E-materiały do kształcenia zawodowego

E‑book do e‑materiału Eksploatacja maszyn i urządzeń do przygotowania mas formierskich i mas rdzeniowych

MTL.02. Eksploatacja maszyn i urządzeń odlewniczych – Operator maszyn i urządzeń odlewniczych 812107, Technik odlewnik 311705

bg‑cyan

Masy formierskie oraz maszyny do ich przygotowania

E‑BOOK

10

Spis treści

Osnowa

Materiały na osnowęosnowa masy formierskiejosnowę powinny charakteryzować się:

  • odpornością na działanie wysokiej temperatury,

  • odpornością na działanie tlenków metali,

  • małą rozszerzalnością cieplną,

  • brakiem przemian polimorficznych,

  • odpowiednim składem ziarnowym.

Na osnowę składają się różne rodzaje i gatunki piasków formierskich. W przemyśle odlewniczym wykorzystywane są następujące rodzaje piasków:

  • kwarcowy,

  • chromitowy,

  • cyrkonowych

  • oliwinowy,

  • glinokrzemianowy,

  • glinokrzemianowy naturalny,

  • magnezytowy,

  • magnezytowo – chromitowy.

Wymienione rodzaje osnów piaskowych różnią się gęstością, temperaturą topnienia, a także rozszerzalnością liniową oraz odpornością na penetrację ciekłego metalu, która w dużej mierze jest uzależniona od składu ziarnowego piasku. Istotny jest właściwy dobór materiałów wiążących i osnowy ziarnowej pod względem charakteru chemicznego. Piasek kwarcowy z uwagi na lekko kwaśne pH może być stosowany z niemal wszystkimi rodzajami materiałów wiążących. Z kolei piasek oliwinowy (zasadowy) nie powinien być łączony z kwaśnymi spoiwami.

Najczęściej stosowanym piaskiem ze względu na dobrą dostępność i stosunkowo niską cenę jest piasek kwarcowy. Jego rozszerzalność cieplna ma wpływ na powstawanie wad odlewniczych, aby temu zapobiec stosuje się specjalne dodatki, zwłaszcza przy produkcji rdzeni.

Piasek chromitowy jest materiałem bardziej ogniotrwałym w porównaniu z piaskiem kwarcowym, charakteryzuje się także lepszą stabilnością w wysokiej temperaturze oraz większą zdolnością chłodzenia. Jest stosowany przy produkcji dużych odlewów ze względu na to, że zapewnia dobrą jakość ich powierzchni. Piasek chromitowy również jest stosowany w przypadku odlewów ze staliwa wysokomanganowego. Dodatkowo dzięki właściwościom ferromagnetycznych możliwe jest jego proste odzyskanie poprzez segregację magnetyczną.

Właściwości piasku cyrkonowego są zbliżone do piasku chromitowego, aczkolwiek piasek cyrkonowy posiada mniejszą ziarnistość.

Piasek oliwinowy otrzymuje się poprzez kruszenie skał naturalnych. Zwykle jest stosowany do wytwarzania form i rdzeni w produkcji odlewów ze staliwa manganowego, wynika to z tego, że kwarc silnie reaguje z manganem, co uniemożliwia zastosowanie osnowy kwarcowej.

Chemiczny charakter w podwyższonej temperaturze niektórych materiałów stosowanych jako osnowa mas i powłok ochronnych

Materiał

Charakter chemiczny

Chromit

lekko zasadowy

Cyrkon

lekko kwaśny

Korund

lekko kwaśny

Kwarc

kwaśny

Magnezyto–chromit

zasadowy

Magnezyt spieczony

zasadowy

Oliwin

zasadowy

Szamot

lekko kwaśny (zwiększa się w miarę wzrostu zawartości SiO2)

Powrót do spisu treściPowrót do spisu treści

Analiza sitowa

Analiza sitowa polega na rozfrakcjonowaniu materiału na zestawie sit, a następnie zważeniu pozostałości badanego materiału na każdym z sit. Frakcja najdrobniejsza, która przechodzi przez wszystkie sita, zbiera się na denku.

