Мета роботи: вивчення методики визначення вологості і газопроникності в формувальної суміші; вивчення впливу вологи на властивості формувальної суміші, вивчення впливу добавок (глини, вологи та ін.) на Газопрони-кливість формувальної суміші.
Обладнання та інструмент: Лабораторні бігуни, технічні ваги з важками, сушильну шафу з термометром для вимірювання температур до 300 ° С, прилад для прискореного визначення вологості, прилад для визначення газопроникності, коробка для суміші, сухий пісок, формо-вочной глина, вода.
Для виготовлення разових форм застосовуються єдині, облицювальн Цінні та наповнювальні формувальні суміші. Єдині суміші, як пра-вило, використовується для формування по сирому, тобто коли заливка металу проводиться в сирі форми. Облицювальні суміші служать для виконання поверхні форми, безпосередньо контактує з металом.
Їх застосовують при виготовленні середніх і великих форм, які піддають сушці або поверхневої підсушування. Облицювальну суміш наносять на модель шаром 50-60 мм, решта обсяг опоки заповнюють наполнительной сумішшю. Останнім часом в якості облицювальних сумішей великих форм використовують самотвердеющие суміші, що дозволяють виключити операцію сушіння.
Залежно від умов роботи і технологічного процесу виготовлення виливки формувальні і стрижневі суміші повинні володіти наступними основними властивостями:
1) міцністю - здатністю форм і стрижнів не руйнуватися під дією зовнішніх зусиль;
2) поверхневою міцністю (Обсипальність) - опором поверхневого шару форми або стрижня истирающим зусиллям;
3) поверхневою твердістю - здатністю поверхні форми (або стрижня) чинити опір проникненню в неї більш твердого тіла;
4) газопроницаемостью - здатністю суміші пропускати через себе гази, що виділяються формою і рідким металом; якщо газопроникність суміші недостатня, то гази потрапляють в метал, викликаючи шлюб виливки.
5) малої газотворностью - здатністю суміші виділяти гази при нагріванні;
6) плинністю - здатністю суміші переміщатися під дією зовнішніх зусиль або власної ваги;
7) піддатливість - здатність форм і стрижнів стискатися при усадки остигає виливки;
8) вологістю - здатністю суміші утримувати вологу;
9) низькою гігроскопічністю - здатністю компонентів поглинати вологу з навколишнього середовища;
10) малої прилипаемостью - здатністю суміші прилипати до стінок моделі або стрижневого ящика;
11) огнеупорностью - здатністю суміші витримувати високу температуру без оплавлення;
12) низькою прігораемостью - здатністю суміші привари-тися до стінки виливки в результаті механічного та хімічного взаємодії з металом;
13) високою вибіваемость - здатністю форм і стрижнів легко руйнуватися після охолодження виливка;
14) довговічністю - здатністю суміші зберігати свої властивості після повторних заливок;
15) "живучістю" - здатністю сумішей зберігати свої фізико-механічні властивості від моменту їх приготування до застосування.
У ливарних цехах контроль якості формувальних і стрижні-вих сумішей зводиться до визначення наступних фізико-механічних характеристик: вологості, газопроницаемости, межі міцності при стисненні у вологому і висушеному станах, межі міцності на розрив, а іноді при вигині.
Крім того, при розробці нових складів сумішей проводять визначення газотворности, Обсипальність, поверхневої твердості, довговічності, плинності, вибіваемость та "живучості".
Методика визначення вологості
Малюнок 1 - Залежність газопроницаемости сумішей від вмісту вологи
Нормальний метод. Наважку 50 ± 0,01 г. досліджуваної суміші поміщають в попередньо висушені і зважені порцелянові чашки і переносять в сушильну піч. Температура в печі повинна бути 105-110 ° C.
Після закінчення 1 години чашку з навішуванням виймають з печі і зважують, потім знову поміщають в піч. Цей процес повторюють до встановлення постійного ваги. Після цього чашку з навішуванням охолоджують до кімнатної температури. Охолоджену навішення зважують.
