دانش

بخش 1: قدرت the

استحکام شن و ماسه رزین اغلب به مقاومت در دمای اتاق و مقاومت در دمای بالا طبقه بندی می شود. استحکام دمای اتاق بیشتر به استحکام اولیه و مقاومت نهایی تقسیم می شود. استحکام اولیه به استحکام ماسه قالب گیری بلافاصله پس از اختلاط اشاره دارد، در حالی که استحکام نهایی به استحکام ماسه قالب گیری پس از 24 ساعت اشاره دارد.

تاثیر افزودن رزین بر استحکام

در تولید ماسه رزینی، استحکام با افزایش افزودن رزین افزایش می یابد، اما نه به نسبت مستقیم. هنگامی که افزودن رزین کمتر از 1.0٪ باشد، استحکام به سرعت با افزایش افزودن رزین افزایش می یابد. با این حال، هنگامی که محتوای رزین بیشتر یا مساوی 1.0٪ باشد، رشد استحکام کند می شود. هنگامی که افزودن رزین خیلی زیاد باشد، راندمان پیوند رزین بسیار پایین است.

2. تأثیر دما، رطوبت و عامل پخت بر استحکام

فرآیند پخت ماسه رزینی متعلق به واکنش تراکم است که آب را آزاد می کند. تخلیه به موقع آب میعان تأثیر قابل توجهی بر استحکام پیوند ماسه رزینی دارد. رطوبت محیطی بالا مانع از خروج آب واکنش شده و بر واکنش پخت تأثیر می گذارد و در نتیجه استحکام اولیه پایین و استحکام نهایی ماسه رزینی کاهش می یابد.

قدرت همیشه با افزایش دوز عامل پخت افزایش نمی یابد. هنگامی که دوز عامل پخت 0.4٪ تا 1.2٪ ماسه اصلی باشد، استحکام به حداکثر مقدار می رسد. اما با افزایش دما و کاهش رطوبت، استحکام اولیه و نهایی ماسه رزینی در هنگام بالا بودن رطوبت کاهش می یابد، حتی اگر دما مشابه یا افزایش یابد. هم پخت خیلی سریع و هم خیلی کند برای استحکام مضر است. اگر عمل آوری خیلی سریع باشد، لایه رزین شکننده می شود و استحکام را کاهش می دهد. اگر عمل آوری خیلی کند باشد، نیروی پیوند رزین به طور کامل اعمال نمی شود. برای اطمینان از استحکام قالب ماسه، سرعت پخت مناسب لازم است. محتوای اسید آزاد در عامل پخت تأثیر قابل توجهی بر استحکام، به ویژه برای شن و ماسه بازیافتی دارد. هنگامی که محتوای اسید آزاد بیشتر از 10٪ باشد، حتی اگر زمان پخت مناسب باشد، استحکام کاهش می یابد. بنابراین، محتوای اسید آزاد در ماده پخت باید کمتر از 10٪ باشد.

3. تأثیر خواص رزین بر استحکام

مقدار کمی فرمالدئید آزاد در رزین به افزایش استحکام اولیه ماسه رزین و همچنین افزایش استحکام نهایی کمک می کند. به خصوص در شرایط رطوبت بالا، مقدار کمی فرمالدئید آزاد می تواند واکنش پخت را تسریع کند، استحکام اولیه را افزایش دهد و زمان حذف قالب را کوتاه کند. افزایش محتوای نیتروژن در رزین می تواند استحکام اولیه ماسه رزین را بهبود بخشد، اما مقاومت نهایی کاهش می یابد. رزین با محتوای فورفورال بالا و ویسکوزیته کم دارای مقاومت اولیه و نهایی بالایی است. محتوای آب تأثیر قابل توجهی بر استحکام دارد. زمانی که محتوای آب در رزین باشد ≥5٪، سرعت پخت کند می شود، زمان حذف قالب طولانی می شود و استحکام نهایی به طور قابل توجهی کاهش می یابد.

4. تأثیر خواص ماسه خام بر استحکام:

تأثیر اندازه ذرات ماسه خام، شکل و محتوای ریز پودر بر استحکام: میزان رطوبت و توزیع اندازه ذرات ماسه خام تأثیر مستقیمی بر استحکام قالب ماسه دارد. برای ماسه رزینی، ماسه چهار غربالی توصیه می شود. در شن و ماسه جدید، نسبت ذرات شن 150 مش نباید از 5% تجاوز کند و میزان میکرو پودر نباید از 0.4% تجاوز کند. با این حال، برای شن و ماسه بازیافتی، ذرات شن بیش از حد ریز می توانند سرعت پخت را افزایش دهند، که با ماسه جدید متفاوت است. ذرات ماسه ریز در ماسه بازیافتی دارای سطح ویژه بزرگ تری هستند و نسبت به ذرات ماسه درشت حاوی رزین و عامل پخت بیشتری هستند. تلفات ناشی از احتراق ماسه ریز به طور قابل توجهی بیشتر از ماسه درشت است. هنگامی که رزین دوباره اضافه می شود، عامل پخت باقیمانده به عنوان یک کاتالیزور عمل می کند و سرعت پخت را افزایش می دهد.

ماسه رزینی الزامات بسیار سختی برای رطوبت ماسه خام دارد زیرا رطوبت ماسه خام نه تنها بر استحکام پیوند بین لایه رزین و ذرات ماسه تأثیر می گذارد بلکه سرعت سخت شدن را نیز کاهش می دهد و در نتیجه یک قالب ماسه "ترد بیرون، داخل لطیف" ایجاد می کند و ریخته گری را مستعد نقص سوراخ گاز می کند.

