Gieterijzand

Hoe maak je groen zand voor metaalgieten

Vormzand vormt de kern van het zandgietproces. Het moet een vorm goed vasthouden en de fijne details van een gietstuk vastleggen, maar toch doorlatend genoeg zijn om gassen te laten ontsnappen. Onder druk van het verwijderen van het vormpatroon, of terwijl het gevuld is, kan het niet afbrokkelen of op zichzelf zinken. Als hij ondersteboven wordt gedraaid, mag hij zijn vorm niet verliezen:de delen van een mal moeten aan elkaar geklemd blijven.

In de meeste gevallen is "groen" zand voldoende om deze eigenschappen te bewijzen. Groen zand wordt niet zo genoemd vanwege zijn kleur - deze materialen kunnen een breed scala aan kleuren hebben, afhankelijk van de samenstelling en het gebruik. In plaats daarvan krijgt het zijn naam omdat het vochtig is, zoals groen hout.

Mechanische aspecten van het zand worden gemeten voordat het op de gietvloer wordt gebruikt. Technici of gieterijingenieurs verpakken cilinders met zand en voeren tests uit. Deze tests worden steeds vaker gedaan met geautomatiseerde apparaten die in staat zijn tot veel precisiepunten.

Zanddoorlatendheid is de "ontluchtingskracht" van het materiaal - hoeveel gas het toelaat om uit de mal te ontsnappen. Groene druksterkte geeft aan hoeveel druk het zand aankan voordat het begint af te brokkelen. Groene schuifsterkte meet de sterkte tegen constructief falen onder schuifspanning:dit is een kracht die parallel aan zijn richting glijdende breuk veroorzaakt. Zand wordt ook getest op zijn droge sterkte, omdat het tijdens het vullen over het algemeen vocht verliest. Hete sterkte (gedrag bij verhoogde temperaturen) wordt ook gecontroleerd. Zal de hoge gietwarmte ervoor zorgen dat de mal afbrokkelt?

Er worden vaak verschillende aanvullende tests uitgevoerd, waaronder het vochtgehalte, het kleigehalte en onderzoek van de korrelgrootte. Een gieterijingenieur zal worden toevertrouwd met de controle van de zandeigenschappen en kan verschillende aanpassingen maken gedurende de levensduur van het zand om het in goede staat te houden.

De speciale mix die gietzand creëert, zorgt voor het benodigde gedrag. Het hoofdbestanddeel is een mineraal zand met een constante korrelgrootte. De grootte van de zandkorrel is van invloed op de afwerking van het gietstuk, maar soms ook op de doorlaatbaarheid en poreusheid van de mal. Dit ingrediënt alleen is niet genoeg:er wordt een hechtmiddel, meestal klei, toegevoegd en het mengsel wordt bevochtigd met water.

Natuurlijk gebonden zand zijn mengsels van silica en klei zoals ze uit de aarde worden gehaald, hoewel vaak met wat aanpassingen aan de verhoudingen om de juiste zandeigenschappen te krijgen. Natuurlijk gebonden zand wordt gebruikt in grijs ijzer, nodulair gietijzer, smeedbaar ijzer en non-ferro gieterijen (behalve magnesium). Synthetisch gebonden zand wordt geproduceerd door kleivrij zand te combineren met precieze hoeveelheden klei of bentoniet. Ze zijn uniformer dan natuurlijk gebonden zand, maar vereisen een meer zorgvuldige menging en controle. Staalgieterijen, grijs- en smeedbaar ijzergieterijen en magnesiumgieterijen gebruiken dit soort zand. Voor kernen of ander zand dat voldoende moet uitharden om een ​​object te zijn dat kan worden opgetild of verplaatst, is meestal een synthetische binding noodzakelijk.

Er zijn een aantal opties beschikbaar voor een gieterij bij het mixen van een recept voor zandgieten.

