Литейный песок

Как сделать зеленый песок для литья металлов

Формовочный песок лежит в основе процесса литья в песчаные формы. Он должен хорошо удерживать форму и захватывать мелкие детали отливки, но при этом быть достаточно проницаемым для выхода газов. Под давлением удаления с него формовочного шаблона или пока он заполнен, он не может рассыпаться или утонуть сам по себе. Когда он перевернут вверх дном, он не должен терять форму:части формы должны оставаться верными, будучи сжатыми вместе.

В большинстве случаев для проявления этих свойств достаточно «зеленого» песка. Зеленый песок называют так не из-за его цвета — эти материалы могут быть самых разных цветов в зависимости от состава и использования. Вместо этого он получил свое название, потому что он влажный, как зеленое дерево.

Механические характеристики песка измеряются перед его использованием в литейном цехе. Техники или инженеры-литейщики упаковывают цилиндры с песком и проводят испытания. Все чаще эти тесты выполняются с помощью компьютеризированных устройств, способных обеспечить высокую точность во многих точках.

Проницаемость для песка — это «вентиляционная способность» материала — сколько газа он позволит выйти из формы. Зеленая прочность на сжатие показывает, какое сжатие может выдержать песок, прежде чем он начнет крошиться. Прочность на сдвиг в зеленом состоянии измеряет прочность конструкции на разрушение под действием напряжения сдвига:это сила, вызывающая разрушение при скольжении параллельно ее направлению. Пески также проверяют на прочность в сухом состоянии, так как в процессе заполнения они обычно теряют влагу. Также проверяется горячая прочность (поведение при повышенных температурах). Не приведет ли высокая температура литья к разрушению формы?

Часто проводят несколько вспомогательных испытаний, включая содержание влаги, содержание глины и проверку размера зерна. Инженеру-литейщику будет доверен контроль свойств песка, и он может вносить некоторые коррективы в течение срока службы песка, чтобы поддерживать его в хорошем рабочем состоянии.

Специальная смесь, которая создает литейный песок, обеспечивает необходимое поведение. Основным ингредиентом является минеральный песок с постоянным размером зерна. Размер зерен песка влияет на качество отливки, а иногда и на проницаемость и пористость формы. Одного этого ингредиента недостаточно:добавляется связующий материал, обычно глина, и смесь смачивается водой.

Природно связанные пески представляют собой смеси кремнезема и глины, взятые из земли, хотя часто с некоторой настройкой пропорций, чтобы получить правильные свойства песка. Природно связанные пески используются в производстве серого чугуна, ковкого чугуна, ковкого чугуна и цветных металлов (кроме магния). Синтетически связанные пески производятся путем смешивания песка, не содержащего глины, с определенным количеством глины или бентонита. Они более однородны, чем естественные пески, но требуют более тщательного перемешивания и контроля. Этот тип песка используют сталелитейные заводы, литейные заводы по производству серого чугуна и ковкого чугуна, а также литейные заводы по производству магния. Для кернов или других песков, которые должны достаточно затвердеть, чтобы их можно было поднимать или перемещать, обычно необходимо синтетическое соединение.

У литейщика есть несколько вариантов приготовления рецепта для литья в песчаные формы.

Минеральные пески

Смесь на литейных заводах обычно на 75-85% состоит из песка, а остальное - из глины, воды и других добавок. Песок можно найти естественным образом, обычно в озере, или его можно создать после добычи и стандартизации минералов, не содержащих глину.

Оливин

Традиционно оливиновый песок использовался для литья металлов как в черных, так и в цветных литейных цехах. Этот песок мог давать чистовую отделку за счет быстрого охлаждения металла и создавал среду с очень низким содержанием пыли, которая не опасна для дыхания. Он считался «прощающим» формовочным песком, хорошо берущим узоры и не расширяющимся в горячем состоянии, но предел прочности при растяжении у него не очень высокий. Для кернов всегда предпочитали кварцевые пески. Некоторые оливиновые пески могут иметь очень светло-зеленый оттенок, но это совпадение — как и все остальное, он может быть либо «сухим», либо «зеленым».

Оливиновые пески больше не добываются в Соединенных Штатах, поэтому, по крайней мере, в Северной Америке, они больше не являются основным источником литейного песка.

Кремнезем

Металлолитейные заводы (те, которые имеют дело с чугуном и сталью) обычно используют кварцевый песок, иногда известный как кварцевый песок. Кварцевый песок уже давно используется при изготовлении стержней, поэтому переход на использование одного и того же заполнителя на протяжении всего процесса литья упростил процесс управления расходными материалами для литейного производства.

Литейщики, использующие этот продукт, принимают некоторые дополнительные незначительные меры предосторожности против силикоза, болезни, которая может возникнуть в легких у тех, кто вдохнул много частиц кремнезема. Иногда используются респираторы или фильтрующие маски.

