Формовочный песок:типы и состав | Кастинг | Металлургия

В этой статье мы обсудим:- 1. Определение формовочного песка 2. Типы формовочного песка 3. Основные составляющие.

Определение Формовочный песок :

Основным сырьем, используемым при формовании, является формовочный песок, поскольку он обеспечивает несколько основных характеристик, которые нельзя получить из других материалов. Формовочный песок определяется как зернистые частицы, возникающие в результате разрушения горных пород под действием природных сил, таких как мороз, ветер, дождь, жара и водные потоки. Скалы имеют сложный состав, и песок содержит большинство элементов горных пород.

По этой причине формовочный песок значительно различается в разных частях мира. В природе встречается на дне и берегах рек и озер. Формовочный песок подразделяется на разные категории в зависимости от его происхождения.

Основные составляющие формовочного песка:

i. Кремнезем (SiO ₂ ) От 86 до 90%,

ii. Глинозем (Al ₂ О ₃ ) От 4 до 8%,

iii. Оксид железа (Fe ₂ О ₃ ) От 2 до 5% с меньшим содержанием оксидов Ti,

iv. Mn

v. Ca и некоторые щелочные соединения.

Природный песок:

Он также называется зеленым песком и собирается из природных ресурсов. Он содержит воду как единственное связующее. Его преимущество заключается в том, что он сохраняет влажность в течение длительного времени, имеет широкий рабочий диапазон влагосодержания, что позволяет легко исправлять и чистить формы.

Синтетический песок:

Это искусственный песок, полученный путем смешивания относительно не содержащего глины песка, связующего (воды и бентонита) и других материалов по мере необходимости. Это лучший формовочный песок, поскольку его свойства можно легко контролировать, варьируя состав смеси.

Состав зеленого синтетического песка для стальных отливок аналогичен приведенному ниже.

Новый кварцевый песок - 25%, старый песок - 70%, бентонит - 1,5%, декстрин - 0,25%, влажность - от 3 до 3,5%.

Состав сухого синтетического песка для стальных отливок описан ниже.

Чистый кварцевый песок - 15%, старый песок - 84%, бентонит - 0,5%, влажность - 0,5%.

В дополнение к этому, существуют определенные разновидности специальных песков, таких как цирконит, оливин и т. д. Эти специальные пески дороже кремнезема и поэтому используются только там, где их использование оправдано.

Типы формовочного песка:

Формовочные пески могут быть классифицированы в соответствии с их использованием в соответствии с:

(i) Зеленый песок:

Когда песок находится в своем естественном (более или менее влажном) состоянии, он называется зеленым песком. Это смесь кварцевого песка с 18-30% глины и 6-8% воды. Глина и вода придают зеленому песку прочность.

Он тонкий, мягкий, легкий и пористый. Будучи влажным, он сохраняет форму, приданную ему под давлением при сдавливании.

Поскольку форма становится плотной в результате набивки, структура становится пористой за счет вентиляции. При формовании из сырого песка следует избегать острых кромок, поскольку они, будучи непрочными, ломаются при заливке горячего металла.

Зеленый песок обычно используется для литья форм малых и средних размеров. Более высокая производительность может быть получена с заданной площади пола, поскольку сокращаются затраты и задержки, связанные с сушкой форм. Угольная пыль смешивается с зеленым песком, чтобы предотвратить дефекты отливок.

(ii) Сухой песок:

Для крупных отливок используется формование сухим песком. Формы, приготовленные на зеленом песке, сушат или запекают, чтобы удалить почти всю влагу из влажного песка. Структура в формовочных коробах после высыхания становится более прочной и компактной. Поэтому вентиляция необходима, но не в такой степени, как в случае зеленой песчаной плесени. Для более крупных и тяжелых форм коровий навоз, конский навоз и т. Д. Смешивают с более крупнозернистым песком.

(iii) Суглинок:

Это смесь глины и песка, измельченная с водой до тонкой пластичной массы, из которой на основе мягких кирпичей создаются формы.

Суглинок содержит до 50% глины и сильно сохнет. Он также содержит огненную глину. Он должен быть достаточно липким, чтобы удерживать вертикальные поверхности грубой конструкции формы. Для связывания обычно используются измельченные отходы и навоз. Влажность от 18 до 20%.

Суглинок сушится очень медленно и полностью, прежде чем он будет готов к заливке. Он используется для литья более крупных отливок правильной формы, таких как химические кастрюли, барабаны и т. Д.

(iv) Лицом к песку:

Используется непосредственно рядом с поверхностью рисунка и вступает в контакт с расплавленным металлом. Поскольку он подвергается самым суровым условиям, он должен обладать высокой прочностью и огнеупорностью. Он изготовлен из кварцевого песка и глины без добавления использованного песка.

Различные формы углерода, известные как облицовочные материалы (например, порошок свинца, цейлонский свинец или графит), используются для предотвращения пригорания металла в песок. Иногда их смешивают с 6-15-кратным мелким формовочным песком для изготовления облицовки форм.

Облицовочный слой песка в форме обычно составляет от 20 до 30 мм. Облицовочный песок составляет от 10 до 15% от общего количества формовочного песка.

(v) Песок на подложке:

Старый, многократно используемый формовочный песок, черный цвет из-за добавления угольной пыли и горения или контакта с расплавленным металлом, известен как песок для подложки, песок для пола или черный песок. Используется для заполнения формы с обратной стороны облицовочного слоя. У него слабая сила сцепления, потому что острые края песчинок становятся закругленными из-за высокой температуры расплавленного металла и горения глины.

