Badanie wpływu wilgotności na ścieralność i osypliwość syntetycznych mas formierskich.

1. Osypliwość i ścieralność:

a) definicje

b) opis aparatów i metod oznaczania

c) czynniki wpływające na osypliwość i ścieralność

d) metody zapobiegania

e) przebieg zmian w zależności od wilgotności masy.

2. Metody oznaczania wilgotności.

OSYPLIWOŚĆ:

1. masy syntetyczne wykazują często dużą skłonność do osypywania się. Metody pomiaru tej właściwości są mało miarodajne i dlatego należy wyniki pomiarów traktować tylko jako dane porównawcze, aktualne dla danej masy i istniejącej organizacji produkcji w odlewni. Osypliwość zależy przede wszystkim od rodzaju gliny i stosunku wodno-glinowego, a przy stałej zawartości gliny-od zawartości wody w masie. Istotne znaczenie ma również organizacja procesu produkcyjnego. W przypadku form z tej samej masy, zalewanych bezpośrednio po ich sporządzeniu, szkodliwość osypliwości (powodującej zaprószenie lub zapiaszczenie odlewów)jest znacznie mniejsza niż wtedy, gdy formy są zalewane po kilku lub kilkunastu godzinach przetrzymywania w odlewni. Następuje obsychanie powierzchni wnęki formy, zwiększające osypliwość masy.

2. Metoda ocierania zagęszczonej kształtki o rolki została zaproponowana w polskiej normie. Wykonaną w sposób znormalizowany kształtkę walcową waży się z dokładnościa do 0,1g i umieszcza na rolkach aparatu uprzednio wypoziomowanego. Następnie włącza się napęd rolek oraz lampę napromiennikową. Lampa ta powinna być w takiej odległości od kształtki, aby temperatura w miejscu górnej powierzchni kztałtki wynosiłą 95ºC. Bezpośrednio przed badaniem należy nagrzać aparat, włączając na 5min lampę oraz napęd rolek. Czas pomiaru wynosi 3-5min. Po upływie zadanego czasu obrotu rolekwyłącza się aparat i ponownie waży kształtkę z dokładnościa do 0,1g. Osypliwośc badanej masy liczymy: S=[(a-b)/a]*100%, gdzie a-masa kształtki przed badaniem[g], b-masa kształtki po badaniu[g].

3. Czynniki wpływające na osypliwość:

- jakość gliny lub nieodpowiedni przerób gliny formierskiej

- jakość spoiwa (np. nieodpowiedni moduł szkła wodnego)

- źle przeprowadzony proces utwardzania względnie suszenia form lub rdzeni

- niewłaściwe warunki powierzchniowego podsuszania rdzeni lub form

Poza tym ziarna masy na powierzchni wnęki formy lub rdzenia mają inne warunki niż ziarna znajdujące się wewnątrz masy. Zatem wytrzymałość zewnętrznej warstwy masy jest nieco mniejsza od średniej wytrzymałości masy.

d) osypliwość jest spowodowana odparowywaniem wody co powoduje z kolei zmniejszenie wytrzymałości w warstwie przybrzeżnej i nie istnieje dokładna metoda hamująca ten proces

e) osypliwość(S) jest odwrotnie proporcjonalna do wilgotności masy(W) zatem można ja opisac jako zależność: S=1/W co wskazuje na hiperboliczne zachowanie f-kcji.

ŚCIERALNOŚĆ:

1. odrywanie się cząstek masy spowodowane czynnikami mechanicznymi

2. opis aparatów i metod oznaczania:

1) opis aparatu konstrukcji J. Dlezeka:

na wałku nachylonym pod kątem 45º do pionu, napędzanym za pośrednictwem przekładni przez silnik elektryczny osadza się kształtkę walcową wykonaną z badanej masy. Silnik elektryczny napędzający to urządzenie jest silnikiem prądu stałego na napięcie 12V i jest zasilany z prostownika. Do prostownika jest podłączony szeregowo z silnikiem opornik suwaka, za pomocą którego reguluje się ilość obrotów silnika tak, żeby wałek obracał się z prędkością 3 obr/s. Ilość obrotów wałka sprawdza się za pomocą obrotomierza. U góry jest umieszczony zbiornik ze śrutu. W dnie zbiornika znajduje się otwór o średnicy 7mm zamykany za pomocą zatyczki. Śrut ze zbiornika spada w czasie wykonywania oznaczenia na wirującą kształtkę i powoduje jej ścieranie. Wysokość spadania śrutu wynosi 200mm. Śrut wraz z oddzieloną od kształtki masą spada do podstawionego naczynia.