به طور کلی، میزان رطوبت باید کمتر از 0.2٪ باشد. برای شن و ماسه بازیافتی، اگر در تابستان از آب پاشی برای خنک کردن استفاده شود، رطوبت باید بررسی شود و نباید از 0.3٪ تجاوز کند.

5. استاندارد قدرت نهایی باید از کارخانه ای به کارخانه دیگر متفاوت باشد. پس از مخلوط شدن ماسه رزین، پس از حدود 24 ساعت خودسختی می تواند به حداکثر استحکام یا استحکام نهایی خود برسد. با توجه به شرایط مختلف تولید و مقیاس های مختلف هر ریخته گری، فاصله زمانی بین قالب گیری و ریختن ممکن است بیش از 24 ساعت نباشد. بنابراین تعیین مقاومت نهایی باید بر اساس ریخته گری خاص باشد.

بخش دوم: پایداری سطح

پایداری سطحی ماسه رزینی به توانایی آن در مقاومت در برابر سایش در حین جابجایی، شستن فلز مذاب در حین ریختن و پخت بدون ایجاد ایراداتی مانند شستشوی ماسه، سوراخ های ماسه و چسبندگی مکانیکی ماسه اشاره دارد. پایداری سطح قالب شن و ماسه با استحکام بالا یا پایین دمای اتاق سازگار است: عوامل مؤثر رایج عبارتند از:

1. نوع رزین و مقدار اضافه.

2. کیفیت و اندازه ذرات شن و ماسه اصلی.

3. انتخاب عامل پخت و مواد افزودنی.

4. پارامترهای فرآیند و عملیات.

5. عوامل محیطی: دما، رطوبت و سایر شرایط نیز بر تولید ماسه رزینی تأثیر می گذارد.

عوامل اصلی مؤثر بر تولید گاز و نفوذپذیری ماسه رزینی را می توان از جنبه های زیر به تفصیل تجزیه و تحلیل کرد:

بخش 3: ظرفیت تولید گاز

حجم تکامل گاز به حجم گاز بر حسب میلی‌لیتر اشاره دارد که توسط نمونه‌ای از ماسه قالب‌گیری (یا مواد دیگر) پس از گرم شدن در مدت زمان معین تولید می‌شود که به عنوان حجم تکامل گاز نیز شناخته می‌شود. می توان آن را به صورت حجم گاز تولید شده در هر گرم نمونه بیان کرد.

در طی فرآیند ریخته گری، زمانی که فلز مذاب در قالب ماسه ریخته می شود، قالب ماسه و هسته ماسه تحت تاثیر حرارتی فلز با دمای بالا قرار می گیرند و باعث می شوند رطوبت و مواد افزودنی مختلف (مانند خاک رس، پودر زغال سنگ و رزین و غیره) در قالب ماسه، مقدار زیادی گاز تولید کنند. اگر این گازها نتوانند به موقع تخلیه شوند، عیوب سوراخ گاز در ریخته گری ایجاد می کنند و در نتیجه کیفیت و عملکرد ریخته گری را تحت تاثیر قرار می دهند.

1. ترکیب رزین و مقدار اضافه:

حجم تکامل گاز عمدتاً به ترکیب و مقدار افزودن رزین مربوط می شود. به عنوان مثال، اجزای اصلی رزین فوران عبارتند از فورفورال الکل، اوره فرمالدئید و فرمالدئید، که در میان آنها اوره فرمالدئید دارای حجم تکامل گاز نسبتا زیادی است، در حالی که فورفورال الکل و فرمالدئید دارای حجم تکامل گاز نسبتا کم هستند. هنگامی که مقدار افزودنی رزین زیاد باشد، حجم تکامل گاز نیز افزایش می یابد، اما نه متناسب.

هرچه میزان رزین بیشتر باشد، ترکیبات آلی بیشتری در قالب ماسه ای وجود دارد و گازهای بیشتری در اثر تجزیه رزین در دماهای بالا تولید می شود. گازهای بیش از حد می تواند منجر به سوراخ های گاز یا نقص های ریز ساختار غیرعادی در سطح ریخته گری شود.

2. عوامل ماسه خام:

از دست دادن اشتعال ماسه خام، یعنی مقدار ناخالصی هایی مانند مواد آلی و کربنات ها در ماسه سیلیس که در دماهای بالا می سوزند، باعث افزایش تکامل گاز ماسه قالب گیری شده و برای کیفیت سطح ریخته گری مضر خواهد بود.

هنگامی که اندازه ذرات ماسه خام خیلی ریز باشد، نفوذپذیری کاهش می یابد، که همچنین بر آزاد شدن تکامل گاز تأثیر می گذارد.

3. فرآیند اختلاط شن و ماسه و احیای شن و ماسه استفاده شده:

افزودن بیش از حد رزین در هنگام اختلاط شن و ماسه می تواند منجر به ایجاد مقدار زیادی گاز از هسته ماسه در طول ریخته گری شود. احیای ضعیف شن و ماسه استفاده شده می تواند باعث شود که اشتعال ماسه در سیستم از کنترل خارج شود، با محتوای پودر ریز بیش از حد، که منجر به افزایش تکامل گاز و کاهش نفوذپذیری می شود.

تیم ویگر تجربه غنی در کار داردمختلف ریخته گری در صورت هرگونه سوال یا درخواستی که می توانیم کمک کنیم، لطفا با ما تماس بگیریدinfo@castings-forging.com