литейный песок что это

Песок (литейный)

Резюме

Характеристики

Песок из литейного должны отвечать двум основным требованиям относятся:

Также необходимы другие свойства:

Общий состав

Удовлетворение всех вышеперечисленных требований означает, что формовочный песок обычно состоит из трех категорий материалов, а именно:

Природный песок

Он добывается непосредственно из карьера и состоит из кремнезема, глины в больших количествах и пыли. Это «натуральный» вариант силикатно-глинистого песка.

Силико-глинистый песок

Кремнисто-глинистые пески, также называемые синтетическими в отличие от природных песков, состоят из огнеупорного материала (кремнезема), агломерированного глиной, активированной водой. В этот песок добавляются добавки, чтобы улучшить его поведение во время литья.

Составные части песка:

Кремнистый песок

Диоксид кремния (SiO ₂ ) широко распространен на Земле. Добываемый из карьеров неочищенный песок обрабатывается промывкой, классифицируется по размеру частиц, затем сушится. Чистота обработанного таким образом песка составляет около 99,5%. Выбор песка зависит от размера его частиц, то есть от размера составляющих его зерен. Он определяется расчетом индекса крупности песка (индекса AFS).

Глина

Глина, обычно бентонит, действует как связующее вещество между зернами кремнезема, покрывая эти зерна. Эта глина активируется водой (включенный водоем равен одной трети массы глины).

В основном он состоит из минерального черного. Этот продукт представляет собой пылевидный уголь с размером частиц менее 80 мкм. Его роль в формовочном песке заключается в предотвращении полива, проникновения сплава между песчинками.

Песок для химической отверждения

Он состоит из кремнезема (для алюминия и чугуна) или хромита (для сталей), смол (примерно от 1% до 2% от массы песка) и катализатора (от 5 до 60% от массы смолы). Полимеризация смол, инициированная катализатором, обеспечивает сцепление между песчинками. Смолы и катализатор добавляют непосредственно перед формованием, как правило, с помощью быстросъемного шнекового смесителя, снабженного дозирующими насосами, который подает количество подготовленного песка, необходимое для изготовления формы. «Срок службы» этого подготовленного песка (время, в течение которого его можно обрабатывать до затвердевания) регулируется в соответствии с размером производимых форм. Обычно от 5 минут его можно увеличить до 15 минут для формования крупных деталей. Это время регулируется дозировкой катализатора. песок хранится «сухим», как правило, в бункере, расположенном над смесителем или рядом с ним.
Существует несколько типов смол, например, « фурановая » или «PEP-SET» ( полиуретан ).

Сравнение трех типов песков

Переработка отходов

Источник

Что такое формовочный песок?

Формовочный песок относится к рыхлым осадочным породам и широко используется для создания формовочных и стержневых растворов, после чего в литейном производстве из них изготавливаются различные формочки и стержни. Нецементированный горный материал имеет фракцию 0,1-2,4 мм, а также глинистые примеси в количестве до 50 % размером до 0,023 мм. Основным компонентом является кварц, который может эксплуатироваться при температуре до 1710°C.

Существует несколько типов, отличающихся эксплуатационными качествами, которые могут применяться для литья тех или иных изделий (при этом возможность взаимозаменяемости практически отсутствует):

Содержание глинистых элементов может достигать 2 %, однако его классифицируют на группы, характеризующие качество.

Соответственно следует учесть содержание самого кварца в составе такого песка.

Однородность играет важную роль в качестве формовочной смеси.

Фракционность также разделяется на группы: 01 – до 0,14 мм, 016 – 0,16-0,18 мм, 02 – 0,2-0,23 мм, 025 – 0,24-0,27 мм, 03 – до 0,3 мм. Маркировка песка может иметь вид 2К₂О₄02: примесь глины – до 0,5 %, кварц – 98 %, однородность – 55 % и размер зерна – около 0,2 мм.

Глинистая составляющая может быть до 12%. Он обладает более низкими показателями, чем кварцевый, но не менее популярен в строительной отрасли.