Metoda oznaczenia:

Sporządzenie 5 kształtek walcowych. Suszenie w suszarce w temperaturze 150ºC przez 1,5h. Po wysuszeniu ważymy z dokładnością do 0,1g i oznaczamy ścieralność. Do zbiornika aparatu wsypujemy 500g śrutu o średnicy 1,5mm odważonego z dokładnością 1g.badaną kształtkę włączamy do aparatu, a po wyłączeniu silnika ponownie ważymy kształtkę z dokładnością do 0,1g.

2) opis aparatu produkcji Huty Stalowa Wola:

znormalizowaną kształtkę walcową, wykonaną z badanej masy, osadza się w uchwycie za pomocą zacisku. Zamocowana w ten sposób kształtka jest wprawiana w ruch obrotowy z prędkością 1obr/s przez silnik elektryczny za pośrednictwem przekładni zębatej. Silnik elektryczny jest zasilany wprost z sieci o napięciu 200V. U góry jest umieszczony zbiornik na śrut z dnem w kształcie lejka zakończonym otworem, zamykany za pomocą zasuwki. Śrut ze zbiornika spada w czasie wykonywania oznaczenia rurką na wirującą kształtkę i powoduje jej ścieranie. Oddzielona masa wraz ze śrutem spada do zbiornika.

Metoda oznaczania:

Po ubiciu 5 znormalizowanych kształtek walcowych suszy się je w temperaturze 150ºC przez 1,5h w suszarce. Po wysuszeniu ważymy próbki z dokładnością do 0,1g i przystępujemy do oznaczania ścieralności. Do zbiornika aparatu wsypujemy 1750g stalowego śrutu o średnicy1mm odważonego z dokładnością 1g. Badaną próbkę umieszczamy w aparacie i włączamy silnik. Po jego wyłączeniu ważymy próbki z dokładnością do 0,1g.

3) znormalizowaną kształtkę walcową, wykonaną z badanej masy, kładzie się ostrożnie na rolkach tak, aby nie dotykała obrzeży rolek. Następnie włącza się lampę promiennikową oraz silnik elektryczny, który obraca rolki. Obracające się rolki wprawiają w ruch kształtkę walcową, która obraca się z prędkością 1orr/s. Podczas obracania się kształtki następuje ścieranie ziaren masy z jej powierzchni. Oddzielona masa spada do szufladki. Lampa promiennikowa jest obudowana osłoną wyłożoną wewnątrz płytkami azbestowymi. Odległość lampy promiennikowej od powierzchni kształtki walcowej ustala się za pomocą śruby regulacyjnej. Odległość lampy powinna być taka aby temperatura mierzona na powierzchni rolek wynosiła 95ºC. Dopuszczalna różnica temperatury wynosi 2K. Poziomowanie aparatu wykonuje się za pomocą 2 śrub regulacyjnych oraz poziomicy.

Metoda oznaczania:

Sporządzamy 5znormalizowanych kształtek walcowych które kolejno poddajemy badaniu na lampie promiennikowej. Po upływie 5min wyłaczamy silnik i ważymy startą kształtkę z dokładnością do 0,1g.

ŚCIERALNOŚĆ opisujemy za pomocą wzoru(podobnie jak w przypadku osypliwości): S=[(a-b)/a]*100%, gdzie a-masa kształtki przed badaniem[g], b-masa kształtki po badaniu[g].

d) używanie lepszej jakości gliny czy spoiw, a także poprawnie przeprowadzane procesy suszenia form albo rdzeni(co zapobiega przepalaniu powierzchni rdzeni)

e) jak w przypadku osypliwości

---