1
Analiza sitowa według standardu zgodnego z PN-H-11077:1983

Numer sita

Prześwit oczka (wymiar boku) mm

Średnica drutu siatki mm

Mnożniki opracowane przez Lecha Lewandowskiego

3,20

3,20

1,20

3

1,60

1,60

1,00

5

1,00

11,00

0,63

9

0,80

0,80

0,50

11

0,63

0,63

0,40

17

0,40

0,40

0,25

31

0,32

0,32

0,20

38

0,20

0,20

0,12

52

0,160

0,160

0,10

66

0,10

0,10

0,063

103

0,071

0,071

0,045

150

0,063

0,063

0,04

170

0,056

0,056

0,036

195

0,04

0,04

0,025

240

denko

-

-

300

Powrót do spisu treściPowrót do spisu treści

Frakcja główna

Frakcję główną stanowią sąsiednie trzy numery sit, na których podczas analizy sitowejanaliza sitowaanalizy sitowej zebrała się największa ilość materiału. Dzięki niej można określić grupę ziarnową, do której należy dany materiał.

Frakcja główna dla danej grupy ziarnowej wg Polskiej normy PN-H-11077:1983:

  • żwirek – 0,63/0,40/0,32

  • gruby – 0,40/0,32/0,20

  • średni – 0,32/0,20/0,16

  • drobny – 0,20/0,16/0,10

  • bardzo drobny – 0,16/0,10/0,071

  • miałki – 0,10/0,071/0,056

  • mułek – 0,071/0,056/denko

RHTRmV83AXAZE
Wykres wyników analizy sitowej wraz z wyznaczeniem frakcji głównej
Źródło: GroMar sp. z o. o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Wykres przedstawia zawartość procentową frakcji w zależności od numeru sit. Wykres posiada również wyznaczoną frakcje główną. Zgodnie z przedstawionymi danymi wyniki prezentują się następująco, dla lepiszcza zawartość frakcji wynosi 3%, dla sita o numerze 1,60 jest to 1%, dla sita o numerze 0,80 to 2%, dla sita o numerze 0,63 zawartość lepiszcza wynosi 4%, dla sita o numerze 0,40 jest to 9%, dla sita o numerze 0,32 jest to 32%, dla sita o numerze 0,20 jest to 36%, dla sita o numerze 0,16 jest to 12%, dla sita o numerze 0,10 jest to 4%, dla sita o numerze 0,071 zawartość frakcji to 2%, dla sita o numerze 0,056 jest to 1% i dla denka zawartość frakcji również wynosi 1%. Frakcja główna to sita o numerze 0,32, 0,200,16.

Powrót do spisu treściPowrót do spisu treści

Powiązane materiały multimedialne

R1YBHFrWyKa2L
osnowa masy formierskiej
osnowa masy formierskiej

sypki materiał formierski o ziarnach większych niż 0,02 mm, stosowany jako podstawowy składnik masy formierskiej. Opcjonalnie osnowę może też stanowić spoiwo synstetyczne, np. żywica furfurylowa.

R1SjmvoMkItI0
Osnowa masy formierskiej 
Źródło: GroMar Sp. z. o. o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Ilustracja przedstawia schemat wiązania mas formierskich o osnowie piaskowej z bentonitem. Składa się odna z dwóch części - osnowy piaskowej z lepiczczem przed i po dodaniu wody. Po lewej stronie ilustracji elementy masy formierskiej mają postać nieregularnych białych ziaren z  obwódką. Przestrzeń pomiędzy ziarnami, a obwódką jest zakreskowana. Po prawej stronie grafiki przedstawiono masę związaną. Osnowa masy formierskiej ma postać nieregularnych białych ziaren, w tym przypadku zakreskowana część znajduje się tylko na ich części. Dodatkowo pomiędzy ziarnami występują czarne nieregularne fragmenty, przedstawiające pęczniejący bentonit pod wpływem wody. Na schemacie opisano słownie dwa elementy. Białe części ziaren to osnowa piaskowa SiO2. Natomiast zakreskowana część ziaren znajdujących się po lewej stronie oraz czarne miejsca na rysunku po prawej stronie to lepiszcze - bentonit.

analiza sitowa
analiza sitowa

przesiewanie próbki materiału sypkiego na zestawie laboratoryjnych znormalizowanych sit w celu scharakteryzowania materiału pod względem udziału ziarn różnej wielkości