(vi) Системный код:

Используется при машинном формовании для заполнения всей колбы. Его прочность, проницаемость и огнеупорность должны быть выше, чем у песчаной основы.

(vii) Прощальный песок:

Формовочные коробки отделены друг от друга, чтобы они не прилипали друг к другу, путем насыпания мелкого острого сухого песка, называемого «разделительный песок». Разделительный песок также используется, чтобы зеленый песок не прилипал к рисунку. Это чистый кварцевый песок, не содержащий глины. Для этой цели также можно использовать обожженный керновой песок.

(viii) Core Sand:

Используется для изготовления стержней. Это кварцевый песок, смешанный с основным маслом (льняное масло, канифоль, легкое минеральное масло и другие связующие). В целях экономии в качестве стержневого песка для крупных стержней можно использовать пек или муку и воду.

(ix) CO ₂ -Песок:

В CO ₂ песок, зерна кремнезема, вместо того, чтобы быть покрыты натуральной глиной, покрыты силикатом натрия. Эта смесь сначала набивается вокруг рисунка, а затем затвердевает, пропуская CO ₂ . через промежутки около минуты. Таким образом, песок затвердевает и образует прочную плесень.

(x) Ракушечные пески:

Ракушечный песок - это синтетический песок, покрытый фенольными или карбамидоформальдегидными смолами и отвержденный нагретым рисунком для получения очень прочной и тонкой оболочки. Для поддержки веса отливки не требуется дополнительный песок. Поскольку сплавы затвердевают при высоких температурах, смолы не диссоциируют. Но формы распадаются, когда отливка затвердевает из-за разрыва химической связи под воздействием тепла от затвердевшей отливки.

(xi) Лицом к песку:

Обычно сначала на узор наносится облицовочный песок, чтобы только он соприкасался с расплавленным металлом. Этот песок достаточно тугоплавкий, чтобы не оплавиться и не подгореть при контакте с металлом.

(xii) Пески на подложке:

Применяются в качестве дополнительной механической поддержки для облицовочного песка. Они проницаемы для выхода газов.

(xiii) Средства для промывки плесени:

Это суспензии мелких керамических зерен. Их наносят на поверхности формы, чтобы свести к минимуму расплавление песчинок на облицовке. Они также обеспечивают более гладкую поверхность отливки за счет заполнения пустот.

Основные составляющие формовочного песка :

Кремнезем, глина (связка) и влага - три основных компонента формовочного песка. Кремнезем в форме гранулированного кварца (который сам по себе представляет собой песок) является основным компонентом формовочного песка. Кремнеземистый песок содержит от 80 до 90% оксида кремния и отличается высокой температурой размягчения и термической стабильностью. Он придает песку огнеупорность, химическое сопротивление и проницаемость.

Указывается по размеру и форме. Зерна песка могут быть мелкими, средними или крупными по размеру и могут быть округлыми, полуугловыми или сложными по форме. Мелкий песок желателен для мелких и сложных отливок. Поскольку мелкие зерна лежат близко, проницаемость низкая. Песок средней крупности используется в слесарных и легких напольных работах. Крупные частицы используются для больших отливок для выхода газов.

Размер зерна определяется пропусканием песка через сита сит. Округлые зерна меньше всего соприкасаются друг с другом и не обладают прочностью; проницаемость высокая. Субугловые зерна сравнительно менее проницаемы, чем круглые. Угловые зерна с определенными краями обеспечивают большую прочность и меньшую проницаемость. Смешанные зерна, представляющие собой твердые комки, не являются предпочтительными.

Оксид кремния получают из кварцевых пород или при разложении гранита (состоящего из кварца и полевого шпата).

Полевой шпат при разложении становится глиной, которая придает пластичность формовочному песку во влажном состоянии, т.е. придает необходимое связующее действие и прочность в присутствии влаги и увеличивает его прочность после высыхания. Обычно количество глины в кварцевом песке колеблется от 6 до 10%.

Глина на самом деле состоит из мелкодисперсного ила (минеральные отложения, не обладающие связующими свойствами) и мелкой глины, которая придает необходимую прочность сцепления формовочному песку, так что форма не теряет свою форму после утрамбовки. Однако это снижает проницаемость. Слишком много глины вызывает растрескивание формы после высыхания.

Оксиды железа, магнезии, соды, калия, извести и воды - это другие вещества, которые содержатся в формовочном песке. Хороший формовочный песок содержит менее 2% примесей. Формовка из зеленого песка осуществляется песком с низким содержанием влаги (от 3 до 5%). При формовании из сухого песка при изготовлении формы присутствует больше воды, так как это способствует повышению прочности сцепления в сухом состоянии после хранения.

Часто также добавляется угольная пыль, которая делает песок более открытым и помогает охладить форму после заливки металла. Он поглощает довольно большое количество тепла, предотвращая перегрев и плавление песчинок. Он также высвобождает CO ₂ чья защитная пленка помогает отделить металл и песок друг от друга.

Рис. 3.17 показаны четыре типа песчинок. Успех процесса литья в значительной степени зависит от прочности на сжатие, проницаемости (скорость потока газа через образцы песка при заданном перепаде давления на нем), деформации, текучести (способности песка течь вокруг и по модели во время набивки ) и тугоплавкость формовочной смеси. На рис. 3.18 показано, как содержание влаги в формовочном песке (при заданном соотношении песок-глина) влияет на все эти важные свойства формовочного песка.