Støbeblandinger. Til fremstilling af støbeforme og kerner anvendes en række forskellige støbe- og kerneblandinger, hvis sammensætning afhænger af støbemetoden, typen af ​​legering, produktionens art, typen af ​​støbning og de teknologiske midler og materialer, der er til rådighed for produktionen.

Afhængig af brug sand-ler støbning blandinger er klassificeret som følger:

• ved påføring under støbning (beklædning, fyldning og ensartet);
• i henhold til formens tilstand før hældning (til våde, tørre, tørrede og kemisk hærdende former);
• efter typen af ​​legering, der hældes i formen (til støbejern, stål og ikke-jernholdige støbegods).

Facing blanding bruges til at beklæde arbejdsfladen på forme. Tykkelsen af ​​beklædningslaget afhænger af sammensætningen af ​​beklædningsblandingen og af støbningens størrelse (fra 20 til 100 mm og derover). Oven på belægningsblandingen hældes en fyldningsblanding i kolberne, som er lavet af genbrugsjord med tilsætning af 5-10% friske materialer (sand, ler).

Enkelt blanding tjener til fyldning af hele formens volumen og bruges til fremstilling af små og mellemstore støbegods i serie- og masseproduktion. Enkeltblandingen adskiller sig fra fyldstofblandingen ved det store indhold af friske materialer og en vis mængde specielle tilsætningsstoffer (kul, tørvebeg osv.).

Blandinger til tørre former adskiller sig fra blandinger til råformer lavere indhold af cirkulerende blanding og øget procentdel af ler- og vandindhold. Ofte fremstilles former, der udtørres af beklædnings- og fyldningsblandinger, og for at øge deres smidighed tilsættes blandingen brændbare tilsætningsstoffer (savsmuld, tørv osv.).

Blandinger til tørring af former De indeholder en arbejdsblanding, friske materialer (sand og ler) og fastgørelseselementer (SP, SB). Som beklædningsblandinger har de fundet bred anvendelse i fremstillingen af ​​mellemstore og store kritiske støbegods. Afhængig af vægten af ​​støbegodset, som formen er lavet til, er tørretiden 20-60 minutter. På jernstøberiet i Moskva bruges "Stankolit"-blandinger til at fremstille støbegods, der vejer op til 1000 kg, tørret i 30 minutter.

Sammensætningen af ​​blandingen tørret i 30 minutter(volumenprocent)

Lukhovitsky sand 1K315A (GOST2138-56) 88-89

Støbeler FV-1 1-2

Træsavsmuld 5

Asbestspåner 5

Fastener SB (over 100%) 1.5

Sulfit-alkoholstillage (over 100%) 2-3

Når formene tørrer, dannes et stærkt, hårdt lag på arbejdsfladerne, som påvirker støbegodset til at opnå en ren overflade og øget nøjagtighed.

Blandinger til kemisk hærdning af forme fremstillet af kvartssand med tilsætning af 4,5-6,5% flydende glas og 1,5% kaustisk soda med en koncentration på 10-20%. Tilsætning af kaustisk soda til blandingen (se side 25) giver dig mulighed for at bevare de teknologiske egenskaber i længere tid, samt øge styrken af ​​blandingen efter kemisk hærdning. Til støbejernsstøbegods, der vejer fra 1000 til 5000 kg, anvender Stankolit-værket en kemisk hærdende blanding af følgende sammensætning.

Sammensætning af den kemisk hærdende blanding(volumenprocent)

Lukhovitsky sand 1K315A (GOST 2138-56) 88-89

Støbeler FV-1 3-4

Jordkul GK 8

Flydende glas (over 100%) med et modul svarende til 2,6-2,7 6

15% kaustisk sodaopløsning (densitet 1300 kg/m 3) 075-1,0

Flydende glasblandinger hærder, når de blæses med kuldioxid (CO 2). I dette tilfælde nedbrydes natriumsilicat, og der dannes natriumcarbonat og silica. Silica kombineres med vand for at danne et kemikalie kaldet kiselsyregel.

Kiselsyregelen, der omslutter sandkornene i blandingen, har evnen til at hærde med tab af noget af det tilsatte vand. På grund af dette binder gelfilmene, placeret mellem sandkornene, efter en kort periode uden varme, dem til en stærk og tør masse. Når man blæser en flydende glasblanding med kuldioxid, erstattes den lange termiske cyklus af fugtfordampning og hærdning af blandingen af ​​en accelereret proces med kemisk binding af vand med bestanddelene i flydende glas.

I øjeblikket er selvhærdende beklædningsblandinger ved at blive udbredt. Anvendelsesområdet for disse blandinger er produktion af mellemstore og store støbegods.

Den færdige selvhærdende blanding hældes på modellen. Ved fremstilling af støbeforme til store støbegods fores modellen med blandingen og komprimeres delvist.

Efter påfyldning af påfyldningsblandingen komprimeres den med maskine. Ved fremstilling af store støbeforme komprimeres fyldblandingen med en sandblæser med mulig efterfølgende komprimering ved brug af stamper. Efter påfyldning "selvhærder" formene på platformen eller på transportøren.

Formens vendende lag, fremstillet af en selvhærdende blanding, har høj styrke og gasgennemtrængelighed, hvilket sikrer fremstilling af støbegods af høj kvalitet.

Disse former er malet med selvtørrende non-stick maling.

I tabel 7 viser typiske sammensætninger af støbesand.

TIL kategori:

Fremstilling af præcisionsstøbegods

Fremstilling af præcisionsstøbegods af aluminium, magnesium og kobberlegeringer ved hjælp af en permanent model

Støbninger af kun en vis masse fremstilles i gipsforme. Særligt komplekse støbegods fremstilles i skalkeramiske forme. Ifølge rapporter fra nogle specialiserede virksomheder (Canadion-Marconi, Sterling Metals Limited, Munetto) er keramiske forme mere fordelagtige til støbegods med meget store variationer i tykkelse.

Fordelene ved gipsforme til støbning af aluminiumslegeringer er givet i værkerne.

