Что такое формовочный песок?

Он используется в процессе литья в песчаные формы для подготовки полости формы. Обычно называемый зеленым песком представляет собой совокупность песка, бентонитовой глины, угольной пыли и воды. Его основное применение – изготовление металлических литейных форм. Большую часть заполнителя всегда составляет песок, который часто представляет собой однородную смесь кремнеземной формы.

Существует много рецептов соотношений глины, но все они обеспечивают баланс между формуемостью, чистотой поверхности и способностью горячего расплавленного металла дегазировать. Уголь, обычно называемый морским углеродом, который присутствует в количестве менее 5%, частично сгорает на поверхности расплавленного металла, что приводит к дегазации органических паров.

Литье в песчаные формы - одна из самых ранних форм литья из-за простоты используемых материалов. Благодаря той же простоте он до сих пор остается одним из самых дешевых способов литья металла.

Другие методы литья, например, с использованием кокиля, имеют более высокое качество обработки поверхности, но имеют более высокую стоимость. Зеленый песок (как и другие литейные пески) обычно хранится в литейных цехах, известных как «фляги», которые представляют собой не что иное, как ящики без дна или крышки.

Коробка разделена на две половины, которые складываются вместе для использования. Половинки называются крышкой и формовочной опокой соответственно.

В Green Sand, представляющий собой сплошную полую форму в форме, заливается специализированный контейнер из бронзы. То, что внизу, можно заполнить расплавленным материалом и превратить в готовую отливку. Не весь зеленый песок на самом деле зеленый. Но считается «зеленым» в том смысле, что используется во влажном состоянии (аналогично зеленому дереву).

Согласно некоторым источникам в Интернете, другие методы и методы литья включают горячую сушку формованного песка перед заливкой расплавленного металла. Этот процесс сухого литья приводит к получению более жесткой формы, которая лучше подходит для более тяжелых отливок.

Какова история формовочной смеси

В истории нет явных записей, которые бы приписывали первое литье металла и использование литейного песка, но древние артефакты и письмена датируются примерно 3200 г. до н.э. в древней Месопотамии. Историю формовочного песка трудно изучить, поскольку многие из этих практик восходят к периоду, когда еще не было письменности.

Формовочный песок использовался исключительно для бронзовых отливок, которые первыми изобрели древние китайцы. Еще одно важное достижение произошло в Индии в 500 г. до н.э. когда была создана тигельная сталь. В конце концов сэр Хамфри Дэви впервые изготовил алюминиевые отливки в Великобритании примерно в 1808 году.

В настоящее время производственные мощности в США составляют более 8 миллионов тонн чугунного литья, 1,4 миллиона тонн стального литья, 1,7 миллиона тонн алюминиевого литья и 321 000 тонн медного литья.

Большая часть современной металлургической промышленности внедрила инновации из-за значительного повышения качества песка благодаря улучшению инструментов, а также металлургии и лучшему пониманию свойств металлов.

Источники формовочного песка

Основными источниками получения формовочных песков являются морские берега, реки, озера, пустыни и зернистые элементы горных пород. Формовочные пески в основном можно разделить на два типа:природные и синтетические.

Натуральные формовочные смеси содержат достаточное количество связующего. С другой стороны, синтетические формовочные смеси готовят искусственно с использованием основных формовочных ингредиентов (кварцевый песок 85-91%, связующее 6-11%, содержание воды или влаги 2-8%) и других добавок в соответствующих весовых соотношениях с идеальной соответствующее оборудование для смешивания и измельчения.

Ингредиенты формовочной смеси

Основными компонентами формовочной смеси являются кварцевый песок, связующее, влагосодержание и добавки. Гранулированный кварцевый кварцевый песок является основным компонентом литейного песка с достаточной огнеупорностью, чтобы придать прочность, стабильность и проницаемость формовочному и стержневому песку.

