Формовочный песок – свойства, типы, процесс, MCQ

В этой статье мы узнаем о Что такое формовочная смесь. ,Свойства формовочной смеси и типы формовочной смеси .

Основным материалом, используемым в литейном цехе для формовки, является песок. Это потому, что он обладает свойствами, жизненно важными для литейных целей.

Источники

Все пески образуются в результате разрушения горных пород под действием природных сил, таких как мороз, ветер, дождь, тепло и водные потоки. Горные породы, однако, очень сложны по своему составу, а пески содержат большинство элементов горных пород, обломками которых они являются. По этой причине формовочные пески в разных частях мира значительно различаются. Сегодня песок добывают из мест, которые, вероятно, когда-то были дном и берегом рек и песчаными дюнами.

В Индии литейные пески находятся в районе Дамодар и Баракар, Сантал-Паргана (Бихар), Батала (Гурдаспур, Пенджаб), Бхавнагар (Саураштра), Лондха (Махараштра), Авади и Вериямбакам (Мадрас), Канпур, Джабалпур, Раджкот, Гунтур. , в Ганге и многих других местах.

Основные ингредиенты

Основныеингредиенты формовочных смесей являются:(1) зерна кварцевого песка (2) глина (3) влага и (4) разные материалы.

Кремнезем в виде гранулированного кварца, сам по себе являющийся песком, является основным компонентом формовочной смеси. Кварцевый песок содержит от 80 до 90 процентов диоксида кремния и характеризуется высокой температурой размягчения и термической стабильностью.

Это продукт разрушения кварцевых пород. или разложение гранита который состоит из кварца и полевого шпата . Полевой шпат при разложении превращается в глину (водный силикат алюминия). Однако зерна кварцевого песка придают песку огнеупорность, химическую стойкость и проницаемость. Они указаны в соответствии со средним размером и формой.

Глина определяется как частицы песка (менее 20 микрон в диаметре), которые не оседают со скоростью 25 мм в минуту, будучи взвешенными в воде. Глина состоит из двух ингредиентов:мелкого ила. и настоящая глина . Мелкий ил представляет собой разновидность инородных тел или минеральных отложений, не обладающих связывающей способностью.

Именно настоящая глина придает формовочному песку необходимую прочность сцепления, так что форма не теряет своей формы после утрамбовки. Настоящая глина состоит из очень мелких агрегатов кристаллических, обычно чешуйчатых, частиц, называемых глинистыми минералами. Большинство формовочных смесей для различных видов работ содержат от 5 до 20 процентов глины. Влага в необходимом количестве обеспечивает связывающее действие глины.

Когда к глине добавляется вода, она проникает в смесь и образует микропленку. который покрывает поверхность хлопьевидных глинистых частиц. Качество связывания глины зависит от максимальной толщины водной пленки, которую она может поддерживать. Связующее действие считается наилучшим, если количество добавляемой воды соответствует точному количеству, необходимому для образования пленки. С другой стороны, при избытке воды сцепляющее действие снижается, и форма ослабевает. Содержание воды должно составлять от 2 до 8 процентов.

Помимо кремнезема и глины в формовочной смеси содержатся различные материалы:оксид железа, известняк, магнезия, сода и поташ. Содержание примесей не должно превышать 2 %.

Классификация

Типы формовочных смесей:в целом их можно разделить на три различных типа:(1) природные формовочные пески. , (2) синтетические или высококремнистые пески и (3) специальный песок .

1. Природные формовочные пески

Природные формовочные пески , называемые зелеными песками, берутся из русел рек или выкапываются из ям. Они содержат значительное количество глины, которая служит связующим звеном между песчинками, и используются в готовом виде с добавлением воды. Количество и тип присутствующего глинистого минерала влияют на прочность, ударную вязкость и огнеупорность песка.

Их также получают путем дробления и помола мягкого желтого песчаника, каменноугольных пород и т. д. В процессе измельчения глинистые агрегаты разрушаются, и частицы глины равномерно распределяются по песчинкам. Форма зерен этих песков должна быть от угловатой до круглой.

Природные формовочные смеси из-за их доступности, низкой стоимости и высокой эксплуатационной гибкости используются для большинства легких отливок черных и цветных металлов. Требования к этим пескам удовлетворяет IS:3343-1965. , в соответствии с которым они классифицируются по трем категориям A. , Б и С , в зависимости от содержания глины и температуры спекания.

2. Синтетические пески

Синтетические пески В основном это пески с высоким содержанием кремнезема, содержащие мало (менее 2 процентов) или не содержащие связующего (глины) в естественной форме. Они встречаются в виде рыхлых или слабоконсолидированных отложений осадочного происхождения, дюн, вынесенных вглубь суши от побережья, или накопленных отложений в эстуариях и реках вдоль побережья.

Их также изготавливают в литейном производстве путем сначала дробления кварцитовых песчаников, а затем их промывки и сортировки для получения песка необходимой формы и распределения зерен. Желаемая прочность и связующие свойства этих песков достигаются отдельными добавками, такими как бентонит, вода и другие материалы.

