E‑BOOK

Spis treści

• OsnowaDfNpDtlAOsnowa

• Materiały wiążąceD17m1KPMRMateriały wiążące

• Materiały dodatkoweD5phjEBwsMateriały dodatkowe

• Przygotowanie masy formierskiej

• Regeneracja masy formierskiejDCX5YYpdJRegeneracja masy formierskiej

• Urządzenia wykorzystywane do przygotowania masyDwzvb9UsBUrządzenia wykorzystywane do przygotowania masy

• Obsługa bieżąca maszyn i urządzeńD4BOtiEyLObsługa bieżąca maszyn i urządzeń

• Ocena stanu technicznego elementów maszyn i urządzeńD11qBCHVPOcena stanu technicznego elementów maszyn i urządzeń

• Zasady bezpieczeństwa i higieny pracyD66srbCBhZasady bezpieczeństwa i higieny pracy

• Słownik pojęćDarJRaXugSłownik pojęć

• Netografia i bibliografiaD1DAw4lBpNetografia i bibliografia

Przygotowanie masy formierskiej

Kryteria doboru mas formierskich i rdzeniowych

Masa formierska jest to mieszanina różnych materiałów formierskich, dobranych w odpowiednim stosunku. Ilość i rodzaj poszczególnych składników mas są uzależnione od następujących czynników:

• rodzaj stopu, masa i kształt odlewów,

• wymagana dokładność wymiarowa odlewów oraz chropowatość,

• wymiar produkcji,

• ekonomika procesu,

• względy ekologiczne,

• temperatura zalewania formy,

• skład ziarnowy masy,

• oczekiwane właściwości mechaniczne i fizyczne mas np. płynność, zagęszczalność, przepuszczalność,

• przeznaczenie,

• wymagana konsystencja (sypka, ciekła),

• stopień zużycia,

• jakość.

Rodzaje mas formierskich i rdzeniowych

Masy formierskie z bentonitem

Należą do grupy mas syntetycznych. Taka masa jest mieszaniną osnowy piaskowej, bentonitu oraz wody. Istotny jest odpowiedni dobór proporcji poszczególnych składników. Obecność wody gwarantuje związanie ziaren osnowy przez glinę formierską. Odpowiednia ilość wody ma bezpośredni wpływ miedzy innymi na: wytrzymałość, przepuszczalność, zagęszczalność, osypliwość mas formierskich. Jeżeli masa jest zbyt sucha, powierzchnia styku między cząsteczką osnowy, a bentonitu jest punktem (zakładając kulisty kształt obu cząsteczek). Po dodaniu wody cząsteczki bentonitu pęcznieją, tym samym zwiększając powierzchnię styku. Zdolność przyłączania wody przez cząsteczki bentonitu jest ograniczona i po wprowadzeniu zbyt dużej ilości pozostaje ona jako woda niezwiązana i wpływa na spadek wytrzymałości. Powyższy opis mas z bentonitem dotyczy odlewów ze staliwa. W przypadku mas dla odlewów żeliwnych konieczny jest dodatek nośnika węgla błyszczącego.

Sypkie masy szybkoutwardzalne (szkło wodne przedmuchiwane ${\text{C}}_{}{\text{O}}_2$)

Ten rodzaj masy jest zaliczany do technologii zimnej rdzennicy. Jako osnowę stosuje się głównie piasek kwarcowy, zawartość lepiszcza nie może przekraczać $0,5\%$, zawartość frakcji pyłowej powinna wynosić mniej niż $5\%$. W tej technologii spoiwem jest głównie szkło wodne. Na $100$ części masowych piasku dodaje się $2,6-6$ części masowych szkła wodnego, ilość szkła jest uzależniona od składu ziarnowego oraz modułu, lepkości i gęstości spoiwa. Mieszaninę piasku i szkła wodnego umieszcza się w rdzennicy lub skrzynce, a następnie w celu związania przedmuchuje się ${\text{C}}_{}{\text{O}}_2$. Obecnie jednak szkło wodne zastępowane jest geopolimerami i innymi spoiwami krzemianowymi.