Глина в зеленом песке

Зеленый песок обычно состоит из 10% бентонитовой глины. На молекулярном уровне эта глина содержит абсорбирующую смесь кремнезема и алюминия, а также калий, натрий или кальций. Бентонит кальция — глина, наиболее часто используемая в процессе литья сырцов.

Бентонитовая глина добывается и очищается перед использованием в различных целях. Хотя бентонит широко используется в производстве и строительстве, чаще всего бентонит используется в качестве наполнителя для кошачьих туалетов и косметических продуктов, таких как маски для лица, где он используется благодаря своим абсорбирующим свойствам.

Другие добавки для литья в сырой песок

Влажность является важным компонентом при литье в сырой песок. Воду обычно добавляют в количестве 2-5% от массы смеси. Гидростатические связи между молекулами воды укрепляют песок:именно эти связи строят замки из мокрого песка на пляже, и те же силы действуют в литейном цехе. Именно вода увеличивает способность зеленого песка выдерживать напряжение сдвига и сжатие.

В дополнение к основному песку, глине и воде могут использоваться специальные добавки. К ним относятся злаки, молотый пек, морской уголь, гильсонит, мазут, древесная мука, кремнеземная мука, оксид железа, перлит, патока, декстрин и запатентованные материалы. Все они служат для изменения определенных свойств песка для получения желаемых результатов.

Облицовочные пески для улучшения поверхности отливки используются для отливок из серого чугуна, ковкого чугуна, стали и магния. Железные пески обычно содержат морской уголь, тонкоизмельченный уголь, который предотвращает прилипание песка к отливке, образуя газовую пленку при контакте с горячим металлом. Для литейных заводов, использующих морской уголь во всех своих песках, смесь содержит около 5% угольной пыли. Гильсонит служит той же цели, так как выделяет газы, предотвращающие прилипание песка или образование отверстий, связанных с азотом.

Стальные облицовки могут содержать кварцевую муку или другой очень мелкий высокоогнеупорный материал для образования плотной поверхности, через которую металл не может легко проникнуть. Оливиновый песок также использовался для отливок с марганцевой сталью, поскольку сочетание оливинового песка и марганца обеспечивало хорошую отделку.

Смывки для форм — это покрытия, наносимые на поверхность формы или стержня для улучшения отделки отливки. Их наносят влажным или сухим способом. Обычная практика состоит в том, чтобы наносить щеткой или распылять влажные растворы для плесени и наносить щеткой или втирать на сухие. Часто используется графитовая или кварцевая мука, смешанная с глиной и патокой. Смывки обычно смешивают с растворами на водной или спиртовой основе. Растворы на основе спирта можно зажечь пламенем, воспламенив спирт и мгновенно затвердевая плесень. Растворы на водной основе требуют времени сушки в печи, в течение которого смывка схватывается и удаляется излишняя влага.

Подготовка песка и обращение с ним

Песок готовят в мельницах, которые объединяют песок, связующее вещество и воду. Эти измельчители не просто перемешивают различные элементы литейного песка. Вместо этого необходимо давление, чтобы равномерно покрыть каждую песчинку глиной или другим связующим материалом. Затем используются аэраторы, чтобы снова разрыхлить песок, чтобы сделать его более пригодным для формования.

Вместо измельчителей можно использовать пескорезы, работающие над кучей на полу литейного производства. Доставка песка на формовочную площадку может осуществляться самосвалами, ковшами или ленточными конвейерами.

В процессе литья песок формуется в формы, которые могут быть размещены на полу или доставлены конвейерами на разливочную станцию. После заливки отливки вытряхивают из песка. Использованный песок, в свою очередь, возвращается в бункеры ленточным конвейером или другим способом.

Переработка литейного песка

Литейный песок можно использовать много раз, прежде чем он израсходуется, и его нельзя восстановить. Этот песок раньше попадал на свалку, однако его повторное использование и переработка стали предметом интереса. Агентство по охране окружающей среды предполагает, что использованный формовочный песок, полученный в процессе формования, можно безопасно использовать в почвах, как в почве для горшков, так и в промышленном верхнем слое почвы. Его также можно использовать в качестве фундамента для дорог или в качестве заполнителя, используемого при производстве цемента.

Простой рецепт со множеством вариаций

Для озеленения песка в домашних условиях нужны только песок, глина и вода. Комкующийся глиняный наполнитель для кошачьих туалетов является дешевым источником бентонита, но перед добавлением его необходимо тонко измельчить:тонкоизмельченный бентонит является более дорогим источником, который продается как косметический продукт. Кварцевый песок тонкого помола можно приобрести в большинстве хозяйственных магазинов. 9 частей диоксида кремния на 1 часть бентонита, плюс вода, чтобы сделать его влажным, — это легкое для запоминания домашнее соотношение. Смешивание должно быть очень тщательным и включать в себя много сдавливания, прессования и размазывания, чтобы покрыть каждую песчинку слоем глины.

Этот рецепт можно использовать для грубой отливки из песка или для самых лучших замков из песка!

Предыдущий пост:Изготовление моделейПроцесс литья металлаСледующий пост:Изготовление сердечника