Контроль исходных формовочных материалов и смесей

Качество отливок в значительной степени зависит от свойств формовочных материалов, поэтому необходим тщательный контроль их. Контроль формовочных материалов осуществляется в цеховой или заводской лаборатории по стандартным методикам. Стандарты (ГОСТ 23409.0—78-f-ГОСТ 23409.26—78) на методы испытаний формовочных песков, а также формовочных и стержневых смесей включают 26 видов контроля: содержания примесей (оксидов кальция, магния, железа, титана, алюминия), влаги, прочности смесей при комнатной и высоких температурах, газопроницаемости, осыпаемости, гигроскопичности, текучести при динамическом и статическом уплотнениях, газотворности. Предусмотрены методики определения формуемости смесей, содержания глинистой составляющей, объемного расширения и спекаемости песков, а также формы зерен и гранулометрического состава, модуля мелкости и среднего размера их зерен. Для контроля жидких самотвердеющих смесей (ЖСС) предусмотрены методики определения их подвижности и пенообразующей способности, а также устойчивости пены растворов поверхностно-активных веществ.

Описание некоторых наиболее широко используемых стандартных методов контроля формовочных материалов приведено ниже.

Определение глинистой составляющей проводится методом отмучивания. В стеклянный сосуд емкостью 1000 мл помещают 50 г контролируемого формовочного материала, приливают 475 мл воды и 25 мл водного раствора едкого натра. Сосуд закрывают, устанавливают на лабораторную мешалку и взбалтывают в течение одного часа, после чего доливают водой, перемешивают палочкой, отстаивают 10 мин и сливают воду с помощью U-образной трубки до уровня 12 мм от поверхности осадка. Операции с доливанием воды, отстаиванием ее и сливом, называемые отмучиванием, повторяют до тех пор, пока вода в сосуде после 5-минутного отстаивания не станет прозрачной. Осадок сушат, прокаливают, взвешивают и с учетом потери массы исходной навески рассчитывают массовую долю глинистой составляющей.

После отделения от песка или смеси глинистой составляющей оставшаяся часть навески подлежит испытаниям для определения гранулометрического состава, модуля мелкости и среднего размера зерна песчаной основы.

Гранулометрический состав исследуется путем сухого рассева зерновой песчаной основы с последующим определением классов крупности по массе остатков ее на каждом из сит стандартного набора. Прибор для гранулометрического анализа (рис. 3.7) состоит из набора стандартных сит 1, столика 2, на котором они установлены, электродвигателя 3, передающего через эксцентриковый вал колебательное движение столику с ситами, и рычажного ударного механизма 4. Частота вращения эксцентрика ~300 об/мин, а ударов рычага — 180 в минуту, 11 сит набора имеют диаметр обечайки 200 мм и сетки с размерами ячеек от 2,5 до 0,05 мм.

Навеска исследуемого песка помещается на верхнее сито набора, в котором сита расположены в нисходящем порядке.

Рис. 3.7. Прибор для контроля зернового состава формовочных песков модели 029

Просеивание пробы песка после включения встряхивающе-ударного механизма продолжается 15 мин. По истечении указанного времени прибор выключают, снимают сита и остаток на каждом из них взвешивают. Массовую долю остатка на каждом сите выражают в процентах от массы исходной навески. Основной фракцией считается наибольшая сумма остатков на трех смежных ситах (см. табл. 3.2). Величина зерна характеризуется номером сита, на котором остается данное зерно после прохождения его сквозь предшествующее сито. Размером зерна определяется группа песка.

По результатам определения гранулометрического состава песчаной основы вычисляют модуль мелкости ее (а): а= ∑ai·m/∑m, где ai — постоянная для каждой сетки величина, приводимая в специальной таблице; m — масса остатка на сетке, г.

Определяют также средний размер зерна построением интегральной кривой.

Для определения предела прочности на растяжение сухих формовочных и стержневых смесей изготовляют образцы, имеющие форму «восьмерки» (см. рис. 3.13). Такие образцы уплотняют на стандартном копре, в стальном разъемном стержневом ящике и сушат по режиму, установленному для испытуемой смеси.