Gipsstøbningsblandinger. Bindemidlet i disse blandinger er gips, hvis kvalitet er af stor betydning. Kun gips, der er egnet til gipsforme, er en, der ikke krymper, når den hærdes. Gipsstøbningsblandinger har følgende omtrentlige sammensætning, %: 30-100 gips, 5-40 asbest, 19-30 talkum, 5-80 kvartsmel, 0-10 lertøj, 33 malet mursten, 0-50 kvartssand, 70 cristobalit 0-1,5 kalk, 0-5 Portlandcement, 0,25-3,0 ammoniumbromid.

Gipsstøbningsblandinger blandes med vand til en cremet tilstand i følgende forhold mellem komponenter: 0,35 dele vand pr. 1 del af blandingen. Individuelle tilsætningsstoffer i gipsblandinger påvirker deres egenskaber som følger: formalet asbest øger porøsiteten; hvis asbest anvendes i fibrøs form, forbedres formens mekaniske egenskaber. Malet asbest skal have den passende kornstørrelse. Kvartsmel reducerer volumetriske ændringer i gipsblandingen under hærdning, calcinering og afkøling af formen. Talkum og kvartssand, som inerte fyldstoffer, kompenserer for volumetriske ændringer. Kalk og cement stabiliserer volumetriske ændringer i form. Ved afbrændingsformer nedbrydes ammoniumbromid til gasformige stoffer og hjælper med at øge formernes gaspermeabilitet.

Ud over disse additiver introduceres også mange andre, som bruges meget sjældnere: borsyre i en mængde på 1 til 2% og borax 0,35-0,5%, som fremmer hurtig hærdning af blandingen. Flydende glas øger formernes styrke og modstand mod slid. Natriumalginat i en mængde på 0,1-0,5%, natriumcarbonat (0,1-0,5%), formalin regulerer hærdningshastigheden. Calciumaluminat i en mængde på 2,5-12% og zinkoxid sænker hærdningen og giver formene større styrke. Tilsætningsstoffer af aluminiumoxider, jernoxider osv. bruges også som tilsætningsstoffer for at øge styrken af ​​forme.

Gipsformer skal have følgende grundlæggende egenskaber: tilstrækkelig styrke og slidstyrke; tilstrækkelig gaspermeabilitet; minimale volumenændringer muligt.

De anførte egenskaber er tilvejebragt af sammensætningen af ​​blandingen og metoden til dens fremstilling. Den største indflydelse på blandingens egenskaber (ud over dens sammensætning) er viskositeten af ​​gipsmassen, bestemt af forholdet mellem tørre komponenter og vand. Som et resultat af forfatternes forskning viste det sig, at mængden af ​​vand pr. 1 kg støbesand ikke måtte overstige 0,8 liter, ellers vil formene have lav styrke, høj gaspermeabilitet og krympe meget under tørring; det bedste forhold er 0,45-0,55 liter vand pr. 1 kg blanding. Med mindre mængder vand er gipsblandingen meget tyk, og det er svært at fylde komplekse modeller med det; En masse luftbobler er blandet i denne blanding. Hvis forholdet nærmer sig 0,8 liter vand pr. 1 kg blanding, bremses hærdningen af ​​blandingen kraftigt, og den forbliver blød selv efter 48 timer. Dette refererer til en gipsblanding bestående af 50 % Rocasso-gips, 30 % asbestflis og 20 % kvartsmel.

Egenskaberne af gipsforme påvirkes også af støbeblandingens temperatur og blandetid. Til den specificerede gipsblanding er det bedst at bruge vand ved en temperatur på 50-52 ° C; ved denne temperatur har forme maksimal styrke, slidstyrke, gaspermeabilitet og volumenkonstans. Blandetiden for gipsblandingen bør ikke overstige 3 minutter. Hurtigere eller længere blanding forårsager krympning af gipsformene.

På trods af det faktum, at gipsforme indeholder stoffer i blandingen for at øge gaspermeabiliteten, er dens værdi stadig utilstrækkelig, og derfor opnås støbegods med defekter, for eksempel ikke-stile.

Gaspermeabiliteten kan øges på tre måder:

1) ved at tilsætte stoffer til formblandingen, der efter hærdning og opvarmning af formen forgasses og fjernes fra den og derved øger gasgennemtrængeligheden. Oftest anvendes ammoniumchlorid eller -bromid til disse formål;

2) opvarmning i en autoklave (Antioch-metoden). Når den opvarmes i en fugtig atmosfære ved en temperatur på 90 ° C, bliver gips (calciumdihydrat) til hemihydrat, da dihydrat ved denne temperatur er en ustabil form for calciumsulfat. Vandet, der frigives under nedbrydningen af ​​calciumdihydrat, opløser hemihydraterne til mætning. Da opløseligheden af ​​hemihydrater falder med stigende temperatur, opretholdes lavt tryk i autoklaven (fra 0,07 til 0,2 MPa). Efter at have holdt formen i autoklaven i 6 timer, afkøles den i en fugtig atmosfære. Formens overflade afkøles hurtigere end dens inderste del, så små dihydratkrystaller frigives i de ydre lag af formen, og store i de indre dele af formen. I denne form, med et finkornet overfladelag og et porøst indre, er gaspermeabiliteten betydeligt højere;

3) opskumning af blandingen (Gipsum Hydroperm-metoden). Essensen af ​​metoden er, at der tilsættes et skummiddel til gipsblandingerne. Der tilsættes stoffer til blandingen, for eksempel carbonat og fortyndet syre eller hydrogenperoxid og ammoniakvand. Mellem dem, når blandingen omrøres, opstår reaktioner med frigivelse af et stort volumen gas. Der kan tilføres organiske skummidler i gipsblandingen, som ved blanding optager luft og stabiliserer den godt gennem hele volumen. Den hærdede gipsform er mættet med små gas-luftbobler, hvilket øger formens gaspermeabilitet; Lad os kalde denne metode mekanisk skumning. Hver af disse metoder har sin egen teknologi.