Но наряду с кремнеземом в качестве примесей присутствуют небольшие количества оксида железа, глинозема, известняка (CaCO3), оксида магния, соды и поташа. Химический состав кварцевого песка дает представление о присутствующих примесях, таких как известь, оксид магния, щелочь и т. д.

Присутствие избыточных количеств оксида железа, оксидов щелочных металлов и извести может значительно снизить температуру плавления, что нежелательно. Кварцевый песок можно определить по крупности песка и его форме (угловатая, косая и округлая).

Связующее формовочных песков

Связующие могут быть неорганическими или органическими веществами. Вяжущие вещества, включенные в неорганическую группу, включают силикат натрия, портландцемент и т. д. В литейном производстве глина действует как связующее вещество, которое может быть каолинитом, шариковой глиной, огнеупорной глиной, лимонитом, фуллеровой землей и бентонитом.

Связующие, входящие в органическую группу, включают декстрин, патоку, зерновые связующие, льняное масло и смолы, такие как фенолформальдегид, карбамидоформальдегид и т. д. Связующие органической группы в основном используются для изготовления стержней. Среди всех вышеперечисленных вяжущих чаще всего используется бентонитовая разновидность глины.

Однако сама по себе эта глина не может образовать связи между песчаными осколками без присутствия влаги в формовочном и стержневом песке.

Содержание влаги в формовочных песках

Влажность формовочной смеси колеблется от 2 до 8%. Это количество добавляется к смеси глины и кварцевого песка, чтобы вызвать сцепление. Это количество воды, необходимое для заполнения пор между частицами глины без их разделения.

Это количество воды жестко удерживается глиной и в основном отвечает за увеличение прочности песка. Действие глины и воды снижает проницаемость по мере увеличения содержания глины и влажности. Прочность на сжатие в сыром состоянии сначала увеличивается с увеличением содержания глины, но начинает снижаться при достижении определенного значения.

Чтобы улучшить свойства формовочной смеси, к основным ингредиентам добавляют другие добавки, известные как присадки.

Добавки и угольная пыль

Добавки — это материалы, обычно добавляемые в смесь формовочного песка и стержневого песка для придания песку особых свойств. Некоторые обычно используемые добавки для улучшения свойств формовочного и стержневого песка:угольная пыль, кукурузная мука, декстрин, морской уголь, смола, древесная мука, кварцевая мука.

Угольная пыль в основном добавляется для создания восстановительной атмосферы в процессе литья. Эта восстановительная атмосфера заставляет любой кислород на полюсах химически связываться, так что он не может окислять металл. Обычно его добавляют в формовочные смеси для изготовления форм для производства серого и ковкого чугуна.

Другие добавки для формовочной смеси

Кукурузная мука относится к семейству крахмалистых углеводов и используется для увеличения количества формовочного и стержневого песка. Он полностью испаряется под действием тепла в форме песка, оставляя пространство между песчинками.

Это позволяет песчинкам свободно перемещаться, что в конечном итоге вызывает движение стенок формы и уменьшает расширение формы и, следовательно, дефекты литья. Кукурузный песок, добавленный в формовочный и стержневой песок, значительно повышает прочность форм и стержней.

Формовочный песок с морским углем

Морской уголь представляет собой мелкодисперсный битуминозный уголь, который помещается в поры зерен кварцевого песка в формовочном и стержневом песке. При нагревании морской уголь превращается в кокс, который заполняет поры и не боится воды.

Из-за этого песчинки становятся конечными и не могут развиваться в плотную упаковку. Таким образом, морской углерод уменьшает подвижность стенок формы и проницаемость для форм и песка стержня, тем самым сохраняя поверхность формы и стержня чистой и гладкой.

Деготь – это дистиллированная форма мягкого угля. Его можно добавлять от 0,02% до 2% в формовочную смесь и стержень. Деготь увеличивает жаропрочность, качество поверхности на поверхности формы и ведет себя точно так же, как морской уголь.