Содержание кварца в маркировке: Т₁ – 96 %, Т₂ – 93 %, Т₃ – 88-90 %. Однородность полностью совпадает с кварцевым, поэтому область их применения практически одинаковая. Фракции регламентируются теми же группами, однако прочность зерен несколько снижается. Тощий формовочный песок маркируется как 1Т₃О₁02: включение глины – 4 %, кварца – 90 %, однородность достигает 80 %, а зерна имеют размер 0,17-0,22 мм.

Такой вид наименее прочный, так как глинистый компонент в составе варьируется в пределах 12-50 %. При этом прочностной предел на сжатие определяется только во влажном состоянии.

Фракция классифицируется по тому же принципу, что и предыдущие виды. Материал имеет маркировку Ж₁025: предел прочности – 0,8 кгс/см2 (0,08 МПа), а фракционность варьируется от 0,24 до 0,28 мм. Здесь не учитывается коэффициент однородности.

Основные технические параметры

Формовочный материал обладает дополнительными свойствами, которые учитываются при покупке и использовании в литейном производстве. По содержанию влаги различают: сухие пески – до 0,6 %, влажные – 5 %, сырые – 6,5 %. Также они имеют определенное насыщение водородными ионами: кислые – не более 6,1 рН, нейтральные – 6,1-6,9 рН, щелочные – более 7,0 %.

Все смеси включают в химическом и минералогическом составе низкосортные примеси, поэтому следует смотреть на их процент.

Фракция песка могут различаться по форме, поэтому разделяют округлые, полуокруглые и угловатые. Чтобы приобрести качественный формовочный материал, следует учитывать показатель газопроницаемости.

Стальное литье предполагает использование только формовочного кварцевого песка, так как он имеет минимальное количество глинистых примесей. Для чугунных и цветных сплавов можно применять тощие или жирные виды.

Мелкие фракции рекомендованы для изготовления тонких отливок, средние (0,2-0,4 мм) – для небольшого литья, а крупные (свыше 0,4 мм) для формовочных масс использовать не рекомендуется.

Источник

Литейный песок что это

Классификация формовочных песков

Рис 2.—Виды формовочных песков

Кварцевые пески

Классификация кварцевых песков по содержанию глины.

Классификация кварцевых песков по содержанию кварца.

Классификация кварцевых песков по среднему размеру зерна.

Тощие пески

Тощие пески содержат от 2,0 до 12,0% глинистой составляющей.

Классификация тощих песков по содержанию глины.

Классификация тощих песков по содержанию кварца.

Жирные пески содержат от 1 2,0 до 50,0% глинистой составляющей.

Требования к формовочным пескам

Требования к формовочным пескам по содержанию влаги

Требования к формовочным пескам по содержанию влаги

Требования к формовочным пескам по содержанию вредных примесей

Содержание вредных примесей

Оксиды щелочных и щелочноземельных металловОксиды железаОчень низкое0,40,2Низкое0,80,4Среднее1,20,6Высокое1,60,8Очень высокое2,01,0

Требования к формовочным пескам по коэффициенту угловатости

Требования к формовочным пескам по удельной поверхности

Требования к формовочным пескам по газопроницаемости.

Требования к формовочным пескам по потери массы при прокаливании

Обозначение марок песков

Рис 3.—Обозначение марок песков

Классификация кварцевых песков по содержанию кварца.

Классификация кварцевых песков по содержанию глины.

Классификация кварцевых песков по среднему размеру зерна.

Рекомендации по применению свежих формовочных песков

Для крупного стального литья- 1К (по старому ГОСТ 2138-78)

Для среднего и мелкого стального, для крупного и среднего чугунного литья-2К (по старому ГОСТ 2138-78)

Для среднего и мелкого чугунного литья, а также для всего цветного литья-3К (по старому ГОСТ 2138-78)

Для мелкого несложного чугунного всего цветного литья-4К (по старому ГОСТ 2138-78)

Источник

Литье в песчаные формы

Литье в песок (литье в песчано-глинистые формы) — один из самых распространенных методов получения литых заготовок во многих отраслях промышленности – станкостроение, автомобильная отрасль и многое другое. Этот способ широко применяют при единичном, серийном и массовом производстве.

Технология литья в песчаные формы

Технология литья в формы из песка не отличается сложностью. Такой метод литья применяют для изготовления отливок и деталей из серого чугуна, низкоуглеродистые стальные сплавы. Иногда, литье в песчаные формы используют для обработки цветных металлов – алюминия, меди и пр.

