Файл: Абрамов, Н. П. Новые методы определения свойств формовочных смесей.pdf

на, но не тождественна льду. Подвижность объемной воды близка к подвижности свббодной жидкости. В практически используемых составах песчано-глинистых смесей доля граничной воды состав­ ляет 10 — 30%, а в песчано-бентонитовых смесях — 20—60% ' (до 75% в специальных маловлажных смесях).

Наиболее простым и эффективным способом испытания на уплотняемость является следующий. Стандартная гильза свободно засыпается формовочной смесью заподлицо, смесь выравнивается с помощью скребка-ножа и уплотняется тремя ударами бабы стандартного копра (или прессованием под давлением 10 кг/см2), после чего измеряется расстояние от верхнего конца гильзы до уровня смеси (осадка). Величина осадки, выраженная в процен­ тах к первоначальной высоте гильзы, и есть уплотняемость.

Смесь не рекомендуется просеивать при засыпке в гильзу, так как это изменяет состояние и лабораторных и единых смесей. Во­ спроизводимость результатов таких опытов высока, разброс значе­ ний составляет ± 2 % .Просеянная смесь имеет несколько большую уплотняемость. Сравнение уплотпяемости просеянной и непросеян­ ной смеси дает информацию об ее состоянии и однородности.

На рис. 4,а приведена однозначно выявленная взаимосвязь уплотпяемости и соотношения фаз воды в смеси, на рис. 4, б — связь уплотпяемости и прочности на сжатие. Определение уплотняе­ мое™ весьма чувствительно в интервале влажностей смесей, приме­ няемых для сырой и безопочной формовки. Дальнейшее повышение влажности незначительно изменяет уплотняемость и обрабатыва­ емость, увеличивает время и расход топлива или электроэнергии на изготовление и сушку форм.

Уплотняемость существенно изменяется во время приготовле­ ния смеси. Вода после введения в смеситель распределяется крайне

достаточное время перемешивания в производственных условиях компенсируют увеличением содержания глины и воды, что ведет к ухудшению качества литья и перерасходу связующих материа­ лов. Плохо перемешанные смеси (с меньшей газопроницаемостью) требуют большего увлажнения.

Водонасыщенность, а значит и объем испаряемой воды при за­ ливке и сушке форм, тем меньше, чем лучше распределена вода.

Величину уплотняемое™ в конкретных цеховых условиях сле­ дует поддерживать постоянной. Наилучшей формуемости соответ­ ствуют уплотняемость 40—52% и соотношение О : Г« 1 (от 2 : 3 до 4:3). Смеси при этом имеют достаточно высокий уровень сырой прочности на сжатие и текучести по Орлову, повышенную тиксо­ тропную способность, их рационально использовать на сырой фор­ мовке. При уплотняемое™ 25—40% и 0 : Г меньше единицы (0,8—0,3): смеси легко формуются, приобретают повышенную плот­ ность и максимальную прочность в сыром состоянии, рекомендуют-

10

ся для безопочной формовки. Смеси для формовки по-сухому могут иметь уплотняемость 52 — 75% . Она обеспечивается, если соотношение объемной и граничной воды находится в пределах от 4 : 3 до 8 : 3 (и выше — при малых содержаниях бентонита). Из смесей с уплотняемостью выше 52% можно изготовить формы с помощью встряхивания с последующим прессованием, либо с по­ мощью профильных прессующих пуансонов, либо с помощью ди­ афрагм, либо вручную. В этой области наблюдается практически линейная зависимость унлотняемости от сырой прочности на сжа­

мое™ и прочности от состава и состояния смеси. Колебание влаж­ ности изменяет состав и, главным образом, расстояние и результи­ рующую диэлекрическую проницаемость среды, разделяющей макрочастицы смеси, а это обуславливает и Ван-дер-Ваальсово и капиллярное взаимодействия последних.

В практике применения единых смесей определение уплотняе­ мое™ может быть рекомендовано как достаточно быстрый и точный косвенный метод измерения влажности: на основе замеров действительных влажностей и уплотняемое!и строится градуи­ ровочная кривая, которая при регулярной проверке (не менее двух раз в неделю) используется в дальнейшем. Измерение уплот­ няемое™ позволяет найти оптимальную водонасыщенность смеси. Знание пределов колебания уплотняемое™ является более важ­ ным для предсказания поведения единой смеси в абсолютных процентах.

