The paper describes preliminary examinations on establishing usefulness criteria of foundry tooling materials in the microwave heating technology. Presented are measurement results of permittivity and loss tangent that determine behaviour of the materials in electromagnetic field. The measurements were carried-out in a waveguide resonant cavity that permits precise determination the above-mentioned parameters by perturbation technique. Examined were five different materials designed for use in foundry tooling. Determined was the loss factor that permits evaluating usefulness of materials in microwave heating technology. It was demonstrated that the selected plastics meet the basic criterion that is transparency for electromagnetic radiation.Keywords: microwaves, permittivity, loss tangent, loss factor, foundry tooling W pracy podjęto wstępne badania nad ustaleniem kryteriów oceny przydatności materiałów do budowy oprzyrządowania odlewniczego, przewidzianego do zastosowania w technologii nagrzewania mikrofalowego. Przedstawiono wyniki pomiarów przenikalności elektrycznej oraz tangensa kąta stratności, które określają zachowanie materiałów w polu elektromagnetycznym. Pomiary przeprowadzono na stanowisku falowodowej wnęki rezonansowej, która umożliwia precyzyjne wyznaczenie metodą perturbacyjną wymienionych parametrów. Badaniom poddano pięć różnych materiałów przewidzianych do zastosowania w budowie oprzyrządowania odlewniczego. Określono współczynnik stratności, który pozwala, na ocenę przydatności materiałów w technologii nagrzewania mikrofalowego. Wykazano, że wybrane tworzywa sztuczne spełniają podstawowe kryterium, jakim jest transparentność dla promieniowania elektromagnetycznego.
The paper presents a research on abrasion resistance of selected construction materials designed for foundry tooling applied in the innovative microwave heating process of moulding and core sands. One of the main selection criteria of the materials for foundry tooling, in particular for models, moulding boards, moulding boxes and core boxes, is their good abrasive wear resistance. Usability of the selected polymeric materials, designed for foundry tooling used in electromagnetic field, is decided also by other evaluation criteria determined in the examinations, like thermal resistance and electrical properties. Abrasion resistance of the selected materials was determined for three grades of the moulding sand matrixes. Combined analysis of the determined abrasion resistance, considering also electrical properties and thermal resistance of the foundry tooling materials, characterising their usability for microwave heating of moulding and core sands, will make possible their systemising with respect to effectiveness and efficiency of the heating process, taking under consideration durability of such foundry tooling to be used in industrial conditions.Keywords: innovative foundry technologies, microwaves, abrasive wear resistance, foundry tooling W pracy zaprezentowano wyniki badań odporności na ścieranie wybranych materiałów konstrukcyjnych przeznaczonych do budowy oprzyrządowania odlewniczego przewidywanego do zastosowania w innowacyjnym procesie nagrzewania mikrofalowego mas formierskich i rdzeniowych. Jednym z głównych kryteriów doboru materiałów na elementy oprzyrządowania odlewniczego, w szczególności: modele, płyty podmodelowe, skrzynki formierskie i rdzennice, jest ich dobra odporność na zużycie ścierne. O przydatności wybranych materiałów polimerowych, przewidzianych do budowy oprzyrządowania stosowanego w polu elektromagnetycznym, decydują również, określone w badaniach, inne kryteria oceny, do których należą: odporność termiczna oraz właściwości elektryczne. Badania odporności na zużycie ścierne, wybranych materiałów oprzyrządowania, określono dla trzech różnych gatunków osnowy mas (ścierniwa). Analiza wyników oznaczenia odporności na ścieranie, powiązana z właściwościami elektrycznymi oraz odpornością termiczną materiałów oprzyrządowania, charakteryzujących ich przydatność w mikrofalowym nagrzewaniu mas formierskich i rdzeniowych, umożliwi ich usystematyzowanie pod względem skuteczności i efektywności procesu nagrzewania z jednoczesnym uwzględnieniem trwałości takiego oprzyrządowania odlewniczego dla zastosowania w warunkach przemysłowych.
The paper presents the results of basic research on the influence of the properties of sand grains on electrical properties of water glass moulding sands. It shows electrical properties of the main component – sand grains, crucial to the kinetics of moulding sands heating, such as permittivity εr and loss factor tgδ. Measurements were carried out with the use of the perturbation method for silica, chromite and olivine sands of different mineral, chemical composition and particle size distribution, as well as for moulding sands with water glass grade 145. Analysis of the results of measurements of electrical properties shows that all moulding sands are characterized by a similar permittivity εr and loss factor tgδ. It was found that the electrical properties and the quantity and quality of other components may have a decisive influence on the effectiveness and efficiency of the microwave heating of moulding sands with sand grains. In determining the ability to efficiently absorb the microwave radiation for mixtures which moulding sands are, the impact of all components influencing their individual technological parameters should be taken into account.
In the paper presented are results of a research on influence of electrical and physico-chemical properties of materials being parts of multicomponent and multimaterial systems used in foundry practice on efficiency and effectiveness of microwave heating. Effectiveness of the process was evaluated on the grounds of analysis of interaction between selected parameters of permittivity and loss factor, as well as collective index of energy absorbed, reflected and transmitted by these materials. In the examinations used was a stand of waveguide resonance cavity for determining electrical properties and a stand of microwave slot line for determining balance of microwave power emitted into selected materials. The examinations have brought closer the possibility of forecasting the behaviour of multimaterial systems like e.g. model, moulding sand or moulding box in microwave field on the grounds of various electrical and physico-chemical properties. On the grounds of analysis of the results, possible was selecting a group of materials designed for building foundry instrumentation to be effectively used in electromagnetic field.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.