Wilgotność masy formierskiej: Definicja i wpływ na właściwości
- Szczegóły
Masa formierska jest to mieszanina różnych materiałów formierskich, dobranych w odpowiednim stosunku, aby uzyskać oczekiwane właściwości mechaniczne i fizyczne. Istotnym parametrem wpływającym na te właściwości jest wilgotność masy.
Wpływ wilgotności na właściwości mas formierskich
Odpowiednia ilość wody ma bezpośredni wpływ między innymi na: wytrzymałość, przepuszczalność, zagęszczalność, osypliwość mas formierskich. Obecność wody gwarantuje związanie ziaren osnowy przez glinę formierską. 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.
Rodzaje mas formierskich i rdzeniowych
W odlewnictwie stosuje się różne rodzaje mas formierskich i rdzeniowych, a ich dobór zależy od specyfiki procesu odlewania i wymagań dotyczących odlewu. Poniżej przedstawiono kilka popularnych rodzajów mas:
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.
Przeczytaj także: Poradnik: walka z wilgocią w mieszkaniu
Sypkie masy szybkoutwardzalne (szkło wodne przedmuchiwane C 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 CO2.
W formie lub rdzennicy utwardza się na powietrzu 24-48 godzin. Dodatek CaCl2 , MgCl2 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 (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 (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 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 cm, nie wymaga ona zagęszczania.
Przeczytaj także: Wakacje w Bodrum
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°C (poza technologią Warm‑box, w której temperatury są poniżej podanego zakresu) zostaje napełniona za pomocą nadmuchiwarek lub strzelarek.
Proces zimnej rdzennicy wykorzystujący system przedmuchiwania gazem
W tym przypadku rolę utwardzacza mają substancje w stanie gazowym (aminy - DMEA, DMIA, TEA, SO2, CO2 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 (DMEA, DMIA, 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°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.
Przeczytaj także: Poradnik pomiaru wilgotności
tags: #wilgotność #masy #formierskiej #definicja
