Vormzand - Eigenschappen, typen, proces, MCQ's

In dit artikel gaan we leren over Wat is vormzand , Eigenschappen van vormzand en soorten vormzand .

Het belangrijkste materiaal dat in de gieterij wordt gebruikt voor het gieten is het zand. Dit komt omdat het de eigenschappen bezit die essentieel zijn voor gieterijdoeleinden.

Bronnen

Al het zand wordt gevormd door het uiteenvallen van rotsen door de werking van natuurlijke krachten zoals vorst, wind, regen, hitte en waterstromingen. Rotsen zijn echter zeer complex van samenstelling en zand bevat de meeste elementen van de rotsen waarvan ze fragmenten zijn. Om deze reden, vormzand in verschillende delen van de wereld lopen sterk uiteen. Tegenwoordig wordt zand gewonnen uit plaatsen die waarschijnlijk ooit bodems en oevers van rivieren en zandduinen waren.

In India wordt gietzand gevonden in Damodar en Barakar, Santhal Pargana (Bihar), Batala (Gurdaspur, Punjab), Bhavnagar (Saurashtra), Londha (Maharashtra), Avadi en Veeriyambakam (Madras), Kanpur, Jabalpur, Rajkot, Guntur , in Ganges en vele andere plaatsen.

Belangrijkste ingrediënten

De belangrijkste ingrediënten van vormzand zijn:(1) kiezelzandkorrels (2) klei (3) vocht en (4) diverse materialen.

Silica in de vorm van korrelig kwarts, zelf een zand, is het hoofdbestanddeel van vormzand. Silicazand bevat 80 tot 90 procent siliciumdioxide en wordt gekenmerkt door een hoge verwekingstemperatuur en thermische stabiliteit.

Het is een product van het uiteenvallen van kwartsgesteenten of de ontbinding van graniet, die is samengesteld uit kwarts en veldspaat . Het veldspaat wordt, wanneer het wordt afgebroken, klei (waterhoudend aluminiumsilicaat). Siliciumzandkorrels verlenen het zand echter vuurvastheid, chemische weerstand en permeabiliteit. Ze zijn gespecificeerd op basis van hun gemiddelde grootte en vorm.

Klei wordt gedefinieerd als die zanddeeltjes (onder 20 micron in diameter) die niet bezinken met een snelheid van 25 mm per minuut, wanneer ze in water worden gesuspendeerd. Klei bestaat uit twee ingrediënten: fijn slib en echte klei . Fijn slib is een soort vreemde stof of minerale afzetting en heeft geen bindkracht.

Het is de echte klei die het vormzand de nodige hechtkracht geeft, zodat de vorm na het aanstampen niet zijn vorm verliest. Echte klei blijkt te bestaan ​​uit uiterst minuscule aggregaten van kristallijne, meestal vlokvormige deeltjes die kleimineralen worden genoemd. De meeste vormzanden voor verschillende soorten werk bevatten 5 tot 20 procent klei. Vocht, in de vereiste hoeveelheid, zorgt voor de bindende werking van klei.

Wanneer water aan klei wordt toegevoegd, dringt het in het mengsel en vormt een microfilm die het oppervlak van vlokvormige kleideeltjes bedekt. De hechtkwaliteit van klei hangt af van de maximale dikte van de waterfilm die het kan behouden. De hechtwerking wordt als het beste beschouwd als het toegevoegde water de exacte hoeveelheid is die nodig is om de film te vormen. Aan de andere kant wordt de hechtwerking verminderd en wordt de mal verzwakt als er teveel water is. Het water moet tussen de 2 en 8 procent zijn.

Diverse materialen die, naast silica en klei, in vormzand worden gevonden, zijn ijzeroxide, kalksteen, magnesiumoxide, soda en potas. De onzuiverheden moeten onder de 2 procent zijn.

Classificatie

Soorten vormzand:Het kan in het algemeen in drie verschillende soorten worden ingedeeld:(1) natuurlijk vormzand , (2) synthetisch of hoog silicazand , en (3) speciaal zand .

1. Natuurlijk vormzand

Natuurlijk vormzand , groen zand genoemd, wordt uit rivierbeddingen gehaald of uit kuilen gegraven. Ze bevatten een aanzienlijke hoeveelheid klei die fungeert als een binding tussen de zandkorrels en worden gebruikt zoals ze worden ontvangen met toegevoegd water. De hoeveelheid en het type kleimineraal dat aanwezig is, heeft invloed op de sterkte, taaiheid en vuurvastheid van het zand.

Deze worden ook verkregen door zachtgele zandsteen, koolstofhoudende rotsen, enz. te breken en te malen. Tijdens het malen breken kleiaggregaten af ​​en worden kleideeltjes gelijkmatig verdeeld over de zandkorrels. De korrelvorm van dit zand moet sub-hoekig tot rond zijn.

