флагман современной отечественной индустрии Фрикционных и Фильтровальных Материалов

Формовочный песок

Основными источниками получения формовочных песков являются морские побережья, реки, озера, пустыни и зернистые элементы горных пород.

Формовочные пески можно разделить в основном на два типа, а именно натуральные или синтетические.

Природные формовочные пески содержат достаточное количество связующего материала. В то время как синтетические формовочные пески получают искусственным путем с использованием основных компонентов для формования песка (85-91% кварцевого песка, 6-11% связующего, 2-8% воды или влажности) и других добавок в надлежащей пропорции по весу при идеальном перемешивании и перемешивании на подходящем оборудовании.

  1. Состав формовочного песка

Основными составляющими формовочного песка являются кварцевый песок, связующее, содержание влаги и добавки.

1.1 Кварцевый песок

Кварцевый песок в виде гранулированного кварца является основным компонентом формовочного песка, обладающего достаточной огнеупорностью, которая может придать прочность, стабильность и проницаемость формовочному и стержневому песку. Но наряду с кремнеземом в качестве примесей присутствуют небольшие количества оксида железа, оксида алюминия, известняка (CaCO 3), магнезии, соды и поташа. Химический состав кварцевого песка дает представление о присутствующих примесях, таких как известь, магнезия, щелочи и т. Д. Присутствие чрезмерного количества оксида железа, оксидов щелочей и извести может значительно снизить температуру плавления, что нежелательно. Кварцевый песок может быть определен в зависимости от размера песчинок и формы (угловой, подугловой и округлой) песка.

1.2 Связующее

Связующими могут быть как неорганические, так и органические вещества. Связующими веществами, входящими в неорганическую группу, являются глина, силикат натрия, портландцемент и др. В литейном цехе глина действует как связующее вещество, которым может быть каолинит, шаровая глина, огнеупорная глина, лимонит, земля Фуллера и бентонит. Связующими веществами, входящими в органическую группу, являются декстрин, меласса, зерновые связующие, льняное масло и смолы, такие как фенолформальдегид, мочевиноформальдегид и др. Связующие вещества органической группы в основном используются для изготовления сердцевины. Среди всех вышеперечисленных связующих наиболее часто используется бентонитовая разновидность глины. Однако сама по себе эта глина не может образовывать связи между песчинками без наличия влаги в формовочном и стержневом песке.

1.3 Влажность

Содержание влаги в формовочном песке варьируется от 2 до 8%. Это количество добавляется в смесь глины и кварцевого песка для образования связующих. Это количество воды, необходимое для заполнения пор между частицами глины без их разделения. Это количество воды жестко удерживается глиной и в основном отвечает за придание песку прочности. Влияние глины и воды уменьшает проницаемость с увеличением содержания глины и влаги. Прочность на сжатие в сыром виде сначала увеличивается с увеличением содержания глины, но после определенного значения она начинает снижаться. Для повышения характеристик формовочного песка, помимо основных компонентов, добавляются некоторые другие дополнительные материалы, известные как добавки.

1.4 Добавки

Добавки — это материалы, которые обычно добавляют в смесь формовочного и стержневого песка для придания песку некоторых особых свойств. Некоторые обычно используемые добавки для улучшения свойств формовочных и стержневых песков включают угольную пыль, кукурузную муку, декстрин, морской уголь, пек, древесную муку, кремнеземную муку.

1.4.1 Угольная пыль

Угольная пыль добавляется в основном для создания восстановительной атмосферы в процессе литья. Эта восстановительная атмосфера приводит к тому, что любой кислород в полюсах становится химически связанным, так что он не может окислять металл. Обычно его добавляют в формовочные смеси для изготовления форм для производства отливок из серого чугуна и ковкого чугуна.

1.4.2 Кукурузная мука

Кукурузная мука относится к семейству углеводов, содержащих крахмал, и используется для повышения разрушаемости формовочного и стержневого песка. Он полностью испаряется при нагревании в песчаной форме, оставляя пространство между зернами песка. Это обеспечивает свободное перемещение песчинок, что в конечном итоге приводит к перемещению стенок формы и уменьшает расширение формы и, следовательно, дефекты отливок. Кукурузный песок, добавляемый к формовочному песку и песку для сердцевины, значительно повышает прочность формы и сердцевины.

1.4.3 Декстрин

Декстрин также относится к семейству углеводов, содержащих крахмал, и ведет себя так же, как кукурузная мука. Декстрин повышает прочность форм в сухом состоянии.

1.4.4 Морской уголь

Морской уголь — это мелкодисперсный порошкообразный битуминозный уголь, который занимает свое место среди пор зерен кварцевого песка в формовочном и стержневом песке. При нагревании морской уголь превращается в кокс, который заполняет поры и не подвержен воздействию воды. Из-за этого песчинки становятся ограниченными и не могут перемещаться в плотную набивку. Таким образом, морской уголь уменьшает смещение стенок формы и проницаемость песка для форм и сердцевины и, следовательно, делает поверхность формы и сердцевины чистой и гладкой.