Выбирая такое литье в песок технолог, должен понимать, что качество готовых деталей будет довольно низким. Это связано в первую очередь с тем, использование такой технологии не может гарантировать того, что в жидкий сплав не попадут посторонние включения. При литье в песчаные формы весьма бурно происходить газообразование, особенно этот процесс, проявляет себя при литье во влажные формы. Допустимо использовать такую форму литья для получения деталей со сложной геометрией. Но ряд ограничений на получение таких заготовок накладывает то, что изъятие готовой отливки сопряжено с определенными сложностями.

Литье в песок позволяет получать заготовки до сотен тонн весом. Таким образом, производят станины для металлорежущего оборудования, корпусные детали и пр.
Между тем точность получаемых заготовок ниже 14 квалитета, кроме того, на поверхности отлитых деталей можно встретить раковины, посторонние включения. Именно поэтому те поверхности, которые будут контактировать с другими деталями, всегда подвергают механической обработке.

Литейная продукция

Литье в песок или землю применяют для производства множества деталей. Для удобства потребителей их можно систематизировать в несколько групп.
Группа А – к этой группе относят отливки простой формы – кольца, колеса, маховики и пр.
Группа Б – к этой группе относят элементы арматуры, подшипниковые корпуса, сложные поверхности с тупым или острым углом.
Группа В – она включает в себя заготовки для зубчатых колес, станины, кожуха и пр.
Группа Г – это отливки для производства станочных станин, сложные корпусные детали.
Группа Д – это отливки, которые получают методом формования по модели.

Таким образом, можно сделать вывод, что в формы из песка можно выполнять отливку и канализационных люков, и детали со сложной геометрической формы, например, кожуха ступеней компрессоров и пр.
При проектировании формы из песка, конструктор должен учитывать то, что в том направлении куда будет извлекаться готовая отливка не должна иметь никаких препятствий в виде выступающих стержней и пр.

Литейные модели

Модели для такой формы литья в песок должны выдерживать довольно большое давление, которое возникает при набивке опоки литейной землей. Именно поэтому для изготовления литьевых форм применяют металл, твердую древесину. Все материалы, которые допустимо использовать для изготовления литьевых форм допускается комбинировать. То есть их можно собирать на резьбовых соединениях, склеивать и пр. Для устранения пор на деревянных частях моделей из тщательно обрабатывают абразивной шкуркой. Затем, ее покрывают лаком. При изготовлении литейных форм необходимо учитывать то, что необходимо выдерживать углы наклона вертикальных плоскостей. Наличие этих углов впоследствии облегчит изъятие готовой отливки из формы.

Основные элементы литья в песчано-глиняные формы

Одним из ключевых факторов, определяющих качество выполнения литья – это свойства песка (земли), применяемого для получения литьевой оснастки. Практика показывает то, что чем мельче и чище песок, тем качество получаемой отливки будет выше.
Нельзя забывать и о стержнях, которые могут быть много- или одноразовые.

Общая классификация песчаных формовочных смесей

В зависимости от применения смеси можно разделить на следующие подвиды:

Общая классификация песчаных формовочных смесей

Облицовочные материалы обладают толщиной, которая определяется толщиной будущей отливки, она может составлять 20 – 100 мм. Сверху смеси, применяемой для облицовки, может быть засыпана наполнительная смесь.
Наполнительную или единую смесь применяют для набивки всей формы и применяют для производства оснастки при всех видах производства, начиная от единичных изделий и заканчивая массовым.

Изготовление литейной песчаной формы

Литье в песчаные формы начинается с ее создания. Отличительной чертой песчаной оснастки является то, что их можно использовать только один раз и для получения новой детали необходимо изготавливать новую.

Оснастку производят, имея на руках модель будущей детали. Ее устанавливают в опоку (деревянная или металлическая коробка для формовочной смеси), засыпают землю. Затем необходимо уплотнить засыпанную песчаную смесь. Для этого используют ручной или механизированный инструмент ударного действия и приспособления. По достижении смесью необходимой кондиции, то есть необходимой плотности, модель извлекают и в распоряжении литейщиков останется готовая технологическая оснастка.