Vanwege hun gemakkelijke beschikbaarheid, lage kosten en hoge flexibiliteit in de werking worden natuurlijke vormzanden gebruikt voor de meeste ferro en non-ferro lichte gietstukken. Aan de eisen van dit zand wordt voldaan door IS:3343-1965 , die ze in drie klassen heeft ingedeeld A , B en C , afhankelijk van hun kleigehalte en sintertemperatuur.

2. Synthetisch zand

Synthetisch zand zijn in wezen kiezelzanden die weinig (minder dan 2 procent) of geen bindmiddel (klei) in natuurlijke vorm bevatten. Ze komen voor als losse of slecht geconsolideerde afzettingen van sedimentaire oorsprong, duinen die vanaf de kust landinwaarts worden geblazen of geaccumuleerde afzettingen in estuaria en rivieren langs de kust.

Ze worden ook gemaakt in een gieterij door eerst kwartsietzandsteen te verpletteren en deze vervolgens te wassen en te sorteren om een ​​zandkwaliteit met de vereiste vorm en korrelverdeling te verkrijgen. De gewenste sterkte en bindingseigenschappen van deze zanden worden ontwikkeld door afzonderlijke toevoegingen zoals bentoniet, water en andere materialen.

Dit maakt grotere flexibiliteit mogelijk in de inhoud van eigenschappen zoals groene en droge sterkte, permeabiliteiten en andere die gemakkelijk naar believen kunnen worden gevarieerd. In feite is synthetisch zand daarom duurder dan natuurlijk zand.

IS:1987-1974 dekt de vereisten van hoog silicazand voor gebruik in gieterijen en classificeert het in drie klassen op basis van het silicagehalte.

3. Speciaal zand

Speciaal zand zijn ideaal voor het verkrijgen van speciale eigenschappen die gewoonlijk niet worden verkregen in ander zand. Als speciaal zand worden vaak zirkoon, olivijn, chamotte, chromiet en chroommagnesiet gebruikt. Zirkoonzand is geschikt voor kernen van messing en bronsgietwerk. Sommige gieterijen gebruiken olivijnzand voor non-ferro gietstukken van ingewikkelde aard. Chamotte is waardevol voor zware stalen gietstukken.

Chromiet- en chroommagnesietzand zijn bijzonder nuttig wanneer de neiging tot afkoelen moet worden verhoogd om het stollen te beheersen. Ze zijn ook geschikt als bekledingsmateriaal in mallen voor stalen gietstukken.

Soorten vormzand

Vormzand kan opnieuw worden ingedeeld, afhankelijk van hun gebruik, in aantal variëteiten. Deze worden hieronder beschreven.

Groen zandafgietsel

Het is een mengsel van kwartszand met 18 tot 30 procent klei, met een totaal watergehalte van 6 tot 8 procent. De klei en het water vormen de binding voor groen zand. Het is fijn, zacht, licht en poreus. Omdat het vochtig is, behoudt het, wanneer het in de hand wordt geperst, de vorm, de indruk die het onder druk geeft. Mallen die in dit zand zijn gemaakt, worden groene zandmallen genoemd.

Droog zandvormen

Groen zand dat is gedroogd of gebakken nadat de mal is gemaakt, wordt droog zand genoemd. Ze zijn geschikt voor grotere gietstukken. Mallen die in dit zand zijn gemaakt, worden droge zandmallen genoemd.

Leem Zand

Leemzand bevat veel klei, tot wel 50 procent of zo, en droogt hard op. Dit wordt met name gebruikt voor het vormen van leem, meestal voor grote gietstukken.

Met uitzicht op Zand

Geconfronteerd met zand vormt het oppervlak van de mal. Het wordt direct naast het oppervlak van het patroon gebruikt en komt in contact met het gesmolten metaal wanneer de mal wordt gegoten. Dientengevolge wordt het onderworpen aan de zwaarste omstandigheden en moet het daarom een ​​hoge sterkte en vuurvastheid bezitten.

Het is gemaakt van kwartszand en klei, zonder toevoeging van gebruikt zand. Er worden verschillende vormen van koolstof gebruikt om te voorkomen dat het metaal inbrandt in het zand. Ze worden soms gemengd met 6 tot 15 keer zoveel fijn vormzand om facings te maken.

De laag bekledingszand in een mal varieert meestal van 20 tot 30 mm. Van de totale hoeveelheid vormzand die in de gieterij wordt gebruikt, bestaat 10 tot 15 procent uit vlakzand. Een bekledingszandmengsel voor het gieten van groen zand van gietijzer kan bestaan ​​uit 25 procent vers en speciaal geprepareerd zand, 70 procent oud zand en 5 procent zeekool.