1.4.5 Смола

Пек — это дистиллированная форма мягкого угля. Его можно добавлять от 0,02% до 2% в формовочный и стержневой песок. Пек повышает прочность при нагреве, улучшает чистоту поверхности форм и ведет себя точно так же, как морской уголь.

1.4.6 Древесная мука

Древесная мука представляет собой волокнистый материал, смешанный с гранулированным материалом, таким как песок. Древесная мука представляет собой относительно длинные тонкие волокна, которые препятствуют контакту песчинок друг с другом. в формовочный и стержневой песок можно добавлять древесную муку в количестве от 0,05% до 2%. Древесная мука улетучивается при нагревании, что позволяет зернам песка расширяться. Древесная мука увеличит подвижность стенок формы и уменьшит дефекты расширения. Древесная мука также повышает разрушаемость как формы, так и сердцевины.

1.4.7 Измельченный кремнезем или кремнеземная мука

Кремнеземную муку называют порошкообразным кремнеземом.В порошкообразный кремнезем можно легко добавлять до 3%, что повышает прочность при нагреве и чистоту поверхностей форм и стержней. Он также уменьшает проникновение металла в стенки форм и стержней.

О ФОРМОВАННЫХ ФРИКЦИОННЫХ ПЛАСТИНАХ — ПРОЧИТАТЬ ПО ССЫЛКЕ:

  1. Марки формовочного песка:

Формовочные пески также можно разделить на различные типы в зависимости от их использования: песок для основы, основной песок, сухой песок, облицовочный песок, зеленый песок, суглинистый песок, разделительный песок, системный песок.

2.1 Песок для основания или песок для пола

Песок для затирки или песок для пола используется для затирки облицовочного песка и используется для заполнения всего объема формовочной колбы. Формовочный песок иногда называют черным песком из-за того, что старый, неоднократно используемый формовочный песок имеет черный цвет из-за добавления угольной пыли и горения при контакте с расплавленным металлом.

2.2 Стержневой песок

Стержневой песок используется для изготовления стержней, и его иногда также называют нефтяным песком. Основной песок — это высокообогащенный кварцевый песок, смешанный с масляными связующими, такими как основное масло, которое состоит из льняного масла, смолы, легкого минерального масла и других связующих материалов. В целях экономии в больших стержнях также можно использовать смолу или муку и воду.

2.3 Сухой песок

Зеленый песок, который был высушен или выпечен в подходящей печи после изготовления формы и стержней, называется сухим песком. Он обладает большей прочностью, жесткостью и термостойкостью. Сухой песок в основном используется для отливок больших размеров. Формы, приготовленные из этого песка, называются сухими песчаными формами.

2.4 Облицовочный песок

Облицовочный песок формирует поверхность формы.Он находится рядом с поверхностью рисунка и вступает в контакт с расплавленным металлом при заливке формы. Первоначальное покрытие вокруг рисунка и, следовательно, поверхности формы наносится облицовочным песком. Облицовочный песок обладает высокой огнеупорностью. Облицовочный песок изготавливается из кварцевого песка и глины без использования уже использованного песка. Для предотвращения выгорания металла в песке в облицовочном песке используются различные формы углерода. Смесь облицовочного песка для сырого песка из чугуна может состоять из 25% свежего и специально приготовленного и 5% морского угля. Иногда их смешивают с в 6-15 раз большим количеством мелкого формовочного песка для изготовления облицовок. Слой облицовочного песка в форме обычно составляет 20-30 мм. От 10 до 15% от общего количества формовочного песка составляет облицовочный песок.

2.5 Зеленый песок

Зеленый песок также известен как закаленный или натуральный песок, который представляет собой только что приготовленную смесь кварцевого песка с 18-30% глины и содержанием влаги от 6 до 8%. Глина и вода обеспечивают связующее для получения зеленого песка. Он мелкий, мягкий, легкий и пористый. Зеленый песок становится влажным при сжатии в руке и сохраняет форму и оттиск, придаваемые ему под давлением. Формы, изготовленные из этого песка, не требуют подложки и поэтому известны как формы из зеленого песка. Зеленый песок легко доступен и обладает низкой стоимостью. Зеленый песок обычно используется для производства отливок из черных и цветных металлов.

2.6 Суглинистый песок

Суглинистый песок представляет собой смесь песка и глины с водой до образования тонкой пластичной массы. Суглинистый песок содержит до 30-50% глины и 18% воды. Для формования суглинка не используются шаблоны, а форма придается форме с помощью развертки. Суглинистый песок, в частности, используется для формования суглинков, используемых для отливок из серого чугуна больших размеров.

2.7 Разделительный песок

Разделительный песок без связующего и влаги используется для того, чтобы зеленый песок не прилипал к рисунку, а также для того, чтобы песок не прилипал к разделительной поверхности, не прилипал. Формовочный песок — это чистый кварцевый песок, не содержащий глины, который служит той же цели, что и формовочный песок.