I det første tilfælde øges gaspermeabiliteten kun efter opvarmning til en temperatur, hvor alt vand (både frit og bundet) praktisk talt fjernes fra formen. Ved opvarmning i autoklave og ved mekanisk opskumning af formmassen dannes porøsitet i det øjeblik, hvor alt vandet, både kemisk bundet og frit, er til stede i formen.

Former, hvor gaspermeabiliteten øges ved den første metode, indeholder stoffer i den indledende gipsblanding, der danner porøsitet umiddelbart efter at massen er hærdet. Dette er nødvendigt for at lette fjernelse af vanddamp under efterfølgende varmebehandling. Vand fjernes mekanisk ved en temperatur på 85-96 °C. Formen skal tørres omhyggeligt, da porøsiteten er meget lille, og der kan opstå skader, hvis der dannes store mængder vanddamp. Minimum opvarmningstid til den angivne temperatur er 8 timer, efterfulgt af opvarmning til 200-220 °C, hvorved det meste af det bundne vand fjernes. Opvarmningshastighed 50 °C/t. Formene holdes ved denne temperatur i op til 12 h. Dette efterfølges af opvarmning til 380 °C med samme hastighed for at nedbryde ammoniumsalte. Hold ved denne temperatur i 5 timer. Derefter afkøles formene til 100 °C, de tages ud af ovnen og forberedes til hældning.

Ved fremstilling af gipsformer, der skal opvarmes i autoklave eller ved opskumning, tilsættes blandingen ikke tilsætningsstoffer, der øger gasgennemtrængeligheden, såsom asbest og glasuld. I dette tilfælde er de unødvendige. Når du bruger dem, øges overfladeruheden af ​​formene desuden. Under varmebehandlingen af ​​gipsformen bliver den tilstrækkelig gaspermeabel til at fjerne fugt. Det er i denne periode, at frit og dihydratiseret vand fjernes. Hemihydratvandet fjernes, mens metallet hældes i formen. På grund af støbeformens høje gaspermeabilitet fjernes de resulterende dampe gennem væggene uden skader på støbeformen.

Varmebehandlingen af ​​formene ved opvarmning i autoklave eller ved opskumning er således meget enkel, og formene i sig selv er ikke så følsomme over for opvarmningshastigheden. Varmebehandling af formene udføres ved lave temperaturer, placeret mellem de endoterme toppe forårsaget af tabet af dihydrat- og hemihydratvand. Under normale forhold ligger denne temperatur i området 180-225 °C. Formene (afhængigt af deres størrelse) holdes i området for disse temperaturer i 10-18 h. Efter afkøling klargøres formene til udhældning.

Sammenlignende test af alle tre beskrevne metoder, udført af ZPS-virksomheden i Gottwald (Tjekoslovakiet), viste, at

formenes gaspermeabilitet var i området 48-52 J. N. R. Kvaliteten af ​​overfladen af ​​støbegodset og densiteten af ​​metallet direkte under støbehuden var også den samme.

Skumformer kræver præcis vedligeholdelse af teknologiske parametre: tryk, temperatur og tid i autoklaven.

For at øge gaspermeabiliteten på grund af nedbrydningen af ​​ammoniumsalte er langsom og omhyggelig varmebehandling af formene nødvendig. Den volumetriske stabilitet af sådanne former kan øges ved at tilsætte 1% aluminiumsulfat A12 3. Bearbejdning af gipsformer i en autoklave bruges i masseproduktion, og mekanisk opskumning anvendes i enkeltproduktion.

Hvis det kun er nødvendigt at have en bestemt del af støbningen med en særlig høj kvalitet overflade og snævre dimensionstolerancer, så brug en kombineret form. Enten en gipsstang eller en del af en gipsform indsættes i sandformen.

Den maksimale vægt af aluminiumslegeringsstøbegods, der kan fremstilles i gipsforme, er 10-160 kg. Minimum vægtykkelse er 1,5 mm, i særlige tilfælde 0,55 - 1,0 mm.

Overfladeruhed varierer fra 60 til 80 RMS. Den termiske ledningsevne af gipsforme relaterer sig til varmeledningsevnen af ​​konventionelle sandforme som 0,65: 1,0, hvilket især skal tages i betragtning ved støbning af blybronze. Blyindholdet i sådanne bronzer bør ikke være mere end 2,5%, og kulstofindholdet ikke mere end 7%; Med et højere blyindhold sker dets adskillelse under afkøling.

Til fremstilling af engangsstøbeforme anvendes et let støbt materiale, der let ødelægges ved fjernelse af det færdige støbegods, men som er stærkt nok til at modstå de kræfter, der opstår ved fyldning af formhulrummet med smeltet metal. I praksis bruges blandinger af sand, ler og vand; de opfylder ovenstående krav, er billige og tilgængelige. Støbeblandinger fremstilles ved at blande sand med en vis mængde ler og vand. Ler fungerer som bindemiddel. En vis mængde ler svarer til en vis mængde fugt. Udover ler anvendes også andre bindematerialer.
Styrken af ​​blandinger af sand, ler og vand i rå tilstand forklares ved fine lerpartiklers evne til, når de blandes med vand, at danne opløsninger svarende til kolloide, hvor elektrostatiske kræfter virker (fig. 48). Ud over disse kræfter er der kræfterne af overfladespænding af vand, der bringer partikler tættere sammen, såvel som kræfterne fra interpartikulær friktionsadhæsion af sandkorn under komprimering af formsandet.