С помощью рис.4 по заданным важнейшим целевым свойст­ вам — унлотняемости и прочности — можно найти наименее энерго- и материалоемкий состав формовочной песчано-глинистой смеси.

Смеси для стального литья должны иметь меньшую уплотня­ емость, чем для чугунного; уплотняемость наполнительной смеси должна быть ниже уплотняемости облицовочной. Отработанная смесь (с угольной пылью) легче уплотняется, чем лабораторные песчано-бентонитовые смеси. Смесь с более высокой исходной плотностью имеет меньшую уплотняемость.

КОНТРОЛЬ СВОЙСТВ ФОРМОВОЧНЫХ СМЕСЕЙ НА МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОМ ПРЕДПРИЯТИИ

Контроль свойств формовочных материалов и смесей на маши­ ностроительном предприятии осуществляют специализированные подразделения, входящие в состав центральной исследовательской лаборатории (ЦЗЛ) завода, объединения.

Основными задачами ЦЗЛ являются следующие:

12

1. Ускорение темпов научно-технического прогресса путем все­ мерного развития исследований в наиболее перспективных обла­ стях науки и сокращения сроков внедрения результатов научных исследований в производство.

2. Участие в совершенствовании существующих и создании новых прогрессивных технологических процессов, улучшающих эксплуатационные качества выпускаемой продукции, проведение сравнительных исследований лучших образцов отечественных и зарубежных материалов, приборов, технологических процессов.

3. Выполнение контрольных анализов получаемого сырья, мате­ риалов и полуфабрикатов в соответствии с требованиями норма­ тивно-технических документов, а также контрольных анализов ка­ чества материалов, полуфабрикатов на всех стадиях их последую­ щей технологической переработки и получаемой готовой продук­ ции.

4.Контроль технологических процессов, исследование причин брака и разработка (совместно с отделом главного металлурга) рекомендаций по его ликвидации и предупреждению.

5.Организация при цехах и руководство экспресс-лаборато­ риями контроля качества формовочных смесей, выплавляемого металла, термообработки и т. д.

План научно-исследовательских работ лабораторий на последу­ ющий год представляется на согласование в соответствующие го­ ловные и отраслевые институты, а также во всесоюзные промыш­ ленные объединения одновременно с планом новой техники в ус- 'tановленные сроки, которые координируют их с проектами планов институтов и составляют сводный план ЦЗЛ по своей отрасли. В соответствии с утвержденным годовым планом поквартально со­ ставляются календарные планы работы ЦЗЛ с указанием ответст­ венного исполнителя по каждому разделу и включением в него, кроме основных тем, текущих работ, необходимость в которых вы­ является в процессе выполнения производственного плана завода.

Сцелью определения организационной структуры ЦЗЛ в зави­ симости от характера и объема производства заводы условно раз­ биты на следующие категории и группы: 1-я категория — специа­ лизированные литейные заводы-центролиты, группы «а — д» (при­ ложение 1); 2-я категория — машиностроительные заводы, имею­ щие в своем составе литейное производство, группы «а — в» (при­ ложение 1).

Ориентировочное годовое количество анализов смеси и исход­ ных формовочных материалов, а также металлографических, меха­ нических, объемных, химических и спектральных анализов и испы­ таний приведено в приложении 2. Перечень специализированных и технологических лабораторий, входящих в состав ЦЗЛ, примени­ тельно к каждой категории и группе заводов дан в приложении 3.

Лаборатории литейных процессов рекомендуется организовы­ вать на всех заводах 1-п категории и 2-й категории группы «а». На заводах 2-й категории группы «б» при выпуске литья свыше

13

15 тыс. rjzod вместо лаборатории литейных процессов создается участок металловедческой лаборатории.

На заводах 2-й категории групп «б» и «в» экспресс-лаборато­ рии формовочных и стержневых смесей при цехах не организуют­ ся. Экспресс-анализы выполняются лабораторией формовочных материалов.

Лабораторию литейных процессов ЦЗЛ можно специализиро­ вать для решения одной из отраслевых проблем или на ее основе в составе ЦЗЛ создать комплексную научно-исследовательскую базовую лабораторию.

На схеме 1 представлена организационная структура ЦЗЛ за­ водов 1-й категории и группы «а» 2-й категории; на схеме 2 — организационная структура ЦЗЛ заводов трупп «б» и «в» 2-й ка­

Условные обозначения: РГ1 — производственные рабочие, ИТР — инженернотехнические работники.

14