При заливке песчано-глинистых форм на некотором расстоянии от отливки, в толще формовочной смеси, образуется зона с минимальной прочностью. Эта зона называется зоной конденсации влаги. А прочность в этой зоне — прочностью в зоне конденсации влаги или «мокрой» прочностью.
Она образуется в результате того, что влага формы под действием температуры расплава устремляется внутрь песчаного кома и на некотором расстоянии от отливки сталкивается с холодными слоями формы. «Останавливается», «собирается», конденсируется. Это место в толще формы обладает максимальной влажностью и минимальной прочностью.
Поэтому по этой зоне с низкой прочностью возможны:
- отрывы сухой корки смеси с образованием дефекта «ласточкин хвост»
- подутие отливок с нарушением размерной и весовой точности
- выпадение кома смеси из опоки без крестовины
- образование ужимин
От чего же зависит прочность в зоне конденсации влаги?
В первую очередь она определяется качеством основного составляющего песчано-глинистой смеси — глины. У каолинитровой глины этот показатель очень низкий. У монтмориллонитовой — так называемых, бентонитов — гораздо выше. Потому что это особые, прочные, хорошо набухающие глины, которая как раз и используется для получения ПГС для автоматических формовочных линий, где смесь должна отличаться высокой прочностью и текучестью.
Прочность в зоне конденсации влаги стандартизирована для входного контроля глинистого связующего. Она определяется по ГОСТ 28177-89 и самое качественное связующее должно иметь этот показатель не менее 28 г/см2. И это при входном контроле на чистом бентоните без разупрочняющих примесей, которые неизбежно попадают в формовочную смесь во время её эксплуатации в производственном цикле.
Поэтому целесообразно уже изначально использовать бентониты, которые обладают максимальными значениями показателей «мокрой» прочности.
Прочность в зоне конденсации влаги различных бентонитов
Высокие значения прочности в зоне конденсации влаги могут быть получены при применении в составе формовочной смеси натриевых и активированных бентонитов.
Натриевыми бентонитами называют такие, которые содержат в своём составе ионы натрия. Такие бентониты как раз и склонны к более сильному набуханию и развитию большей прочности в переувлажнённой зоне, так как ионы натрия в силу своей природы способны «связывать» большое количество воды, чем ионы, например, кальция и магния, которые входят в состав более «простых», низкокачественных бентонитов.
Существуют месторождения (не в России), где сразу добывают природные натриевые (ещё их называют щелочные) бентониты.
Но также давно придуман способ искусственного перевода кальциево-магниевых бентонитов в натриевые. Обычно это происходит на карьере, где добывают бентонит. Там его активируют карбонатом натрия (кальцинированной содой) — Na2CO3. Дают вылежаться, чтобы прошла химическая реакция, сушат и перемалывают. Таким образом и получают искусственно-натриевые качественные бентониты. Самый известный в России такой бентонит — это активированный бентонит хакасского месторождения.
Он практически не уступает по качеству природно-натриевому и поддерживает высокие значения прочности в зоне конденсации влаги.
Как повысить прочность в зоне конденсации влаги
В первую очередь необходимо использовать качественный природный или искусственно-натриевый бентонит.
Кроме того, улучшить этот показатель можно и специальными добавками. В старину, например, использовали конский навоз. Он содержит частички травы, сена, которые механически «держат» прочность, «соединяя» ком с основной частью смеси, не давая ему отслоиться.
Конечно, мы не будем советовать вам идти по этому пути!
Для повышения прочности в зоне конденсации влаги также использовался асбест. Это волокнистый материал, который действовал по такому же принципу. Однако сейчас он не применяется из-за своего вредного воздействия на человека и окружающую среду.
Сейчас применяют добавки, которые вбирают в себя лишнюю влагу в зоне конденсации влаги и набухают — это ЭКР, крахмалит. Также используют химические реагенты — комплексоны, которые забирают, «связывают» лишнюю влагу и положительно влияют на прочность в зоне конденсации влаги.
Как определять прочность в зоне конденсации влаги
Прибор для определения прочности при разрыве в зоне конденсации влаги помогает контролировать уровень прочности поступающего на завод бентонита. А также вовремя зафиксировать падение этого показателя на производственной смеси. Кроме того, можно, используя прибор, подобрать необходимое количество добавок в смесь для корректировки этого показателя.
Принцип работы прибора заключается в одностороннем нагреве торца стандартного образца, сделанного из песчано-глинистой смеси, и измерении прочности отрыва образовавшейся корочки смеси от основной массы. Современные приборы имеют выход для передачи результатов испытания на компьютер для регистрации и архивирования данных.
Специалисты компании СЛТ помогут подобрать лабораторное оборудования для контроля свойств песчано-глинистых смесей для вашей лаборатории формовочных материалов и экспресс-анализа в цеху. А также проведут консультацию по корректировке состава и свойств песчано-глинистых формовочных смесей.
#slt #литейное производство #оборудование для производства #слт #металлургия #металлообработка #сервис #технологии