Forskellige støbesand (naturlige blandinger) bruges til at lave blandinger. I henhold til GOST 2138-74 er de opdelt i klasser efter kemisk sammensætning (afhængig af blandingen af ​​ler), grupper og kategorier efter kornsammensætning (størrelse af sandkorn). I tabel Tabel 7 viser hovedkarakteristika for sand og ler, der anvendes i ikke-jernholdige støberier.
Ler består af fine partikler af aluminosilicater: kaolinit Al2O3*2SiO2*2H2O, montmorillonit Al2O3*4SiO2*H2O+nH2O (eller bentonit). Ler skelnes (GOST 3226-65) i henhold til deres bindingsevne (tre kvaliteter og klasser) i våd og tørret tilstand. Stærkt bindende lerarter giver en råstyrke af standardprøver (90% sand, 10% ler, 2,5-3,5% fugt, over 100%), svarende til 0,1 MPa eller mere i kompression, og lavbindende lerarter 0,05-0,08 MPa. I tørret tilstand er styrken henholdsvis ≥0,55 MPa og ≤0,35 MPa. Derudover skelnes der mellem tre grupper af ler: T1, T2, T3 - i henhold til termokemisk stabilitet, afhængig af indholdet af lavtsmeltende urenheder (Fe2O3, Na2O, CaO, sulfider osv.).