2.8 Системный песок

В механизированных литейных цехах, где используется машинное формование. Системный песок используется для заполнения всей формовочной колбы. В установках для механической подготовки и обработки песка облицовочный песок не используется. Использованный песок очищается и повторно активируется добавлением воды и специальных добавок. Он известен как системный песок. Поскольку вся форма изготовлена из этого системного песка, такие свойства, как прочность, проницаемость и огнеупорность формовочного песка, должны быть выше, чем у песка для основы.

  1. Свойства формовочного песка

Основными свойствами, требуемыми для формовочного песка и песка для сердцевины, являются адгезия, когезионность, разрушаемость, текучесть, прочность в сухом состоянии, прочность в сыром состоянии, проницаемость, огнеупорность, описанные ниже.

3.1 Адгезия

Адгезия — это свойство формовочного песка прилипать или прилипать к посторонним материалам, таким как прилипание формовочного песка к внутренней стенке формовочного ящика.

3.2 Когезионная способность

Когезионность — это свойство формовочного песка, обусловленное тем, что частицы песчинок взаимодействуют и притягивают друг друга внутри формовочного песка. Таким образом, повышается связующая способность формовочного песка для повышения прочности формовочного и стержневого песка в сыром, сухом и горячем состоянии.

3.3 Способность к разрушению

После того, как расплавленный металл в форме затвердеет, песчаная форма должна быть разборной, чтобы происходило свободное сжатие металла, и это, естественно, предотвратило бы разрыв или растрескивание сжимающегося металла. При отсутствии свойства к сжатию форма препятствует сжатию металла, что приводит к разрывам и трещинам в отливке. Это свойство очень важно для стержней.

3.4 Прочность в сухом состоянии

Как только расплавленный металл заливается в форму, влага в слое песка, прилегающем к горячему металлу, испаряется, и этот слой сухого песка должен обладать достаточной прочностью для его формы, чтобы избежать эрозии стенки формы во время потока расплавленного металла. Прочность в сухом состоянии также предотвращает расширение полости формы, вызванное металлостатическим давлением жидкого металла.

3.5 Текучесть или пластичность

Текучесть или пластичность — это способность песка уплотняться и вести себя как жидкость. При набивании он будет равномерно распределяться по всем участкам рисунка и равномерно распределять давление набивки во всех направлениях. Как правило, частицы песка сопротивляются перемещению по углам или выступам. В целом, сыпучесть увеличивается с уменьшением прочности в сыром виде и наоборот. Сыпучесть увеличивается с уменьшением размера зерна песка. Текучесть также зависит от влажности и содержания глины в песке.

3.6 Прочность в чистом виде

Зеленый песок после смешивания с водой должен обладать достаточной прочностью и вязкостью, чтобы его можно было использовать при изготовлении формы и обращении с ней. Для этого песчинки должны быть адгезивными, т.е. Они должны быть способны прикрепляться к другому телу. Поэтому песчинки, обладающие высокой адгезионной способностью, будут прилипать к стенкам формовочного ящика. Кроме того, песчинки должны обладать свойством, известным как когезионность, то есть способностью песчинок прилипать друг к другу. Благодаря этому свойству рисунок может быть извлечен из формы без разрушения формы, а также не происходит эрозии поверхностей стенок формы во время потока расплавленного металла. Прочность в сыром виде также зависит от формы и размера зерен, количества и типа глины и содержания влаги.

3.7 Проницаемость

Проницаемостью также называют пористость формовочного песка, чтобы обеспечить выход любого воздуха, газов или влаги, присутствующих или образующихся в форме при заливке в нее расплавленного металла. Все эти газообразные вещества, образующиеся в процессе заливки и затвердевания, должны выходить наружу, иначе отливка становится некачественной. Проницаемость зависит от размера зерен, формы зерен, содержания влаги и глины в формовочном песке. Степень набивки песка напрямую влияет на проницаемость формы. Проницаемость формы может быть дополнительно увеличена путем отвода воздуха с помощью вентиляционных стержней.

3.8 Огнеупорность

Огнеупорность определяется как способность формовочного песка выдерживать высокие температуры без разрушения или плавления, что способствует получению качественного литья. Это очень важная характеристика формовочных песков. Огнеупорность может быть увеличена только в ограниченной степени. Формовочный песок с низкой огнеупорностью может пригорать к поверхности отливки, и гладкая поверхность отливки не получается. Степень огнеупорности зависит от SiO2, то есть от содержания кварца, а также от формы и размера частиц. Чем выше SiO2 содержание и чем грубее объемный состав зерна, тем выше огнеупорность формовочного песка и песка для сердцевины. Огнеупорность измеряется температурой спекания песка, а не его температурой плавления.

3.9 Различные свойства формовочного песка

В дополнение к вышеуказанным требованиям, формовочный песок не должен прилипать к отливке и не должен вступать в химическую реакцию с металлом. Формовочный песок должен быть экономически дешевым и легко доступным в природе. Его необходимо повторно использовать по экономическим соображениям. Его коэффициенты теплового расширения должны быть достаточно низкими.

 

ПОДРОБНЕЕ О ФОРМОВАННЫХ ФРИКЦИОННЫХ ИЗДЕЛИЯХ — ЗДЕСЬ: