Proces CO₂

Proces CO₂ polega na przygotowaniu masy formierskiej lub rdzeniowej składającej się z piasku kwarcowego i jako spoiwa szkła wodnego w ilości 5÷7%. Formy lub rdzennice wykonane z tej masy przedmuchiwane są CO₂ pobierane bezpośrednio z butli pod ciśnieniem zredukowanym do 0,05÷0,2 Mpa. Pod wpływem CO₂ następuje utwardzenie masy w ciągu 20-60 sekund. Szkło wodne pod działaniem CO₂ ulega rozpadowi na węglan sodu i krzemionkę w myśl rekcji:

Na₂SiO₂ + CO₂ = Na₂CO₃ + 2SiO₂

Wydzielająca się krzemionka ukega uwolnieniu :

MSiO₂ + nH₂O = mSiO₂ + nH₂O

a dalej następuje koagulacja i wytwarzanie się żelu krzemionkowego, który wiąże ziarna kwarcu.

Kolejne czynności przy wykonywaniu skrzynek formierskich

• Ustawienie modelu, bez górnego odejmowanego znaku rdzeniowego i modelu wlewów doprowadzających na płycie pod modelowej

• Ustawienie dolnej skrzynki formierskiej i posypanie modelu talkiem formierskim

• Naniesienie warstwy masy przy modelowej i jej ręczne obciśnięcie

• Wypełnienie skrzynki masą wypełniającą

• Zagęszczenie masy formierskiej ubijakiem

• Usunięcie nadmiaru masy formierskiej

• Wykonanie kanałów odprowadzających na pł. 15 mm

• odwrócenie dolnej części formy o 180°, ustawienie z powrotem na płycie modelowej, założenie górnego znaku rdzeniowego, ustawienie na modelu wlewów: doprowadzających, rozprowadzających, wlewu głównego

• założenie za pomocą sworzni, górnej skrzynki formierskiej

• nasianie masy przy modelowej i powtórka punktów 4 - 7

• zdjęcie górnej części, odwrócenie o 180° i ustawienie obok górnej formy

• ustalenie w dolnej połowie formy rdzenia

• złożenie górnej i dolnej części formy i wypełnienie ją ciekłym metalem

• wybicie układu wraz z układem wlewowym

Przepuszczalność

jest to zdolność zagęszczania masy formierskiej do odprowadzania

gazów powstających w czasie zalewania form ciekłym metalem.

Na kształtowanie się wartości dwóch najważniejszych własności mas formierskich - wytrzymałość i przepuszczalność wpływa szereg czynników, a przede wszystkim: kształt, wielkość i jednorodność osnowy ziarnowej piasku kwarcowego, zawartości lepiszcza i stopień zagęszczenia masy.

Ogólną zasadą stosowaną w praktyce odlewniczej jest taki dobór masy, aby przy dostatecznej wytrzymałości w stanie zagęszczonym masa charakteryzowała się możliwie największą przepuszczalnością. Spełnianie tej zasady jest zbyt łatwe, gdyż wszystkie czynniki wpływające na przykład na wzrost wytrzymałości, jednocześnie powodują spadek przepuszczalności i odwrotnie.

Syntetyczna masa formierska

służąca do wytwarzania form na wilgotno składa się z trzech głównych składników: piasku kwarcowego jako osnowy ziarnowej, lepiszcza, najczęściej glinki betonitowej oraz wody. Powszechnie stosowanym dodatkiem do tych mas jest pył węgla kamiennego, który zabezpiecza masę formierską przed przylepieniem się do powierzchni odlewu.

Proces przygotowania masy formierskiej syntetycznej;

WILGOĆ

Dokładny pomiar zawartości wilgoci w masie formierskiej wykonuje się przez suszenie w suszarce odważonej próbki masy w temperaturze 105 - 110°C do stałego ciężaru. Ubytek ciężaru próbki odniesiony do ciężaru początkowego próbki daje zawartość wilgoci. W warunkach warsztatowych stosujemy metodę pośpieszną opartą na reakcji chemicznej wody zawartej w masie z karbidem CaC₂ w specjalnym aparacie zaopatrzonym w manometr (tzw. aparat Spedy).

CaC₂ + 2H₂O C₂H₂ + Ca(OH)₂

Wilgoć ma bardzo znaczny wpływ na wytrzymałość mas formierskich, bo zarówno zbyt duża jak i zbyt mała zawartość wilgoci w masie powoduje znaczne zmniejszenie wytrzymałości. Maksymalna wytrzymałość jest przy około 3% zawartości wilgoci. Taki sam wpływ na wytrzymałość ma przepuszczalność, największa przepuszczalność jest przy 4% zawartości wilgoci.

ŻELIWA WYSOKOALUMINIOWE

1. zawierające 9,5 - 19% Al., krzepnie jako żeliwo białe, składające się z ferrytu aluminiowego i fazy ε. Odznacza się dużą odpornością na utlenianie i żaroodpornoscią, jego odporność na zmęczenie cieplne jest jednak mała, ma niskie własności mechaniczne i złą skrawalność.

2. zawierające 19 -25% Al., o strukturze składającej się z ferrytu aluminiowego i grafitu, ma najszersze zastosowanie w produkcji odlewów żaroodpornych, mimo złych własności mechanicznych,

3. zawierające 29 - 31% Al., o strukturze składającej się z ferrytu aluminiowego i węglika Al4C3 , znane pod nazwą PIROFERAL , odznacza się bardzo dużą odpornością na korozję gazową.

Najistotniejszą wadą żeliwa piroferal jest jednak skłonność do samorzutnego rozsypywania się odlewów. Prawdopodobnie powodem rozpadu stopu jest pojawienie się fazy Al.(OH)3 , w wyniku reakcji węglika Al4C3 z parą wodną.

ŻELIWA WYSOKOCHROMOWE

1. zawierające 6 - 8% Cr. Wykazuje ono osnowę perlityczną z wydzieleniami stopowego cementytu eutektycznego. Stosuje się je przeważnie z uwagi na dobre właściwości przeciwcierne, dobra odporność na korozję gazową i pęczenie. W temperaturze 850 - 900°C pogarszają się gwałtownie jego właściwości wytrzymałościowe

2. zawierające 15 - 18% Cr. Wykazuje dobrą odporność na działanie atmosfery utleniającej. Dzięki temu znajduje szerokie zastosowanie na odlewy części pieców, dyszy, itp. Wytrzymałość na rozciąganie wynosi 350 - 570 Mpa.

3. zawierające pow. 185 Cr. Charakteryzuje się szczególnie dużą odpornością na działanie wysokiej temperatury. Struktura składa się z perlitu bądź ferrytu chromowego oraz fazy węglikowej, odporność na działanie atmosfery utleniającej i środków chemicznych..

Duży wpływ na właściwości żeliwa wysokochromowego wywiera zawartość w nim innych, podstawowych pierwiastków :

1. krzem - powoduje wzrost odporności na korozję gazową , przekroczenie 4% zawartości krzemu powoduje pogorszenie właściwości wytrzymałościowych.

2. mangan - (2 - 3%) rozdrabnia składniki struktury i powiększa wytrzymałość,

3. nikiel - polepsza właściwości mechaniczne i żaroodporne, zmniejszając odporność na ścieranie

4. molibden - 3,55 zwiększa odporność na ścieranie.

---