Udover sand baseret på SiO2, bruges blandinger indeholdende magnesit og zircon til at lave forme, der har en øget evne til at absorbere varme og accelerere størkningen af ​​metallet i dem. I praksis indføres der også specielle additiver i støbeblandinger for at forhindre dem i at brænde til metallet, øge gaspermeabiliteten, bøjeligheden og lette knockout. Disse omfatter kulstøv, marshallit (finmalet kvarts), brændselsolie, organiske tilsætningsstoffer (savsmuld, mel osv.), specielle tilsætningsstoffer (svovl, borsyre, aluminiumfluorborsyre, sodavand osv.).
Arbejdsblandinger fremstilles af støbematerialer og anvendes direkte til fremstilling af forme og kerner.
I støberier anvendes blandinger, hvis sammensætning afhænger af den legering, hvorfra delen vil blive støbt; på støbningens masse (lille, mellem og stor); om metoden til brug af formerne (hældning i råmaterialer eller tørre former, dvs. fortørrede); om anvendelsens art (enkelt-, flade-, fyldningsblandinger), om typen af ​​udgangsmaterialer (naturlige eller syntetiske blandinger). Naturlige blandinger fremstilles af sand, hvortil ler er blandet i sin naturlige tilstand, og ler tilsættes syntetiske blandinger som et selvstændigt tilsætningsstof. Fordelen ved syntetiske blandinger er, at de har gode egenskaber med et minimum af ler- og fugtindhold.
For at opnå støbegods af høj kvalitet er det nødvendigt at bruge støbeblandinger med et bestemt sæt egenskaber: styrke og duktilitet, gaspermeabilitet, brandmodstand og termofysiske egenskaber.
For konventionelt støbesand er den våde trykstyrke 0,01-0,1 MPa, og den tørre (træk-)styrke er 0,2-2 MPa. Samtidig bør blandingerne ikke være særlig stærke, da de for at opnå et nøjagtigt, tydeligt aftryk af formen skal fylde fordybningerne på modellen godt, dvs. være flydende og plastiske. Blandinger, der med maksimal fluiditet (plasticitet) giver høj styrke, anses for gode. Styrken afhænger af lerindholdet - jo mere ler, jo stærkere er blandingen, men op til en vis grænse. Blandinger, der har høj styrke og duktilitet med et minimumsindhold af ler og fugt, betragtes som høj kvalitet.
Når man hælder metal i en form, dannes der en stor mængde damp og gasser, som let skal fjernes gennem formens vægge for ikke at komme ind i det størknende metal. Derfor er det nødvendigt, at formmaterialet er gasgennemtrængeligt. Gasgennemtrængelighed afhænger af sandkornenes størrelse og form, mængden af ​​ler og fugt, pakningstæthed, formens vægtykkelse osv. Jo større sand, jo mindre ler og fugt, jo lavere pakningstæthed og jo tyndere skimmelsvamp. jo højere gaspermeabilitet. Gode ​​blandinger bør have et lavt gasindhold, det vil sige, når de opvarmes, frigive en lille mængde gasformige produkter, eller i ekstreme tilfælde frigive dem, efter at der er dannet en tæt metalskorpe på støbningen.
Det er nødvendigt, at blandingerne er brandsikre, i stand til ikke at smelte eller blødgøre under påvirkning af smeltet metal. Til fremstilling af forme til ikke-jernholdig støbning opfyldes dette krav af kvartssand, der hovedsageligt består af SiO2. Jo mindre Al2O3, Na2O, K2O, CaCO3 der er i sandet, jo højere brandmodstandsdygtighed Formmaterialet skal også være kemisk neutralt i forhold til de oxider, der dannes i metallet, ellers er kemisk vekselvirkning mellem metaloxiderne og formen mulig. for eksempel basiske oxider Cu2O, NiO, FeO med sur SiO2, med udseendet af lavtsmeltende forbindelser, der danner brændte mærker på overfladen.
Det er nødvendigt, at formmaterialet har gode varmeakkumulerende egenskaber. Når metallet er hældt i formen, skal det fjerne varme fra metallet hurtigere; Takket være dette er støbningen tæt, uden gaskrympende porøsitet. En indikator for en forms varmeakkumulerende egenskaber er varmeakkumuleringskoefficienten bf = √λfsfRf J/(m2*h1/2*K), hvor λf er formens varmeledningskoefficient, W/(m*K) ; sf - specifik varmekapacitet af formen, J/(kg*K); rf - formens volumenmasse, kg/m3.
For eksempel til tørre sand-lerforme bf = 12/15, våd 15-20, zirkon 20-40, krom-magnesit 40-50 og til metalstøbejern 185 J/(m2*K*h1/2).
Ved fremstilling af støbeforme til komplekse kritiske støbegods anvendes forskellige blandinger - massive dele er lavet af blandinger med øget bf og tyndvæggede dele med lavere bf-værdier, hvilket sikrer retningsbestemt størkning.
Til ikke-jernholdig støbning anvendes forskellige standard støbeblandinger fra sand, ler og andre tilsætningsstoffer. Efter brugsmetoden skelnes der mellem enkelt-, facing- og fyldblandinger. Ved maskinstøbning bruges ofte enkeltblandinger til at lave hele formen. Ved fremstilling af store støbeforme beklædes overfladen af ​​modellen med en blanding indeholdende rent sand og ler (så brandmodstandsdygtigheden på overfladen af ​​støbeformen i kontakt med metallet er højere), og resten af ​​støbeformen fyldes med blandingen under anvendelse af en delvist brugt blanding. Resultatet er en billigere form. Arbejdsblandinger består af 85-97% genbrugsblanding (dvs. brugt, men sigtet og renset) med tilsætning af 3-15% frisk sand og ler.
Til blandinger ved fremstilling af aluminiumslegeringer anvendes sand P010, P0063, K016A, K010A (ca. 70-80% halvfedt sand og 20-30% kvarts). Blandingerne har en vådstyrke på 0,04-0,07 MPa, et fugtindhold på 4,5-5,5% og en gaspermeabilitet på 40-60 cm/min. Sammensætningen og egenskaberne af blandinger til magnesiumstøbning er omtrent de samme, men deres fugtindhold er lavere (3,5-4,0%); desuden tilsættes specielle additiver til dem for at forhindre eller komplicere antændelse af legeringen i formen. Typisk ved støbning af magnesiumlegeringer er BM-additivet, som er en blanding af urinstof, aluminiumsulfat, borsyre (når man hælder metal i en form, nedbrydes urinstof CO(NH2)2 og frigiver ammoniak NH3 og CO2); aluminiumsulfat Al2(SO4)3, som fremmer dannelsen af ​​en MgSO4-film på metallet; borsyre HBO3, som ved opvarmning omdannes til borsyreanhydrit B2O3, som vekselvirker med magnesium ifølge reaktionen 3Mg+B2O3→3MgO+2B. MgSO4-filmen dannet på overfladen af ​​legeringen komprimeres af bor, som er omdannet til magnesium, og forhindrer dets yderligere oxidation. Svovl har også en beskyttende effekt, som brænder til SO3 ved kontakt med metal. Denne tunge gas (2,7 gange tungere end luft) fortynder luften og gør den mindre reaktiv over for metallet.
For kobberlegeringer består en typisk arbejdsblanding af 85-95% genanvendt og 5-15% frisk blanding (i form af en blanding af sand K01A, K025A og P01A eller TOlA). Arbejdsblandingen indeholder 4,5-5,5% fugt, har en vådstyrke på 0,03-0,05 MPa og en gaspermeabilitet på 30-50 cm/min. Blandinger beregnet til fremstilling af forme (normalt til fremstilling af store støbegods), der skal tørres ved 280-400 °C, indeholder en øget mængde ler (6-10%) og fugt (op til 8%). Til fremstilling af engangsformer anvendes også blandinger med et bindemiddel i form af flydende glas i en mængde på 5-8% (efter vægt). Disse blandinger hærder hurtigt, når de kortvarigt opvarmes til 200-300 C eller når de blæses med kuldioxid, hvilket reducerer tiden til fremstilling af forme betydeligt og øger styrken
Flydende glasblandinger bruges også til at lave stænger. Stænger, der, når de hældes, er omgivet på alle sider (bortset fra skilte) af flydende metal og oplever tryk, når det krymper, er lavet af mere holdbare blandinger end forme. For at øge styrken af ​​stængerne i tør tilstand anvendes specielle fastgørelsesmidler eller bindende additiver, som indføres i en mængde på 0,5-5% (efter vægt). Efter hældning, under påvirkning af høje temperaturer, brænder fastgørelsesmidlet ud eller nedbrydes, forbindelsen mellem sandkorn går tabt, stangen modstår ikke støbningen på krympningstidspunktet under størkning og slås let ud ved rengøring af støbningen. Ler bruges også som bindetilsætningsstof i kerneblandinger, men ved opvarmning sintrer det, kernen bliver stædig og svær at slå ud. Som regel anvendes ler sammen med andre bindemidler for at give blandinger god vådstyrke, da en række organiske bindemidler, samtidig med at de giver stangen høj styrke efter tørring (tørstyrke), ikke samtidig giver den nødvendige vådstyrke. Hvis råstyrken er utilstrækkelig, kan de fremstillede stænger ødelægges af stød, stød, deformeres under indflydelse af deres egen masse med forvrængning af dimensioner osv.