Вологість суміші визначається за формулою:
де G - вага суміші до сушки в грамах;
G1 - вага суміші після сушки в грамах.
Прискорений метод. У попередньо висушену і зважену металеву чашечку з сітчастим дном поміщають 25 ± 0,01 грам суміші. Чашечку з навішуванням встановлюють в прилад і пропускають через неї нагріте до температури 110-150 ° С повітря протягом 5-6 хв.
В даний час для прискореного визначення вологи в формувальних сумішах використовують новий прилад (малюнок 2) лампового типу. Наважку 1 досліджуваної суміші насипають на поворотний столик 3 приладу, а потім поміщають під ковпак 2 на 3 хв.
Малюнок 2 - Прилад для визначення вологості суміші
Для визначення газопроникності суміші існує два методи: нормальний і прискорений.
Величину газопроницаемости обчислюють за формулою:
де V - об'єм повітря, що пройшло через зразок, в см 3
h - висота зразка, см.
F - площа, см 2
P - тиск повітря перед зразком, г / см 2
t - час проходження через зразок см 3 повітря в хв
Газопроникність виражається безрозмірним числом.
Газопроникність суміші визначають на спеціальному приладі (рисунок 3). Триходовий повітряний кран 10 приладу ставлять в положення "відкрито" і обережно піднімають дзвін 3 до тих пір, поки відмітка X, наявна на дзвоні, що не співпаде з верхньою кромкою бака 5; після цього кран приладу переклю-ють на стан "закрито".
З досліджуваної суміші виготовляють стандартний зразок в металевій гільзі. Гільзу з зразком 7 вставляють в чашку 9 затвора і поворотом гайки щільно зак-закріплюють.
Якщо результат одного випробування, відрізняється від середнього ари-метичних, більш ніж на 10%, випробування повторюють на трьох но-вих зразках.
Малюнок 3 - Прилад для визначення газопроникності:
1 - ручка; 2 - вантажі; 3 - дзвін; 4 - стрижень; 5 - бак; 6 - напрямна трубка;
7 - досліджуваний зразок; 8 - ніпель; 9 - чашка затвора; 10 - триходовий кран;
11 - повітропровід; 12 - водяний манометр; 13 - станина.
Прискорений метод. В повітропровід приладу (рисунок 3) вставши-ляють додатковий опір у вигляді ніпеля. У комплекті приладу є два ніпеля з калібрувальними отворами діа-метром 0,5 і 1,5 мм, які підтримують певний хвилинний витрата повітря для кожного зразка; в цьому випадку відпадає необхідність виміру часу проходження повітря через обра-зец. Для випробування суміші газопроницаемостью більше 50 застосовують ніпель з отвором діаметром 1,5 мм, а для суміші газопроницаемостью до 50 - з отвором діаметром 0,5 мм.
Таблиця 1 - Газопроникність сумішей
Тиск, см. Вод ст.
1. Якими властивостями повинні володіти формувальні і стрижневі суміші?
2. Вплив вологи на властивості формувальної суміші.
3. Вплив вологи на якість виливки (газові пори і раковини).
5. Методи визначення вологи в формувальних сумішах.
6. Поняття про газопроницаемости формувальної суміші.
7. Яка газопроникність сухого і сирого зразка.
8. Методика визначення газопроникності формувальної суміші.
9. Зв'язок між газопроницаемостью ливарної форми і якістю виливки (газовими раковинами і газової пористість).
1 Курдюмов А.В. Михайлов A.M. та ін. "Лабораторні роботи з технології ливарного виробництва" іздат. М. 1970
2 Берг П.П. "Формувальні матеріали" М. Машгиз, 1963
3 Велісовскій К.В. Медведєв Я.І. "Технологічні випробування формувальних матеріалів" М. Машгиз, 1963