Masy cementowe

Mają zastosowanie w produkcji jednostkowej i seryjnej odlewów pośrednich i dużych wymiarach i nieskomplikowanym, lub średnioskomplikowanym kształcie.

Skład masy:

• piasek kwarcowy,

• $8 -12\%$ cementu portlandzkiego,

• $7-10\%$ wody.

W formie lub rdzennicy utwardza się na powietrzu $24-48$ godzin. Dodatek ${\text{Ca}}_{}{\text{Cl}}_2$ , ${\text{Mg}}_{}{\text{Cl}}_2$ w ilości $5-6\%$ skraca czas wiązania do $8-10$ godzin.

Do zalet tego rodzaju mas należy niski koszt cementu, mała ilość energii potrzebna do zagęszczenia masy, dobra dokładność wymiarowa, dobra wytrzymałość po utwardzeniu. Do wad możemy zaliczyć niezbyt dobrą jakość powierzchni oraz silne przywieranie masy do powierzchni modelu.

Ciekłe masy samoutwardzalne ($\text{CMS}$)

Mają zastosowanie w produkcji jednostkowej i seryjnej odlewów o średnich i dużych wymiarach i nieskomplikowanym, lub średnioskomplikowanym kształcie. Masa składa się z mieszaniny piasku kwarcowego, szkła wodnego, żużla chromowego spełniającego rolę utwardzacza oraz dodatków spieniających w odpowiednich proporcjach. Mieszaninę o ciekłej konsystencji wylewa się na model. Po czasie $20-40 \min$ następuje utwardzenie masy.

Ciekłe masy szybkoutwardzalne ($\text{CMSZ}$)

Jako osnowę stosuje się głównie piasek kwarcowy. Wymagane są określona wielkość ziarna: $d=0,2-0,4$ oraz minimalna zawartość ziarn mniejszych od $0,02 \mathrm{mm}$ i frakcji pyłowych W tym przypadku spoiwem jest szkło wodne sodowe. Utwardzacze ciekłej masy są takie same jak sypkiej. Stosuje się środki powierzchniowo czynne. Sporządzenie masy rozpoczyna się od wymieszania ciekłych składników masy, następnie mieszaninę ciekłych składników dodaje się do osnowy. Masę wlewa się do rdzennicy lub skrzynki formierskiej bezpośrednio po zakończeniu mieszania. Masa powinna mieć ciekłość $18-19 \mathrm{cm}$, nie wymaga ona zagęszczania.

Proces gorącej rdzennicy

Metoda ta ma zastosowanie przy seryjnej i masowej produkcji rdzeni o podwyższonych wymaganiach wymiarowych. Do procesu gorącej rdzennicy zalicza się masy wiążące w podwyższonej temperaturze, masy tego rodzaju zawierają także utwardzacz, który może spełniać rolę nośnika składników niezbędnych do szybkiego usieciowania żywicy lub katalizatora. Rdzennica podgrzana do temperatury $200-300°\mathrm{C}$ (poza technologią Warm‑box, w której temperatury są poniżej podanego zakresu) zostaje napełniona za pomocą nadmuchiwarek lub strzelarek. Pod wpływem ciepła następuje polimeryzacja spoiwa powodująca utwardzenie masy rdzeniowej.

Wyróżniamy następujące procesy gorącej rdzennicy:

• Croninga (formowanie skorupowe),

• gorącej rdzennicy (Hot – box),

• ciepłej rdzennicy (Warm – box),

• skokowego utwardzania cieplnego (Thermoshock),

• Z przedmuchaniem podgrzanym powietrzem (Warm air).

Proces zimnej rdzennicy wykorzystujący system przedmuchiwania gazem

W tym przypadku rolę utwardzacza mają substancje w stanie gazowym (aminy – $\text{DMEA}$, $\text{DMIA}$, $\text{TEA}$, ${\text{S}}_{}{\text{O}}_2$, ${\text{C}}_{}{\text{O}}_2$ utwardzacz estrowy – mrówczan metylu). Najkorzystaniejsze jest dostarczenie gazowego utwardzacza we wszystkie przestrzenie porowate rdzenia. Zatem, proces ten wymaga odpowiedniej przepuszczalnosći masy, punktowego doprowadzenia gazu.

