ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ ГРАНУЛОМЕТРИЧНОГО СКЛАДУ НАПОВНЮВАЧА НА ТЕХНОЛОГІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ФОРМУВАЛЬНИХ ТА СТРИЖНЬОВИХ СУМІШЕЙ
Authors: Клименко В.А. , Шейко О.І. , Левіцька Т.О. 
Published: November 2024

Склади формувальних і стрижневих сумішей, які широко використовуються у ливарному виробництві, більш ніж на 90% складається з наповнювача – кварцового піску. Оскільки у якості наповнювача використовують інертні до сплавів, що заливаються в ливарну форму, матеріали, то найбільший вплив на технологічні властивості формувальних сумішей надає його гранулометричний склад.Проведеними дослідженнями встановлено що, гранулометричний склад наповнювача в першу чергу впливає на міцність і газопроникність формувальних і стрижневих сумішей та шорсткість поверхні форми. Причому, підвищення газопроникності суміші, як правило, знижує її міцність і підвищує шорсткість поверхні форми. Досягти необхідного оптимального співвідношення технологічних властивостей сумішей часом буває досить важко, що приводить до необхідності ускладнювати склади формувальних сумішей та використовувати додаткові технологічні операції.З метою підвищення якості виливків, у світовій практиці останнім часом приділяється велика увага підготовці вихідних формувальних матеріалів, зокрема, наповнювачів формувальних сумішей. У зв'язку із цим виникла не тільки необхідність, але й можливість використання для приготування формувальних сумішей наповнювачів конкретно заданого гранулометричного складу [1].Аналіз попередніх результатів при дослідженні впливу гранулометричного складу пластичних формувальних і стрижневих сумішей показав, що зерна наповнювача в об‘ємі ущільненої суміші розташовуються у вигляді п'яти правильних тіл Платона: тетраедра, куба, октаедра, ікосаедра й додекаедра. Технологічні властивості сумішей змінюються залежно від кількості тієї або іншої з п'яти просторових фігур розташування зерен наповнювача в загальному об‘ємі. У свою чергу, кількість тієї або іншої просторової фігури в об‘ємі суміші залежить від співвідношення фракцій різної величини в складі наповнювача [2…4].З метою подальшого вивчення впливу гранулометричного складу наповнювача на технологічні властивості пластичних формувальних і стрижневих сумішей був складений план активного експерименту. Тому, що оптимальна область варіювання складу сумішей апріорі відома, завданням даної роботи є дослідження технологічних властивостей в середині області. Для дослідження та встановлення просторового розташування зерен наповнювача в об‘ємі піщано-глинистої формувальної суміші при досягненні нею оптимальних технологічних властивостей та з метою опрацювання рекомендацій для попередньої підготовки формувальних пісків, був побудований план експерименту на основі ЛПt- послідовностей (табл. 1) [3]. Таблиця 1 – План проведення досліджень з оптимізації гранулометричного складу наповнювача пластичної формувальної сумішіПлан проведення досліджень передбачає зміну кожного незалежного фактора на трьох рівнях з метою можливості отримання рівняння регресії другого степеня за кожною змінною.Це дозволить виявити не тільки напрямок зміни відгуку, а й характер цієї зміни.В якості основних параметрів оптимізації обрано характеристики міцності, газопроникності, обсипаємості, щільності та поруватості формувальної суміші у вологому та сухому стані. За результатами експерименту передбачається побудувати математичні моделі та провести багатокритеріальну оптимізацію, що дозволить визначити зміну властивостей об‘єкту дослідження у багатовимірному просторі.