Для получения полостей расположенных внутри будущей отливки применяют стержни. Их как правило, изготавливают из того же материала, что и саму оснастку.
В процесс производства литейной формы из песка входят следующие основные этапы.

Трудоемкость и технология производства литейной оснастки во многом зависит от следующих параметров:

Если изготавливаемая форма требует дополнительного нагрева или запекания, то затраты времени на ее производство резко вырастут. Для облегчения изъятия готовой отливки на рабочие поверхности наносят различные смазки, например, солидол.

Сборка песчаной литейной формы

После того как оснастка для литья произведена, ее готовят для заливания расплава. Рабочие поверхности необходимо смазать специальным составом, который способствует свободному извлечению готовой отливки. После подготовки рабочих поверхностей выполняют установку литьевых стержней.

Процесс изготовления формы

На завершающем этапе, полуформы соединяют между собой и надежно скрепляют. Надежность сборки не позволит расплаву вытечь за пределы формы.

Типы песчаных форм

Многообразие песчаных форм для литья позволило их разделить на несколько групп, предназначенных для получения отливок с разными характеристиками.

Песчаные литейные формы

Всего можно назвать 7 групп литейной технологической оснастки или модельных комплектов.

Сырая песчаная форма

Для производства литьевой оснастки используют смеси, состоящие из песка, воды, глины и какого-либо связующего материала. Типовой рецепт выглядит примерно так:

Сырая песчаная форма

Оснастку такого типа относят к весьма экономичным и широко используемым.

Подсушенная песчаная форма

Производство такой оснастки похоже на производство сырой формы, но в рецептуру вводят дополнительные материалы, предназначенные для связывания компонентов смеси.

Подсушенная песчаная форма

Рабочие поверхности оснастки просушивают прогреванием. Такой подход к изготовлению форм приводит к росту точности размеров заготовок и их качества. Производство таких форм требует больших затрат времени и в результате их стоимость растет, а выпуск деталей нижается.

Сухая песчаная форма

В оснастке такого типа используют добавки органического типа. Их задача связывание компонентов смеси в единое целое. Окончательную обработку производят в печи. К явным достоинствам этих изделий можно отнести точность выполненной отливки. Но надо понимать, что эти формы обладают высокой стоимостью изготовления и низкой производительностью выполнения отливок.

Химически твердеющая песчаная форма

В формовочный состав химически твердеющей оснастки вводят смолы. Они обеспечивают формирование модели на открытом воздухе без использования термической обработки.

Химически твердеющая песчаная форма

В основе смеси лежит кварцевый песок. Кроме, песка в состав смеси входит жидкое стекло и едкий натр. Добавление этого химиката оказывает влияние на технологические свойства литейной формы. В частности, будет продлен срок ее эксплуатации. После затвердевания, ее прочность будет выше, чем у смесей другого типа.

Характеристики литейного песка

Выполняя литье в песчаную оснастку надо понимать, что качество отливки напрямую зависит от состава и свойств литейного песка. Практикой литейного дела определены пять ключевых параметров, которые определяют качество литейного песка.

Физические характеристики песка

Прочность

Прочностью называют способность смеси сохранять заданные параметры во время выполнения литейной операции и транспортировки опоки внутри производственного помещения.

Газопроницаемость

Газопроницаемость – это способность песка пропускать через себя газы, образовывающиеся при затвердевании расплава. Если смесь обладает высокой проницаемостью, будет снижена пористость отливки. Если проницаемость низкая, то качество поверхности будет значительно лучше. Газопроницаемость напрямую зависит состава и фракции песчаной смеси.

Термическая стабильность

Возможность оснастки при воздействии температуры сохранять заданную форму, оказывать сопротивление растрескиванию и появлению иных дефектов, проявляющихся при действии большой температуры расплавленного металла, называют термической стабильностью.

Способность к просадке

Способность формовочной смеси плотно сжиматься в процессе затвердевания отлитой детали. Если бы песок не обладал таким свойством, то отлитая заготовка не имела бы возможности изменять размеры внутри формы. А это в результате привело бы к растрескиванию заготовки и проявлению других дефектов, возникающих при разливе расплавленного металла.

Повторное применение

Это обозначает возможность использования формовочной смеси для производства оснастки, предназначенных для формирований новой партии отливок.

Источник