Minerale zanden

Het mengsel bij gieterijen is meestal 75-85% zand, de rest bestaat uit klei, water en andere additieven. Het zand kan van nature worden gevonden, meestal uit een meer, of kan worden gemaakt na het delven en standaardiseren van kleivrije mineralen.

Olivine

Traditioneel werd een olivijnzand gebruikt voor het gieten van metaal in zowel ferro- als non-ferrogieterijen. Dit zand kan een fijne afwerking opleveren door het metaal snel af te koelen, en het zorgde voor een zeer stofarme omgeving die niet gevaarlijk is om te ademen. Het werd beschouwd als een "vergevingsgezind" gieterijzand, dat goed patronen aanneemt en niet uitzet als het heet is, maar de treksterkte is niet erg hoog. Silicazanden hebben altijd de voorkeur gehad voor kernen. Sommige olivijnzanden zouden een heel lichtgroene tint hebben, maar dat is toeval - net als al het andere kan het "droog" of "groen" zijn.

Olivijnzand wordt niet langer gewonnen in de Verenigde Staten, dus in Noord-Amerika is dit niet langer de primaire bron van gietzand.

Silicium

Ferrogieterijen (die zich bezighouden met ijzer en staal) gebruiken meestal kiezelzand, ook wel bekend als kwartszand. Silicazand wordt al lang gebruikt bij het maken van kernen, dus het overschakelen naar het gebruik van hetzelfde aggregaat tijdens het gietproces heeft het proces van het beheer van de gieterijvoorraden eenvoudiger gemaakt.

Gieterijen die dit product gebruiken, nemen enkele aanvullende kleine voorzorgsmaatregelen tegen silicose, een ziekte die zich kan vormen in de longen van degenen die veel silicadeeltjes hebben ingeademd. Soms worden ademhalingstoestellen of filtermaskers gebruikt.

Klei in groen zand

Groen zand is meestal 10% bentonietklei. Op moleculair niveau bevat deze klei een absorberend mengsel van silica en aluminium, en bevat gewoonlijk ook kalium, natrium of calcium. Calciumbentoniet is de meest gebruikte klei in het groene gietproces.

Bentonietklei wordt gewonnen en gereinigd voordat het in verschillende toepassingen wordt gebruikt. Hoewel het veel productie- en bouwtoepassingen heeft, is het meest voorkomende gebruik van bentoniet door de consument in kattenbakvulling en cosmetische producten zoals gezichtsmaskers, waar het wordt gebruikt vanwege zijn absorberende eigenschappen.

Andere additieven voor het gieten van groen zand

Vocht is een belangrijk onderdeel bij al het gieten van groen zand. Water wordt in het algemeen toegevoegd bij 2-5% van het gewicht van het mengsel. De hydrostatische bindingen tussen watermoleculen versterken het zand:het zijn deze bindingen die zandkastelen bouwen van nat zand op het strand, en dezelfde krachten zijn aan het werk in de gieterij. Het is het water dat het vermogen van het groene zand vergroot om schuifspanning en compressie aan te kunnen.

Naast het basiszand, de klei en het water kunnen speciale toevoegingen worden gebruikt. Deze omvatten granen, gemalen pek, zeekool, gilsoniet, stookolie, houtmeel, silicameel, ijzeroxide, perliet, melasse, dextrine en gepatenteerde materialen. Deze dienen allemaal om specifieke eigenschappen van het zand te veranderen om de gewenste resultaten te geven.

Geconfronteerd met zand, voor een beter oppervlak aan het gietstuk, wordt gebruikt voor gietstukken van grijs ijzer, smeedbaar ijzer, staal en magnesium. Het ijzerzand bevat meestal zeekool, een fijngemalen steenkool die ervoor zorgt dat het zand niet aan het gietstuk hecht door een gasfilm te vormen wanneer het in contact komt met heet metaal. Voor gieterijen die zeekool gebruiken in al hun zand, bevat het mengsel ongeveer 5% kolenstof. Gilsonite heeft hetzelfde doel, namelijk dat het gassen produceert om zandkleven of stikstofgerelateerde gaatjes te voorkomen.