Ondersteuning Zand

Steunzand of vloerzand wordt gebruikt om het oppervlaktezand op te vullen en het hele volume van de kolf te vullen. Hiervoor wordt voornamelijk oud, veelvuldig gebruikt vormzand gebruikt.

Het steunzand wordt soms zwart zand genoemd omdat oud, herhaaldelijk gebruikt vormzand zwart van kleur is door de toevoeging van kolenstof en verbranding bij contact met gesmolten metaal.

Systeem Zand

In mechanische gieterijen waar machinaal gieten wordt gebruikt, wordt een zogenaamd systeemzand gebruikt om de hele kolf te vullen. In mechanische zandvoorbereidings- en verwerkingsunits wordt geen vlakzand gebruikt. Het gebruikte zand wordt gereinigd en gereactiveerd door toevoeging van waterbinders en speciale additieven. Dit staat bekend als systeemzand. Aangezien de hele mal van dit systeemzand is gemaakt, moeten de sterkte, doorlaatbaarheid en vuurvastheid van het zand hoger zijn dan die van steunzand.

Afscheid Zand

Scheidingszand wordt gebruikt om te voorkomen dat het groene zand aan het patroon blijft kleven en ook om het zand op het scheidingsoppervlak van de mantel en de sleep te laten scheiden zonder vast te kleven. Dit is schoon, kleivrij kwartszand dat hetzelfde doel dient als scheidingsstof.

Kern Zand

Zand dat wordt gebruikt voor het maken van kernen wordt kernzand genoemd, ook wel oliezand genoemd. Dit is kwartszand gemengd met kernolie die is samengesteld uit lijnolie, hars, lichte minerale olie en andere bindmiddelen. Pek of meel en water kunnen omwille van de zuinigheid in grote kernen worden gebruikt.

Eigenschappen van vormzand

Wat zijn de eigenschappen van vormzand?

Goed vormzand moet zes eigenschappen hebben. Eigenschappen van vormzand zijn:Het moet porositeit, vloeibaarheid, inklapbaarheid, hechting, samenhang of sterkte en vuurvastheid hebben.

1. Porositeit :- De belangrijkste eigenschap van vormzand is porositeit, ook wel doorlaatbaarheid genoemd. Het verwijst naar het vermogen van het vormzand om gassen door te laten. Bij het gieten van gesmolten metaal in de zandholte ontstaan ​​gassen en stoom. Deze eigenschap wordt niet alleen beïnvloed door de vorm en grootte van de zanddeeltjes, maar ook door de hoeveelheid klei, bindmateriaal en vocht in het mengsel.
2. Vloeibaarheid :- Het vermogen van het zand om kleine gaten in het patroon op te vullen. Hoge vloeibaarheid produceert een nauwkeuriger vorm en is dus nuttig voor gedetailleerde gietstukken.
3. Samenvouwbaarheid :- Het vermogen van het zandmengsel om onder kracht in te storten. Door de grotere inklapbaarheid van de mal kan het metalen gietstuk vrij krimpen terwijl het stolt, waardoor hete scheuren of barsten worden voorkomen.
4. Kleefkracht :- Kleefkracht is de eigenschap van zand dat ervoor zorgt dat zanddeeltjes aan de zijkanten van de vormbak hechten. De adhesie van het zand zorgt voor een goede opheffing van de kap samen met het zand.
5. Samenhang :- De samenhang van zand is het vermogen van de deeltjes om bij elkaar te blijven. Het is de treksterkte van het vormzand. Deze eigenschap is van cruciaal belang bij het behouden van de ingewikkelde vormen van de mal. Onvoldoende sterkte kan ertoe leiden dat de maldeeltjes bezwijken tijdens het hanteren, omdraaien of sluiten. De toevoeging van klei en bentoniet verbetert de samenhang.
6. Ongevoeligheid :- De vuurvastheid van zand verwijst naar het vermogen om hoge temperaturen van gesmolten metaal te weerstaan ​​zonder te smelten of zacht te worden. Vormzand met een lage vuurvastheid kan vlam vatten wanneer gesmolten metaal in de mal wordt gegoten. Zandvormen moeten normaal gesproken bestand zijn tegen temperaturen tot 1650°C.
7. Kracht :- De sterkte van de stand die is gedroogd of gebakken wordt droge sterkte genoemd. Het moet dan sterk zijn om eroderende krachten te weerstaan ​​om metaal te smelten en zijn vorm te behouden.