De fastgørelsesmidler, der bruges i støberier, er opdelt i fire hovedtyper baseret på arten af ​​deres handling.
1. Blandinger af vegetabilske olier med forskellige opløsningsmidler, f.eks. oxol: 55 % tørrende olie og 45 % terpentin (højren petroleum); fastgørelseselement 4GU (50 % olie, 3 % kolofonium og 47 % terpentin); befæstigelse P og mange andre.
Bindingseffekten af ​​disse fastgørelseselementer er baseret på kemiske og fysiske omdannelser under tørring, som et resultat af hvilke den flydende film af fastgørelseselementet bliver til en solid elastisk film, hvilket giver styrke og smidighed til stængerne. Fastgørelseselementer af denne gruppe er af højeste kvalitet, men de er sparsomme og dyre, så de erstattes af billigere (gruppe 2, 3 og 4).
2. Bitumen (produkter fra oliedestillation), beg (produkter fra destillation af gasgeneratorharpikser), phenol-formaldehydharpikser, kolofonium osv. Deres bindende virkning er baseret på smeltning ved opvarmning efterfulgt af hærdning ved afkøling. Phenol-formaldehyd-harpikser (pulverbakelit PK-104, SF-015) anvendes i vid udstrækning i avancerede metoder til fremstilling af tyndvæggede (skal) forme og kerner og til fremstilling af kerner i varmekasser. En række bindemidler baseret på syntetiske harpikser (phenol-formaldehyd OF-1, phenolfuran FF-1SM, urea-furan KF-90 osv.) giver forstærkning af stangen uden opvarmning. De hærder, når katalysatorer (orthophosphorsyre osv.) tilsættes til blandingen. Sådanne blandinger kaldes koldhærdning (CTS).
3. Dextrin (et produkt fra nedbrydning af kartoffelstivelse), sulfitlud (affald fra papir- og papirmasseproduktion, bestående af bindemidler, der findes i træ - lignin, fedtstoffer osv.) er vandopløselige fastgørelsesmidler. Ved tørring fordamper fugten, koncentrationen af ​​fastgørelseselementet øges, og bindekræfterne øges. Ulempen ved vandopløselige fastgørelseselementer er hygroskopicitet, dvs. evnen til at adsorbere fugt i luften og i formen.
4. Mineralske stoffer, der hærder under eksponering ved normale temperaturer - cement, flydende glas osv. Brugen af ​​flydende glas som bindetilsætning har forbedret støbeteknologien betydeligt, da der ikke er behov for at tørre forme og kerner i specielle tørretumblere. Flydende glas, en vandig opløsning af natriumsilicat (Na2O)m*(SiO2)n*(H2O)4, leveres i form af en sirupsagtig væske i forseglede beholdere. Det indføres i blandinger kaldet hurtighærdende blandinger (RHC) i en mængde på 5-8%. Til hærdning blæses stænger på flydende glas med CO2 eller udsættes for kortvarig tørring ved 200 °C i 15-40 minutter. I dette tilfælde dannes en kiselsyregel m*SiO2*kH2O, og Na2O omdannes til Na2CO3. Ved efterfølgende fjernelse af fugt dannes en SiO2-sol, som binder sandkornene til en fast masse. Jo mindre fugt solen indeholder, jo stærkere er stangen. Bindingskapaciteten af ​​flydende glas bestemmes af dets modul M = (Si02/Na2O) 1,032, som går fra 2 til 3. Jo større M, jo højere bindeegenskaber af flydende glas. Ved støberiproduktion anvendes befæstelser med M = 2,1/2,6. Ulempen ved LSC er dens lave "overlevelsesevne" (den hærder under opbevaring).
I Rusland er der ved at bruge flydende glas som fastgørelsesmiddel udviklet en ny teknologi til fremstilling af forme og kerner ved hjælp af flydende selvhærdende blandinger (LSH), som har gjort det muligt at erstatte processen med at komprimere blandinger ved at hælde dem i kernen kasser og på modeller. Blandingerne består af flydende glas (fastgørelsesmiddel), et overfladeaktivt middel - et skummiddel (sæbemiddel), som tilfører væske til blandingen, en hærder (ferrochrom slagge 2CaO*SiO2 i pulverform) og et fyldstof (sand osv.); alle disse komponenter er blandet i visse proportioner. Den grundlæggende egenskab ved LSC er dens evne til at hærde samtidigt gennem hele volumen. Derfor afhænger hærdningens varighed ikke af størrelsen af ​​forme og kerner. Hærdningen begynder 8-10 minutter efter hældning og slutter efter 40-60 minutter.
Til fremstilling af formstøbte støbegods af titanium, zirconium og deres legeringer bruges grafit hovedsageligt som støbemateriale, da SiO2, Al2O3, ZrO2 og andre ildfaste materialer kemisk interagerer med titanium. Ved støbning med mistede voksmodeller anvendes elektrokorund (smeltet Al2O3 og ZrO2). Forme til titaniumstøbegods er enten lavet af et stykke grafit eller presset af grafitblandinger. Blandingerne består af grafitpulver af forskellige størrelser (0,04-0,5 mm) og phenolfurfuralharpiks som bindemiddel. De fortyndes med ethylalkohol eller acetone og carbiddannende tilsætningsstoffer (titandioxid, titaniummetalpulver, amorft bor osv.). For at forbedre befugteligheden af ​​grafitkorn indføres overfladeaktive stoffer i bindemidler, for eksempel petroleumssulfonsyrer opnået ved behandling af petroleum eller dieseldestillat af olie med svovlsyreanhydrid.I huslig praksis, for at opnå stærke grafitskaller, en blanding af 93% grafitstøv, 3,7% TiO2, 3% er brugt titaniummetalpulver og 0,3% borpulver, som blandes med harpiks (0,5 kg pulver pr. 1 liter fortyndet harpiks).
Støbe- og kerneblandinger fremstilles i støberiets. Denne proces består af følgende grundlæggende operationer: tørring af sand og ler, sigtning, slibning (ler), fordeling af materialer i beholdere, dosering, blanding af komponenter, fastholdelse af færdige blandinger, løsning (luftning) og transport til støbeopgaver. Til tørring af sand og ler ved 200-250 °C til et restfugtindhold på 0,1-0,2%, tromleroterende tørretumblere, lodrette tørretumblere med flere ildsteder med roterende skrabere og opvarmet med gas eller fast brændsel, tørreenheder i et pneumatisk flow og på der anvendes fluid bed-princippet. . Sigtning af materialer udføres i roterende polygonale sigter med en kapacitet på 10 til 80 m3/h og flade sigter med en kapacitet på 5-40 m3/h. Før sigtning bliver de brugte blandinger (brugt til fremstilling af arbejdsblandinger) malet på specielle ruller, og før de kommer ind i sien, føres de gennem en magnetisk separator, som adskiller jerngenstande (rammer osv.) fra jorden. Under sigtning forbliver stykker af ikke-jernholdige metaller i sigtene og losses med jævne mellemrum.
Blandingens komponenter blandes i løbere, som er en metalskål, hvori ruller placeret lodret (a) eller vandret (b) roterer (fig. 49). Først fyldes den nødvendige mængde sand og ler i skål 1, derefter tændes rulleløbere 2, ved hjælp af hvilke de pulverformige komponenter blandes, blandingen fugtes og bindemidler indføres. Én batch vejer normalt 0,3-1,5 tons, blandingen varer 10-20 minutter. Derefter losses blandingen fra løberne og samles ved hjælp af transportbånd i store bundfældningsbunkere, hvor den opbevares i mindst 3 timer, så det våde ler svulmer godt op, og blandingen får høj styrke og plasticitet. Det er bedre at servere kerne blandinger med lettørrende oliebefæstelser til arbejdspladser med det samme, uden uddrag. Hvert parti af støbning og kerneblanding testes for styrke, gaspermeabilitet og fugt, før det leveres til støbestedet. I moderne værksteder er driften af ​​fremstilling af blandinger mekaniseret og automatiseret. De færdige blandinger føres til støbeafdelingen til fremstilling af støbeforme.