Это обеспечивает большую гибкость в содержании таких свойств, как прочность в сыром состоянии и в сухом состоянии, проницаемость и другие, которые можно легко изменять по желанию. На самом деле, поэтому синтетические пески дороже, чем природные пески.

ИС:1987–1974 годы охватывает требования к песку с высоким содержанием кремнезема для использования в литейных цехах и классифицирует его по трем сортам в зависимости от содержания кремнезема.

3. Особые пески

Особые пески идеально подходят для получения особых характеристик, которые обычно не достигаются в других песках. В качестве особых песков часто используют циркон, оливин, шамот, хромит, хромомагнезит. Циркониевые пески подходят для стержней латунных и бронзовых отливок. Некоторые литейные заводы используют оливиновый песок для цветных отливок сложной природы. Шамот ценен для тяжелых стальных отливок.

Хромитовые и хромомагнезитовые пески особенно полезны там, где необходимо увеличить склонность к охлаждению для контроля затвердевания. Они также подходят в качестве облицовочных материалов в формах для стальных отливок.

Типы формовочной смеси

Формовочные пески снова можно разделить в зависимости от их использования на несколько разновидностей. Они описаны ниже.

Форма из зеленого песка

Это смесь кварцевого песка с содержанием глины от 18 до 30 процентов, содержащая от 6 до 8 процентов воды. Глина и вода связывают зеленый песок. Он тонкий, мягкий, легкий и пористый. Будучи влажным, при сжатии в руке он сохраняет форму, придаваемую ему впечатлением при надавливании. Формы, изготовленные из этого песка, известны как формы из зеленого песка.

Формование из сухого песка

Зеленый песок, который был высушен или обожжен после изготовления формы, называется сухим песком. Они подходят для крупных отливок. Формы, изготовленные из этого песка, называются формами из сухого песка.

Суглинок Песок

Суглинистый песок содержит много глины, до 50% или около того, и сильно сохнет. Это особенно используется для формования суглинка, как правило, для больших отливок.

Облицовка песком

Облицовочный песок образует лицевую сторону формы. Он используется непосредственно рядом с поверхностью модели и контактирует с расплавленным металлом при заливке формы. Следовательно, он подвергается жесточайшим условиям и должен обладать, следовательно, высокой прочностью и огнеупорностью.

Изготавливается из кварцевого песка и глины, без добавления отработанного песка. Различные формы углерода используются для предотвращения сжигания металла в песок. Иногда их смешивают с в 6–15 раз большим количеством мелкого формовочного песка для изготовления облицовки.

Слой облицовочного песка в форме обычно составляет от 20 до 30 мм. От 10 до 15% всего количества формовочной смеси, используемой в литейном производстве, составляет облицовочный песок. Облицовочная песчаная смесь для сырой формовки чугуна может состоять из свежего и специально подготовленного песка на 25 %, старого песка на 70 % и морского угля на 5 %.

Подложка Песок

Песчаная подложка или песок для пола используется для подкладки облицовочного песка и для заполнения всего объема опоки. В основном для этой цели используется старый, многократно использованный формовочный песок.

Подложку иногда называют черным песком из-за того, что старый, многократно используемый формовочный песок имеет черный цвет из-за добавления угольной пыли и возгорания при контакте с расплавленным металлом.

Система Песок

В механических литейных цехах, где применяется машинное литье, используется так называемый системный песок для заполнения всей опоки. В узлах механической подготовки и обработки песка облицовочный песок не используется. Использованный песок очищается и реактивируется путем добавления водосвязывающих веществ и специальных добавок. Это известно как системный песок. Поскольку вся форма изготовлена ​​из этой системы песка, прочность, проницаемость и огнеупорность песка должны быть выше, чем у песка-основы.

Разлука Песок

Песок для разделения используется для предотвращения прилипания зеленого песка к рисунку, а также для того, чтобы песок на поверхности разделения гребня и волочения мог отделиться без прилипания. Это чистый кварцевый песок, не содержащий глины, который служит той же цели, что и разделительная пыль.

Ядро Песок

Песок, используемый для изготовления стержней, называется стержневым песком, иногда его называют нефтеносным песком. Это кварцевый песок, смешанный с основным маслом, которое состоит из льняного масла, смолы, легкого минерального масла и других связующих материалов. Смола или мука и вода могут использоваться в больших ядрах для экономии.

Свойства формовочной смеси

Каковы свойства формовочной смеси?

Правильный формовочный песок должен обладать шестью свойствами. Свойства формовочной смеси являются:он должен обладать пористостью, текучестью, разрушаемостью, клейкостью, когезивностью или прочностью, а также огнеупорностью.

