Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2024
Идентификатор DOI: 10.17073/1997-308X-2024-5-66-74
Ключевые слова: Self-drying coating, graphite-containing sludge, cast iron, Burn-on, density, viscosity, thickness of the coating layer, depth of the penetrating layer, abrasion resistance, Самовысыхающее покрытие, графитсодержащий шлам, чугун, пригар, плотность, вязкость, толщина покровного слоя, глубина проникающего слоя, прочность к истиранию
Аннотация: Modern technologies must meet the criteria of sustainable development, taking into account economic, environmental, and social indicators. In this study, the potential use of graphite-containing sludge from the gas purification aspiration system during cryptocrystalline graphite production was investigated for its inclusion in composite anti-burn coatings for cast iron casting. The graphite-containing sludge consists of carbon, sulfur, sodium, aluminum, and silicon, with a phase composition that includes graphite, calcite, pyrite, quartz, halite, and others. The sludge is a dispersed material with an average particle size of 3.64 µm, a total surface area of 36,506 cm2/cm3, and a main fraction size of 1-8 µm. Sludge particles exhibit various shapes, ranging from irregular to isometric. Larger isometric particles can reach sizes of 1 mm or more. On the surfaces of larger particles, smaller dispersed particles are present. The structural parameters of the sludge correspond to those of hexagonal graphite. The analysis of the composition and properties of graphite-containing sludge suggests its suitability for use in composite anti-burn coating formulations. However, due to the presence of large graphite aggregates and acicular impurities in the sludge, sieving is required before use. Complete replacement of natural graphite with sludge increases the coating density from 1220 to 1750 kg/m3, viscosity from 34 to 105 s, and abrasion resistance from 175 to 245 g/mm. Due to its high dispersity, the sludge-based coating nearly completely penetrates the pores of the sand-resin mixture mold without forming a cover layer. This does not ensure consistent reduction of burn-on defects on casting surfaces. Therefore, the full substitution of graphite with graphite-containing sludge in composite coating formulations is not recommended. Современные технологии должны соответствовать критериям устойчивого развития, учитывающим экономические, экологические и социальные показатели. Поэтому в работе исследовали возможность вовлечения графитсодержащего шлама из аспирационной системы очистки газов при производстве скрытокристаллического графита в состав компози-ционных противопригарных покрытий для чугунного литья. Графитсодержащий шлам представлен углеродом, серой, натрием, алюминием и кремнием, фазовый состав - графитом, кальцитом, пиритом, кварцем, галитом и др. Шлам - дисперсный материал со средним размером частиц 3,64 мкм, общей поверхностью 36 506 см2/см3 и основной фракцией 1-8 мкм. Для частиц шлама характерны различные формы - от неправильных до изометрических. Размеры крупных частиц изометрической формы могут достигать 1 мм и более. На поверхности крупных частиц присутствуют более мелкие дисперсные частицы. Параметры структуры шлама соответствуют параметрам гексагональной формы графита. Анализ состава и свойств графитсодержащего шлама позволяет рекомендовать его применение в составах композиционных противопригарных покрытий. Однако из-за наличия в составе шлама крупных агрегатов графита и примесей игольчатого характера его перед использованием необходимо просеивать. Полная замена природного графита на шлам позволяет повысить плотность покрытия с 1220 до 1750 кг/м3, вязкость - с 34 до 105 с и прочность к истиранию - с 175 до 245 г/мм. Из-за высокой дисперсности покрытие на основе шлама практически полностью проникает в поры формы из песчано-смоляной смеси, не образуя при этом покровного слоя. Это не обеспечивает стабильного снижения пригара на поверхности отливок. Поэтому полная замена графита на графитсодержащий шлам в составах композиционных покрытий не рекомендуется.
Журнал: Известия высших учебных заведений. Порошковая металлургия и функциональные покрытия
Выпуск журнала: Т. 18, № 5
Номера страниц: 66-74
ISSN журнала: 1997308X
Место издания: Москва
Издатель: Национальный исследовательский технологический университет "МИСИС"