For at producere støbegods af forskellige dele og deres elementer bruger moderne støberier semi-permanente og engangsstøbeforme. I overensstemmelse med betingelserne for støbeprocesteknologien anvendes til fremstilling af sådanne støbeforme specielle støbeblandinger, som er en kombination af meget ildfaste stoffer (asbest, ildfast ler) med sand- og lerkomponenter. Komponenterne inkluderet i støbesammensætninger kan være af enten naturlig eller kunstig oprindelse (syntetisk). Som et resultat af blanding af komponenterne i formsand i visse proportioner kan de færdige sammensætninger have forudbestemte egenskaber og have den nødvendige overensstemmelse, brandmodstandsdygtighed, styrke, formbarhed, gaspermeabilitet og så videre.

Typer af blandinger

Afhængigt af brugens art er støbesand til støbning opdelt i flere hovedkategorier:

• Facing blandinger. Denne type formsand er beregnet til fremstilling af arbejdslaget i en støbeform. Høje fysiske og mekaniske egenskaber af sådanne blandinger sikres af en øget procentdel af udgangsmaterialerne til støbning (sand og ler);
• Fyldningsblandinger til støbning. Disse formmasser til støbning bruges til at fylde formen efter, at beklædningsblandingen er blevet påført modellen. For at fremstille en sådan blanding behandles de indledende støbematerialer (ler og sand) sammen med resterne af den cirkulerende blanding;
• Enkeltformsand til støbning. En blanding af denne type er et støbemateriale, der kombinerer egenskaberne af både et fyldstof og en beklædningsblanding. Enkeltblandinger anvendes på automatiske linjer i serie- og masseproduktion under maskinstøbning. Holdbarheden af ​​sådanne blandinger sikres af tilstedeværelsen i sammensætningen af ​​ler med høj bindingskapacitet og de mest brandbestandige typer sand.

Sammensætning af støbesand til støbning

Den kemiske sammensætning, som et formsand kan have, afhænger af en kombination af følgende faktorer:

• Afhængig af typen af ​​anvendt legering og størrelsen af ​​støbningen;
• Om støbemetoden og typen af ​​støbning (ikke-jernholdig støbning, stål eller støbejern);
• Om produktionens art og de teknologiske midler, der er til rådighed for produktionen.

Sammensætningen af ​​støbesandet til støbning kan også variere afhængigt af den tilstand, det skal være i, før det hældes. Støbeblandinger til tørre forme indeholder øgede mængder vand og ler. Derudover kan brændbare tilsætningsstoffer såsom tørv eller savsmuld tilføjes til sådanne blandinger. I sammensætningen af ​​støbesand til rå forme reduceres procentdelen af ​​arbejdsblanding. Støbesammensætninger til støbning af metaller i tørrede former er kendetegnet ved den samtidige tilstedeværelse af cirkulerende komponenter, friske materialer (ler og sand) og fastgørelsesmidler.

Sidste gang (du kan finde denne artikel i) I lil, dvs. Jeg skar en model ud af polystyrenskum og dækkede den simpelthen med sand. Og nogle af jer bemærkede, at jeg var ret skødesløs omkring processen. Det er rigtigt, målet var bare at teste teknologien, og jeg bøvlede mig overhovedet ikke med kvaliteten af ​​støbningen. Jeg indrømmer det. Denne gang vil jeg prøve at gøre alting mere omhyggeligt. Hele processen med forklaringer er på video, men jeg vil også beskrive det hele nu i tekstformat. Nyd derfor at se og læse!

Mange hjemmelavede kilder skriver, at du skal blande dit og dat "efter smag", dvs. De foreslår at finde ud af alting eksperimentelt. Dette er en god proces at forstå, men en lang proces at få resultater. Derfor fandt jeg en god lærebog om kunstnerisk sandstøbning (“Artistic casting: a textbook for students of secondary vocational schools”, Boris Nikitich Zotov, 1982). Jeg foregiver ikke at være nogen form for professionel. Nej nej! Dette er faktisk min første casting ved hjælp af teknologien fra denne lærebog. Jeg er stadig en håndværker, derfor vil jeg tage imod alle råd og begrundelser for fejl fra dig med ære og vil være glad, hvis du retter mig! Og jeg læste kun op til delen om formning af blandingen. Efter støbningen fandt jeg ud af et par punkter om smeltning og varmebehandling af støbningen...

Og så lad os gå.

Fra værktøjer og andre ting skal vi bruge:

• beholder til at blande alt og alt;
• omrører (du kan gøre dette med dine hænder, men hvis du har en, god);
• præfabrikerede rammer til støbning, så støbeformens halvdele passer glat uden forskydning;
• komfur;
• sigte til sigtning af sand og ler;
• målebæger eller diamantøje;
• børste til påføring af talkum og rengøring af formen;
• modellen, som vi vil støbe;
• et par stykker rør eller dåser eller andet med en diameter på 80-100 mm og en højde på 50-80 mm (til støbning af indsprøjtninger kan du også klare dig med hænderne - lav en doughnut, men med dåser bliver det pænere og nemmere =)
• tyndvægget rør med en diameter på 20+- mm. til støbning af indløb;
• metalbearbejdning til forarbejdning af støbegods;
  (listen er ret omfattende, men alle værktøjerne er trivielle, og de fleste af dem kan findes rundt omkring i huset).

Nødvendige materialer i processen:

• sig selv til påfyldning (i mit tilfælde aluminium);
• kvartssand (flodsand vil også fungere, men formen vil være mindre holdbar);
• bentonit ler;
• vand;
• talkum \ kulstøv \ grafit.

For at lave støbesand skal vi bruge:

• sigtet kvartssand i mængde for at fylde vores form og indløb. Lad os tage sand som en heltalsdel - enhed (1) eller 100% for at lette beregningen;
• bentonit ler. Vi skal bruge 0,15-0,20 (15-20%) af den samlede sandmasse;
• vand. Blandingens fugtindhold skal være omkring 0,06 (6%) af den samlede masse af sand + ler (ja, jeg tog sand som en hel del, og nu er hele delen sand + ler).

