Wat is vormzand?

Het wordt gebruikt in het zandgietproces om de vormholte voor te bereiden. Gewoonlijk groen zand genoemd, is een aggregaat van zand, bentonietklei, steenkoolstof en water. Het belangrijkste gebruik is bij het maken van metalen gietvormen. Het grootste deel van het aggregaat is altijd zand, dat vaak een homogeen mengsel is van silica.

Er zijn veel recepten voor kleiverhoudingen, maar ze zorgen allemaal voor een balans tussen vervormbaarheid, oppervlakteafwerking en het vermogen van heet gesmolten metaal om te ontgassen. Steenkool, meestal zeekoolstof genoemd, die in een hoeveelheid van minder dan 5% aanwezig is, verbrandt gedeeltelijk aan het oppervlak van het gesmolten metaal, wat leidt tot het ontgassen van organische dampen.

Zandgieten is een van de vroegste vormen van gieten vanwege de eenvoud van de gebruikte materialen. Door dezelfde eenvoud blijft het nog steeds een van de goedkoopste methoden van metaalgieten.

Andere gietmethoden, zoals die waarbij coquille wordt gebruikt, hebben een hogere kwaliteit oppervlakteafwerking, maar zijn duurder. Groen zand (zoals ander gietzand) wordt meestal opgeslagen in gieterijen die bekend staan ​​als "flessen", die niets anders zijn dan bodemloze of dekselloze dozen.

De doos is verdeeld in twee helften die voor gebruik op elkaar worden gestapeld. De helften worden respectievelijk de dop en de vormkolf genoemd.

Een gespecialiseerde bron van brons wordt in Green Sand gegoten, dat een continue holle vorm in de mal is. Dat hieronder kan worden gevuld met gesmolten materiaal en omgezet in een afgewerkt gietstuk. Niet al het groene zand is ook echt groen. Maar beschouwd als "groen" in de zin dat het wordt gebruikt als het nat is (vergelijkbaar met groen hout).

Volgens sommige online bronnen zijn andere gietmethoden en -methoden het heet drogen van het gevormde zand voordat het gesmolten metaal wordt gegoten. Dit droge gietproces resulteert in een stijvere mal die beter geschikt is voor zwaardere gietstukken.

Wat is de geschiedenis van vormzand

Er zijn geen expliciete gegevens in de geschiedenis die het eerste metaalgieten en het gebruik van gietzand zouden toeschrijven, maar oude artefacten en geschriften dateren van rond 3200 voor Christus. in het oude Mesopotamië. De geschiedenis van het vormen van zand is moeilijk te bestuderen, aangezien veel van deze praktijken dateren van vóór het schrijven.

Vormzand werd uitsluitend gebruikt voor bronzen gietstukken die werden ontwikkeld door de oude Chinezen. Een andere belangrijke vooruitgang vond plaats in India in 500 voor Christus. toen smeltkroes werd gemaakt. Uiteindelijk maakte Sir Humphrey Davy rond 1808 voor het eerst aluminium gietstukken in Groot-Brittannië.

Momenteel is de productiecapaciteit in de Verenigde Staten meer dan 8 miljoen ton ijzergietwerk, 1,4 miljoen ton staalgietwerk, 1,7 miljoen ton aluminiumgietwerk en 321.000 ton kopergietwerk.

Een groot deel van de moderne metaalindustrie heeft geïnnoveerd vanwege de enorme toename van de zandkwaliteit door betere gereedschappen, evenals de metallurgie en een beter begrip van de eigenschappen van metalen.

Bronnen van vormzand

De algemene bronnen van het ontvangen van vormzand zijn zeekusten, rivieren, meren, woestijnen en korrelige rotselementen. Vormzand kan grofweg in twee soorten worden verdeeld:natuurlijk of synthetisch.

Natuurlijke vormmassa's bevatten voldoende bindmiddel. Aan de andere kant wordt synthetisch vormzand kunstmatig bereid met behulp van basisvormingrediënten (kwartszand 85-91%, bindmiddel 6-11%, water- of vochtgehalte 2-8%) en andere additieven in geschikte gewichtsverhoudingen met perfecte geschikte apparatuur mengen en malen.

Ingrediënten van vormzand

De belangrijkste componenten van het vormzand zijn kwartszand, bindmiddel, vochtgehalte en additieven. Korrelig kwarts silicazand is het hoofdbestanddeel van gieterijzand met voldoende vuurvastheid om sterkte, stabiliteit en doorlaatbaarheid te verlenen aan vormzand en kernzand.