Fenolowy proces Ashland

Proces tan zalicza się do technologii zimnej rdzennicy. Masy formierskie i rdzeniowe wykonane z udziałem żywicy są przedmuchiwane aminą ($\text{DMEA}$, $\text{DMIA}$, $\text{TEA}$), co powoduje natychmiastowe utwardzenie materiału w temperaturze otoczenia. Mała lepkość żywicy umożliwia wykorzystanie wszystkich rodzajów mieszarek do wytwarzania masy. Masę zagęszcza się za pomocą strzelarek lub nadmuchiwarek. Pary katalizatora , są wytwarzane w urządzeniach o konstrukcji umożliwiającej uzyskanie dużej prężności aminy w gazie obojętnym lub powietrzu. Nadmiar aminy jest usuwany przez przedmuchiwanie rdzenia powietrzem. Usunięta amina jest poddana procesowi odzysku i kierowana do następnego cyklu utwardzania. Rdzenie po utwardzeniu posiadają dużą wytrzymałość i mogą być transportowane, wykańczane, łączone ze sobą. Temperatura osnowy ziarnowej powinna wynosić $20-25°\mathrm{C}$. Niższa lub wyższa temperatura może stwarzać problemy z wykonaniem rdzeni. Zaleca się stosowanie wilgotności osnowy na poziomie $0,1\%$. Wzrost wilgotności osnowy ziarnowej powyżej $0,25\%$ powoduje znaczny spadek wytrzymałości masy i skrócenie czasu jej przydatności do formowania. Jako oprzyrządowanie modelowe można stosować żeliwo, aluminium, żywice epoksydowe i uretanowe.

Szkodliwość mas formierskich i rdzeniowych

Na szkodliwość mas formierskich i rdzeniowych wpływają następujące czynniki:

• szkodliwe i toksyczne świeże składniki mas,

• zapylenie,

• szkodliwe produkty destrukcji cieplnej (wydzielanie się gazów),

• temperatura,

• hałas, drgania,

• pole magnetyczne,

• trudne do utylizacji odpady.

W tym celu odlewnie mogą podjąć następujące działania:

• hermetyzacja szkodliwych procesów,

• własna oczyszczalnie ścieków i chłodnia przemysłowa, dzięki czemu zrzut wód po etapie chłodzenia jest wstrzymany,

• recykling i odpowiednia utylizacja odpadów produkcyjnych,

• uruchomienie linii produkcyjnej pozbawionej przesypów masy - wówczas maleje emisja pyłów,

• dach odlewni zmniejszający emisję hałasu,

• maszyny i urządzenia wyposażone w program oszczędzania energii,

• nowoczesne systemy wentylacji i odpylania,

• wykorzystanie ogrzewania solarnego,

• szkolenia podnoszące świadomość pracowników odnośnie ekologii.

Powrót do spisu treści10Powrót do spisu treści

Powiązane materiały multimedialne

• Atlas interaktywny: Zasady obsługi bieżącej maszyn i urządzeń do przygotowania mas formierskich i mas rdzeniowychDgccE1PVNZasady obsługi bieżącej maszyn i urządzeń do przygotowania mas formierskich i mas rdzeniowych

• Sekwencje filmowe: Rodzaje maszyn i urządzeń do przygotowania mas formierskich i mas rdzeniowychDZaMaJjfyRodzaje maszyn i urządzeń do przygotowania mas formierskich i mas rdzeniowych

• Animacja 3D: Proces przygotowania mas formierskich i mas rdzeniowychD3F7BCrRAProces przygotowania mas formierskich i mas rdzeniowych

• Schemat interaktywny: Zasady oceny stanu technicznego elementów maszyn i urządzeńD18MX8xTGZasady oceny stanu technicznego elementów maszyn i urządzeń