Bland først sigtet sand med sigtet ler.

Bland godt og tør. Ellers, hvis du gør dette samtidig med vand, vil du lide at prøve at bryde klumper af råt ler op.

Det er praktisk at bruge en sprayflaske til at fugte blandingen. Det vil tillade, at fugten bliver jævnt fordelt, men hvis den ikke er der, så tilsæt bare vand lidt ad gangen.

Tillad tilstrækkelig tid til at røre blandingen. Det skal vise sig homogent og være fuldstændigt fugtet med vand (de 6 procent er mere end nok til dette)

Når alt er sjovt, er vores blanding næsten klar til at blive støbt! Du skal bare lade det brygge, så fugten fordeles jævnt. Lad blandingen stå i 1 time eller endda 2. Det er det gode ved denne blanding - den er nem at lave, og der er ingen grund til at haste nogen steder, og hvis proportionerne ikke er opfyldt, kan dette altid rettes ved at tilføje manglende del af sand eller ler.

Efter en time ændrer blandingen væsentligt sine egenskaber til det bedre - den klæber mindre til dine hænder og bevarer sin form godt, hvis du klemmer en håndfuld ind i en knytnæve (Dette er i øvrigt en populær måde at tjekke kvaliteten af blanding - tag en håndfuld af den resulterende blanding i hånden og klem den. Og når Når du åbner hånden, skal blandingen følge kurverne på dine fingre og håndflade. Prøv derefter at bryde den i to. Hvis klumpen knækker præcist ind halvdelen og smuldrer ikke, det er hvad vi har brug for)

Lad os nu gå videre til støbeprocessen.

Placer den forberedte ramme på en flad overflade og hæld blandingen i formen. Skynd dig ikke at falde i søvn på én gang. Tilføj en tredje og komprimer den, så sandet fylder alle hjørner af formen. Først laver jeg en sandbund - jeg fylder den med sand, tamper den, og så fylder jeg hele formen uden at stampe og presser modellen ned i det løse sand. Inden du installerer modellen, vil det være en god idé at drysse den med talkum, så den ikke klæber til blandingen. Jeg komprimerer den med fingrene langs omkredsen og tilføjer mere blanding efter behov. Det ville være nemmere, hvis modellen blev delt i to, men det er en anden historie. Vi har et konkret eksempel. Derfor er rækkefølgen nøjagtig sådan. Det er praktisk at tampe med en lille træklods - den er stærk og tung nok til en behagelig proces. Brug derefter den samme blok til at udjævne overfladen. Modellen skal udfyldes nøjagtigt i midten, da den har afrundinger. For at forhindre, at formen faldt sammen, når den blev fjernet, måtte jeg anstrenge mig lidt, men det lykkedes. Du kan også gøre det!

Når den første halvdel af formen er komprimeret og jævnet, bankes formen med den samme blok for at løsne den lidt og prøve at fjerne den. Alt kom godt ud, og trykte formularen som den skulle? Okay, så er det tid til at returnere modellen til formen og bruge en børste med talkum eller grafit over hele overfladen af ​​formen, inklusive modellen. Dette er nødvendigt for at sikre, at den anden halvdel af formen ikke klæber til modellen og den nederste halvdel af formen.

Den anden del er nemmere at stampe – tilsæt blot sand og stamp jævnt til det hele er fyldt.

Det er vigtigt at huske, at hvis komprimeringen er utilstrækkelig, og blandingen forbliver løs, vil den falde sammen før støbning eller under hældeprocessen. Hvis du tamper for hårdt, vil sandet blive komprimeret, og støbeformens gasgennemtrængelighed bliver dårlig, hvilket kan føre til støbefejl, da dampe og gasser vil blive dårligt fjernet fra støbeformen under støbeprocessen.

Fjern forsigtigt den øverste halvdel og se, hvad vi har. Modellen skulle komme godt ud fra første halvdel (vi tog den trods alt allerede ud). Fra den anden halvdel tager vi modellen ud på samme måde, med tapping. Vi undersøger resultatet og hvis det passer os, så lykkedes det og har meget lidt tilbage inden støbning.

Nu skal du lave fyldhuller i formen. Et tyndvægget rør vil gøre dette perfekt (jeg brugte et rør fra en støvsuger). Højden på rammerne var lidt kort og en del af modellen var synlig udefra. Dette sted blev en af ​​to sprues.

Det er også vigtigt at lave sandtragte, hvorigennem metallet vil flyde ind i formen. De er nødvendige for at lette støbningen, samt for at fodre støbningen med metal under krympning ved afkøling. På nogle legeringer er krympning især mærkbar.

Tragter kan formes enten i hånden eller ved hjælp af improviserede forme (jeg brugte kaffedåser og samme rør fra en støvsuger).

Støbeprocessen er afsluttet. Og formen er velegnet til støbning. Vi fjerner modellen, blæser eventuelle sandkorn ud, der kan komme ind i støbningen og samler formen til det sted, hvor hældningen skal finde sted.

Det eneste, der er tilbage at gøre, er at tænde for komfuret, smelte aluminium og hælde det i.

Da hovedparten af ​​artiklen er afsat specifikt til støbning, vil jeg gennemgå det meget kort. I videoen sagde jeg, at du skal tilføje sodavand og salt, det er hvad alle håndværkere gør. Men en af ​​seerne på kanalen rettede mig og begrundede sit svar. Derfor har jeg travlt med at blive bedre, sodavand i smelten er ikke nødvendig. I de efterfølgende castings mærkede jeg forskellen. Uden sodavand blev metallet hældt med færre porer og blev behandlet meget bedre (det tilstoppede ikke skærene). Når aluminiumet smelter i diglen, skal du derfor tilsætte salt, så metallet bliver renset for slagger. Jeg samlede alt det snavs, der havde samlet sig på overfladen, med en ske og hældte metallet i formen. Efter kort tid tog jeg støbningen ud.