Maar samen met silica zijn kleine hoeveelheden ijzeroxide, aluminiumoxide, kalksteen (CaCO3), magnesiumoxide, soda en kalium aanwezig als onzuiverheden. De chemische samenstelling van het kwartszand geeft een idee van de aanwezige onzuiverheden, zoals kalk, magnesiumoxide, alkali etc.

De aanwezigheid van overmatige hoeveelheden ijzeroxide, alkalioxiden en kalk kan het smeltpunt aanzienlijk verlagen, wat ongewenst is. Kwartszand kan worden bepaald door de korrelgrootte van het zand en de vorm (hoekig, schuin en rond).

Binder van vormzand

De bindmiddelen kunnen anorganische of organische stoffen zijn. Bindmiddelen die deel uitmaken van de anorganische groep zijn natriumsilicaatklei, Portlandcement enz. In de gieterij fungeert de klei als bindmiddel dat Kaoliniet, Ball Clay, Fire Clay, Limoniet, Fuller's Earth en Bentoniet kan zijn.

Bindmiddelen in de organische groep zijn dextrine, melasse, graanbindmiddelen, lijnzaadolie en harsen zoals fenolformaldehyde, ureumformaldehyde enz. Bindmiddelen van de organische groep worden meestal gebruikt voor het maken van kernen. Van alle bovengenoemde bindmiddelen wordt de kleisoort bentoniet het meest gebruikt.

Deze klei alleen kan echter geen bindingen ontwikkelen tussen zandgrins zonder de aanwezigheid van vocht in vormzand en kernzand.

Vochtgehalte in vormzand

Het vochtgehalte van het vormzand varieert van 2 tot 8%. Deze hoeveelheid wordt toegevoegd aan het mengsel van klei en kwartszand om hechting te bewerkstelligen. Dit is de hoeveelheid water die nodig is om de poriën tussen de kleideeltjes te vullen zonder ze te scheiden.

Deze hoeveelheid water wordt stevig vastgehouden door de klei en is voornamelijk verantwoordelijk voor het vergroten van de sterkte van het zand. De werking van klei en water vermindert de doorlaatbaarheid naarmate het kleigehalte en het vochtgehalte toenemen. De druksterkte in ruwe toestand neemt eerst toe met toenemend kleigehalte, maar begint af te nemen wanneer een bepaalde waarde wordt bereikt.

Om de eigenschappen van het vormzand te verbeteren, worden aan de basisingrediënten andere additieven, zogenaamde additieven, toegevoegd.

Aditieven en kolenstof

Additieven zijn materialen die gewoonlijk aan het mengsel van vormzand en kernzand worden toegevoegd om de bijzondere eigenschappen van zand te verkrijgen. Enkele veelgebruikte additieven om de eigenschappen van vorm- en kernzand te verbeteren, zijn kolenstof, maïsmeel, dextrine, zeekool, teer, houtmeel, kwartsmeel.

Kolenstof wordt voornamelijk toegevoegd om een ​​reducerende atmosfeer te creëren tijdens het gietproces. Deze reducerende atmosfeer zorgt ervoor dat eventuele zuurstof in de polen chemisch wordt gebonden, zodat het het metaal niet kan oxideren. Het wordt meestal toegevoegd aan vormzand om mallen te maken voor de productie van grijs en smeedbaar gietijzer.

Andere additieven voor vormzand

Maïsmeel behoort tot de familie van zetmeelrijke koolhydraten en wordt gebruikt om de incidentie van vormzand en kernzand te verhogen. Het wordt door de hitte volledig verdampt in een zandvorm, waardoor er een ruimte tussen de zandkorrels overblijft.

Hierdoor kunnen de zandkorrels vrij bewegen, waardoor uiteindelijk de wanden van de mal gaan bewegen en de uitzetting van de mal en dus gietfouten wordt verminderd. Maïszand toegevoegd aan vorm- en kernzand verbetert de mal- en kernsterkte aanzienlijk.

Schimmelzand met zeekool

Zeekool is een fijne bitumineuze steenkool in poedervorm die zijn plaats inneemt in de poriën van de kwartszandkorrels in het vorm- en kernzand. Bij verhitting verandert de zeekool in cokes die de poriën vult en bestand is tegen water.

Hierdoor worden de zandkorrels eindig en kunnen ze zich niet ontwikkelen tot een dicht pakkingspatroon. Zo vermindert de zeekoolstof de beweging van de vormwanden en de doorlaatbaarheid voor de vormen en het kernzand, waardoor de vorm en het kernoppervlak schoon en glad blijven.

Teer is een gedistilleerde vorm van zachte steenkool. Het kan van 0,02% tot 2% in het vormzand en de kern worden toegevoegd. Teer verhoogt de hete sterkte, oppervlakteafwerking op het matrijsoppervlak en gedraagt ​​zich op precies dezelfde manier als zeekool.