1. Пористость :- Наиболее важным свойством формовочной смеси является пористость, также известная как проницаемость. Это относится к способности формовочного песка пропускать газы. При заливке расплавленного металла в песчаную полость образуются газы и пар. На это свойство влияет не только форма и размер частиц песка, но и количество глины, вяжущего материала и влаги в смеси.
2. Текучесть :- Способность песка заполнять небольшие пробелы в узоре. Высокая текучесть обеспечивает более точную форму и, таким образом, полезна для детального литья.
3. Сборность :- Способность песчаной смеси разрушаться под действием силы. Большая сжимаемость формы позволяет металлической отливке свободно сжиматься по мере затвердевания, избегая горячего разрыва или растрескивания.
4. Клейкость :- Адгезия – это свойство песка, благодаря которому частицы песка прилипают к стенкам опоки. Адгезия песка позволяет правильно поднимать валик вместе с песком.
5. Сплоченность :- Связность песка — это способность его частиц оставаться вместе. Это предел прочности формовочной смеси. Это свойство имеет решающее значение для сохранения сложных форм формы. Недостаточная прочность может привести к разрушению частиц формы во время манипуляций, переворачивания или закрывания. Добавление глины и бентонита улучшает сцепление.
6. Рефрактерность :- Тугоплавкость песка относится к его способности выдерживать высокие температуры расплавленного металла без расплавления или размягчения. Формовочные смеси с низкой огнеупорностью могут загореться при заливке расплавленного металла в форму. Песчаные формы обычно должны выдерживать температуру до 1650 °C.
7. Сила :- Прочность высушенного или обожженного стенда называется сухой прочностью. Затем он должен иметь прочность, чтобы противостоять эрозионным силам расплавленного металла и сохранять свою форму.

Процесс формовки из песка

Отливка в песчаные формы , также известный как литье в песчаные формы или Процесс формовки из песка , представляет собой производственный процесс на основе литья, в котором используется песчаная форма. Из него изготавливают металлические изделия и комплектующие различных размеров и форм. Чтобы представить его распространенность, на литье в песчаные формы приходится более 60% всех металлических отливок. Шесть основных этапов литья в песчаные формы подробно описаны ниже.

Шаг 1. Поместите форму в песок

Помещение модели формы в песок является начальным этапом литья в песчаные формы. Форма оказывает непосредственное влияние на размер и форму отливки. В результате производителям приходится разрабатывать новые формы для производства металлических изделий и компонентов заданных размеров и форм.

Шаг 2. Создайте систему пропусков

Литейная система используется почти в каждом процессе литья, и литье в песчаные формы не является исключением. Он направляет расплавленную форму в полость формы, используя разливочный стакан и туннели или «ворота» в форму. Производственные предприятия устанавливают такую ​​литниковую систему после заливки формы в песок.

Шаг 3. Необходимо удалить шаблон плесени

После того, как литниковая система будет установлена, производственные предприятия могут удалить форму из песка. В настоящее время рисунок пресс-формы не имеет значения. Песок принимает форму формы, когда его помещают внутрь нее. В результате можно удалить шаблон пресс-формы.

Шаг 4. Залейте расплавленный металл в полость формы

Пришло время залить расплавленный металл в полость формы. Железо, сталь, алюминий, бронза, магний, цинк и олово — это лишь некоторые из металлов и сплавов, которые можно отливать в песок. Производственным организациям может потребоваться нагреть металлы или сплавы до 3000 градусов по Фаренгейту, в зависимости от конкретного используемого металла или сплава. Металл или сплав заливают в полость формы после того, как он перейдет из твердого состояния в жидкое.

Шаг 5. Подождите, пока металл остынет

Компании-производители должны ждать, пока расплавленный металл остынет после того, как он будет помещен в отверстие формы. Опять же, разные типы металлов требуют разного времени охлаждения. Расплавленный металл остынет и перейдет из жидкого состояния в твердое.

Шаг 6. Вскройте форму, чтобы извлечь металлическую отливку

Вскрытие формы для извлечения вновь полученной металлической отливки является шестым и последним этапом литья в песчаные формы. Шаблоны форм обычно можно использовать повторно, но сами формы - нет. В результате каждый раз, когда производственная компания хочет изготовить новое металлическое изделие или компонент с помощью литья в песчаные формы, она должна разработать новую форму.

Складываемость формовочной смеси

Складываемость формовочной смеси относится к способности песка легко удаляться из отливки после его затвердевания. Пески с низкой разрушаемостью будут цепко прилипать к отливке. Песок с плохой разрушаемостью будет вызывать растрескивание и разрывы при нагревании в металлических отливках, которые сильно изгибаются при охлаждении или имеют большие диапазоны температур замерзания. Для улучшения разборности могут быть введены определенные добавки.

Часто задаваемые вопросы

1. Проницаемость можно определить как свойство формовочной смеси.

А. для скрепления песчинок
B. чтобы газы могли легко выходить из формы
C. выдерживать тепло расплава без каких-либо признаков размягчения
D. ничего из вышеперечисленного

Ответ:вариант Б

2. Почему формовочный песок должен быть пористым?

A. Для поступления газов
B. Для проникновения воды
C. Для выхода газов
D. Для выхода воды

Ответ:вариант C
Объяснение: Формовочный песок определяется как песок с отверстиями и может содержать определенное количество влаги. Молдинг должен иметь поры и быть пористым, чтобы газы могли свободно выходить.

Это было все о формовочном песке, где мы рассмотрели все темы, такие как что такое формовочный песок, описали свойства формовочного песка, процесс формования сырого песка, сухой песок, разборность и некоторые MCQ, основанные на этих темах.