Badania wstępne utwardzanych mikrofalowo połączeń wykonanych z klejów sporządzonych na bazie uwodnionego krzemianu sodu i piasku kwarcowego

W pracy podjęto próbę wyjaśnienia zjawisk towarzyszących powstawaniu i niszczeniu połączeń klejonych elementów form i rdzeni, w których jako kleje zastosowano mieszaninę niemodyfikowanego uwodnionego krzemianu sodu o module molowym 2,9 (SiO₂/Na₂O) i nośnika, którym był bardzo drobny piasek kwarcowy. Mieszaniny sporządzanych klejów wykonano według własnych propozycji składu i opisów patentowych. Na podstawie dostępnych danych literaturowych opracowano metodykę wytwarzania i badania wytrzymałości na rozciąganie połączeń klejonych z użyciem dzielonych kształtek ósemkowych typu dog-bone. Przeznaczone do klejenia połówki kształtek ósemkowych typu dog-bone wykonano z utwardzonej mikrofalowo kwarcowej masy z uwodnionym krzemianem sodu o module molowym 2,5 (SiO₂/Na₂O). Do utwardzenia klejonych połączeń również zastosowano metodę nagrzewania falą elektromagnetyczną o częstotliwości 2,45 GHz. Wyniki badań zrywania sklejonych połówek kształtek typu dog-bone, w ich najmniejszym przekroju, odniesiono do prób wytrzymałości standardowych kształtek ósemkowych oraz do połączeń klejonych znanych z opisów patentowych. Wyniki badań obciążeń krytycznych połączeń klejonych uzupełniono obserwacjami SEM po próbach rozciągania. Na podstawie przeprowadzonych badań ustalono, że wytrzymałość takich połączeń przewyższa wytrzymałość masy formierskiej, a destrukcja sklejonych kształtek ósemkowych odbywa się w strefach przy powierzchniach, na które naniesiono sporządzone nieorganiczne kleje.

In this paper an attempt was made to explain the phenomena accompanying the formation and destruction of bonded elements of moulds and cores in which a mixture of unmodified hydrated sodium silicate with a molar module of 2.9 (SiO₂/Na₂O) and a carrier – very fine quartz sand – was used as adhesives. Mixtures of prepared adhesives were made according to own compositional proposals and patent descriptions. On the basis of available literature data, the methodology of production and tensile strength testing of bonded joints with the use of divided octagonal dog-bone shapes was worked out. Dog-bone shaped pieces intended for binding were made of microwave-cured quartz sand with hydrated sodium silicate of molar module 2.5 (SiO₂/Na₂O). For the curing of bonded joints the electromagnetic wave heating method of 2.45 GHz was also applied. The results of tearing off the bonded halves of dog-bone shaped pieces in their smallest cross-section were related to the tensile strength tests of standard octagonal shaped pieces and to bonded joints known from patent descriptions. The results of critical loads of bonded joints were supplemented with SEM observations after tensile tests. On the basis of the conducted tests it was found that the tensile strength of such joints exceeds the tensile strength of the moulding sand, and the destruction of the bonded octagonal shapes takes place in areas near the surfaces on which inorganic adhesives were applied.