Zandvormproces

Zandgieten , ook bekend als zandvormgieten of Zandvormproces , is een op gieten gebaseerd productieproces dat gebruik maakt van een zandvorm. Er worden metalen voorwerpen en onderdelen van verschillende afmetingen en vormen mee gemaakt. Om de prevalentie in perspectief te plaatsen, is zandgieten goed voor meer dan 60% van alle metalen gietstukken. De zes belangrijkste fasen van zandgieten worden hieronder in detail beschreven.

Stap 1:Plaats het malpatroon in het zand

Het plaatsen van het malpatroon in zand is de beginfase bij zandgieten. De mal heeft een directe invloed op de grootte en vorm van het gietstuk. Dientengevolge moeten fabrikanten nieuwe matrijzen ontwikkelen om metalen voorwerpen en componenten in gespecificeerde maten en vormen te produceren.

Stap 2:Een poortsysteem opzetten

In bijna elk gietproces wordt een poortsysteem gebruikt, en zandgieten is geen uitzondering. Het leidt de gesmolten mal in de malholte met behulp van een schenkbeker en tunnels of "poorten" naar de mal. Productiebedrijven zullen een dergelijk poortsysteem opzetten nadat ze het malontwerp in zand hebben gezet.

Stap 3:Schimmelpatroon moet worden verwijderd

Productiebedrijven kunnen het malpatroon vervolgens uit het zand verwijderen nadat het poortsysteem op zijn plaats is. Op dit moment is het vormpatroon niet relevant. Het zand neemt de vorm aan van het malpatroon wanneer het erin wordt geplaatst. Hierdoor is het mogelijk om het malpatroon te verwijderen.

Stap 4:Giet gesmolten metaal in de holte van de mal

Het is nu tijd om het gesmolten metaal in de holte van de mal te gieten. IJzer, staal, aluminium, brons, magnesium, zink en tin zijn slechts enkele van de metalen en legeringen die in zand kunnen worden gegoten. Productieorganisaties moeten metalen of legeringen mogelijk verhitten tot 3000 graden Fahrenheit, afhankelijk van het exacte metaal of de gebruikte legering. Het metaal of de legering wordt in de vormholte gegoten zodra het is getransformeerd van een vaste naar een vloeibare toestand.

Stap 5:Wacht tot het metaal is afgekoeld

Productiebedrijven moeten wachten tot het gesmolten metaal is afgekoeld nadat het in het malgat is geplaatst. Nogmaals, verschillende soorten metaal vereisen verschillende hoeveelheden koeltijd. Het gesmolten metaal zal afkoelen en overgaan van een vloeibare naar een vaste vorm.

Stap 6:Breek de mal open om het metalen gietstuk te verwijderen

Het openbreken van de mal om het nieuw gegenereerde metalen gietstuk te extraheren is de zesde en laatste stap in zandgieten. Malpatronen zijn meestal herbruikbaar, maar vormen zelf niet. Elke keer dat een productiebedrijf een nieuw metalen product of onderdeel wil maken met behulp van zandgieten, moet het daarom een ​​nieuwe mal ontwikkelen.

Inklapbaarheid van vormzand

Inklapbaarheid van vormzand verwijst naar het vermogen van het zand om gemakkelijk uit het gietstuk te worden verwijderd zodra het is gestold. Zand met een lage inklapbaarheid blijft hardnekkig aan het gietstuk plakken. Een zand met een slechte inklapbaarheid zal barsten en heet scheuren veroorzaken in metalen gietstukken die veel buigen tijdens het afkoelen of die lange vriestemperaturen hebben. Om de opvouwbaarheid te verbeteren, kunnen bepaalde additieven worden geïntroduceerd.

MCQ

1. Permeabiliteit kan worden gedefinieerd als de eigenschap van vormzand

A. om zandkorrels bij elkaar te houden
B. om gassen gemakkelijk uit de mal te laten ontsnappen
C. bestand zijn tegen de smeltwarmte zonder enig teken van verweking te vertonen
D. geen van bovenstaande

Antwoord: Optie B

2. Waarom moet het vormzand poreus zijn?

A. Voor gassen om binnen te komen:
B. Voor water om binnen te komen
C. Om gassen te laten ontsnappen
D. Om water te laten ontsnappen

Antwoord:Optie C
Uitleg : Vormzand wordt gedefinieerd als zand met gaten erin en dat een bepaalde hoeveelheid vocht kan bevatten. Een vormstuk moet poriën bevatten en poreus zijn, zodat gassen vrij kunnen ontsnappen.

Dit ging allemaal over Molding Sand, waar we alle onderwerpen hebben behandeld, zoals Wat is Mouldind Sand, eigenschappen van vormzand, groenzandvormproces, droog zand, Collapsibility en enkele MCQ's op basis van deze onderwerpen.