбивку стержней, прогретых до температуры примерно 800С.
Рис. 7.Работа, затраченная на выбивку из отливок стержней:
1высушенных при 200 C;
2 продутых CO.
Вследствие значительного воздействия на стержень тепла залитого металла, малой теплопроводности смеси и очень медленного охлаждения стержней процессы образования жидкой фазы в пленках связующего материала в данном случае протекают более полно, чем при испытаниях образцов. Поэтому в смесях, продутых CO, при этом полностью осуществляется процесс образования жидкой фазы, вследствие чего наблюдается почти одинаковый ход кривых, характеризующих работу, затраченную на выбивку стержней, высушенных и продутых CO.
Таким образом, при нагреве смесей до 800C образуется жидкий расплав, который энергично взаимодействует с кварцевым песком, растворяя последний, в результате чего четко выраженная граница раздела пленки и зерна стирается и образуется сплошной монолит, обладающий большой прочностью. В этих условиях появляется второй максимум, резко затрудняющий выбивку стержней из отливок.
Рассмотрим причины снижения величины A при нагреве смесей до более высоких температур и условия образования второго минимума.
При нагреве смесей до температур, превышающих 800 C, взаимодействие силикатного расплава с кремнеземом песка усиливается. Как известно, скорость диффузии возрастает по мере повышения температуры и уменьшения вязкости среды. Поэтому при высоких температурах диффузия SiO от поверхности растворения в расплав значительно возрастает и в целом процесс растворения кремнезема в силикатном расплаве ускоряется. В результате растворения содержание SiO в расплаве непрерывно увеличивается вплоть до предела растворимости при данной температуре согласно диаграмме состояния NaOSiO. После достижения предела растворимости этот процесс прекращается.
При охлаждении образца из образовавшегося расплава начинают выпадать избыточные кристаллы сначала тридимита, а при температурах ниже 870 C кварца. Выпавшие твердые кристаллы в затвердевшем расплаве играют роль инородных включений надрезов, нарушающих сплошность пленок и концентрирующих напряжения, возникающие при охлаждении образца до комнатной температуры.
Наконец, следует учесть, что чем энергичнее идет процесс растворения SiO в расплаве, тем меньше становится относительное содержание в нем NaO.
Эти факторы являются основной причиной уменьшения работы, затрачиваемой на выбивку образцов при их предварительном нагреве до температур, превышающих 800 С. Естественно, что чем выше температура нагрева расплава, тем быстрее происходит растворение кремнезема и тем больше растворимость в расплаве. Следовательно, при охлаждении с более высоких температур расплав будет содержать относительно большее количество твердых инородных включений и сплошность силикатной пленки будет в большей степени нарушена, что будет приводить к дальнейшему уменьшению величины А.
Таким образом, после полного охлаждения пленка, склеившая зерна кварцевого песка, будет иметь не первоначальный состав, соответствующий, например, точке a на диаграмме состояния (рис. 6), а состав, в зависимости от температуры нагрева соответствующий, например, точкам б, в или г. С другой стороны, если образцы, один раз нагретые до 1200 C (точка б), вновь нагревать до 800, 1000 и 1200 C, то состав пленки останется неизменным. Следовательно, работа, затрачиваемая на выбивку вторично нагреваемых образцов, будет примерно одинаковой при всех температурах вплоть до 1200 C. Однако величина A должна быть ниже, чем при первом нагреве до 1200 C, так как при вторичных нагреве и охлаждении увеличиваются напряжения за счет модифицированных изменений кварца и возникающих термических напряжений. Подтверждение находим в опытах, приведенных на рис. 8.
Справедливость последней гипотезы подтверждается также опытами, при которых в качестве наполнителя вместо кварцевого песка был взят цирконовый. В этом случае не только не было обнаружено уменьшения прочности после
достижения температуры второго максимума, но, наоборот, при нагреве до более высоких температур (1400 С) прочность непрерывно возрастала.
Рис. 8. Работа, затраченная на
выбивку образцов из
смеси на жидком стекле:
1 предварительно высушенных
при 200 C;
2 предварительно прокаленных при 120 С.
Одним из главных вопросов, имеющих основное значение для практического улучшения выбиваемости смесей, является максимальное расширение интервала первого минимума работы, затрачиваемой на выбивку стержней.
Выбором более сложных, например тройных систем с определенным соотношением компонентов, можно получить необходимую заданную температуру образования второго максимума.
Обратимся к д?/p>