Stalen bekledingen kunnen silicameel of ander zeer fijn, zeer vuurvast materiaal bevatten om een ​​dicht oppervlak te vormen waar het metaal niet gemakkelijk doorheen kan dringen. Olivijnzand werd ook gebruikt voor gietstukken met mangaanstaal, omdat de combinatie van olivijnzand en mangaan voor een goede afwerking zorgde.

Mold washes zijn coatings die op de mal of het kernoppervlak worden aangebracht om de afwerking van het gietstuk te verbeteren. Ze worden nat of droog aangebracht. De gebruikelijke praktijk is om de natte schimmelwassingen te borstelen of te spuiten en om de droge was te borstelen of te wrijven. Grafiet- of silicameel gemengd met klei en melassewater wordt vaak gebruikt. De wassingen worden gewoonlijk gemengd met oplosmiddeloplossingen op waterbasis of op alcoholbasis. Oplossingen op alcoholbasis kunnen worden aangestoken met een vlam, waardoor de alcohol wordt ontstoken en de schimmel onmiddellijk wordt uitgehard. Oplossingen op waterbasis vereisen een droogtijd in de oven, waarin het wasgoed hard wordt en het overtollige vocht wordt verwijderd.

Zandvoorbereiding en behandeling

Zand wordt bereid in mullers, die het zand, bindmiddel en water combineren. Deze mullers roeren niet alleen de verschillende elementen van het gietzand. In plaats daarvan is er druk nodig om elke zandkorrel gelijkmatig te coaten met de klei of ander hechtmateriaal. Vervolgens worden beluchters gebruikt om het zand weer los te maken, zodat het meer vormbaar is.

In plaats van mullers kunnen zandsnijders worden gebruikt die boven een hoop op de gieterijvloer werken. Aanvoer van het zand naar de gietvloer kan door middel van dump- of scooptrucks of door bandtransporteurs.

Tijdens het gietproces wordt het zand gevormd tot mallen die op de vloer kunnen worden geplaatst of door transportbanden naar een gietstation kunnen worden afgeleverd. Na het storten worden de gietstukken uit het zand geschud. Het gebruikte zand wordt op zijn beurt via een transportband of op een andere manier teruggebracht naar de opslagbakken.

Gietzand recyclen

Gietzand kan vele malen worden gebruikt voordat het wordt verbruikt en kan niet worden gerehabiliteerd. Dit zand belandde vroeger op de stortplaats, maar hergebruik en recycling ervan is een aandachtspunt geworden. De EPA suggereert dat gebruikt gieterijzand dat afkomstig is van het gietproces veilig kan worden gebruikt in bodems, zowel potgrond als gefabriceerde bovengrond. Het kan ook worden gebruikt als funderingslaag voor wegen of als aggregaat dat wordt gebruikt bij de cementproductie.

Een eenvoudig recept met veel variaties

Om thuis groen zand te geven, heb je alleen zand, klei en water nodig. Klompend klei kattenbakvulling is een goedkope bron van bentoniet, maar moet fijngemalen worden voordat het wordt toegevoegd:fijngemalen bentoniet is een duurdere bron die als schoonheidsproduct wordt verkocht. Fijngemalen kiezelzand is verkrijgbaar bij de meeste bouwmarkten. 9 delen silica op 1 deel bentoniet, plus water om het vochtig te maken, is een gemakkelijke thuisverhouding om te onthouden. Het mengen moet zeer grondig zijn en veel knijpen, persen en smeren omvatten om elke zandkorrel met een laag klei te bedekken.

Dit recept kan worden gebruikt voor ruw zandgieten - of voor de beste zandkastelen op het blok!

Vorige post:Patroon makenMetalen gietprocesVolgende post:CoreMaking