Лабораторная работа №2
Тема: Определение влияния длительности перемешивания формовочных смесей на показатель сырой прочности
Цель проведения: практическое занятие проводится с целью закрепления знаний, формирования умений и навыков проведения анализа свойств смеси
Теоретическая часть
Для изготовления разовых форм применяют единые, облицовочные и наполнительные формовочные смеси. Единые смеси используют, как правило, для формовки по-сырому.
Облицовочные смеси служат для выполнения поверхности формы, непосредственно контактирующей с металлом. Их применяют для подсушиваемых или сухих форм. Облицовочный слой составляет в опоке 50-60 мм, остальной объем опоки заполняют наполнительной смесью. Формовочную смесь заданного состава приготавливают в лабораторных бегунах (рисунок 1).
Рис.1:Бегуны Рис.2:Копер
1-катки, 1-шток,2-каретка,
2-плужки, 3-рукоятка,4-указатель,
3-окно для выгрузки смеси 5-рычаг,6-площадка,
7-винт,8-верхняя площадка,
9-гильза
В литейных цехах контроль качества формовочных и стержневых смесей сводится к определению следующих физико-механических характеристик: содержание глинистой составляющей, влажность, газопроницаемость, предел прочности при сжатии во влажном и сухом состояниях, предел прочности при растяжении, а иногда при срезе и изгибе. Иногда определяют газотворность, осыпаемость, поверхностную твердость, долговечность, текучесть, выбиваемость и живучесть. Для проведения испытания на сжатие во влажном состоянии используют стандартный образец диаметром и высотой 50 мм, изготовленный на лабораторном копре (рисунок 2).Металлическую гильзу 9 устанавливают в поддон и в нее высыпают отмеренное количество (~ 170 грамм) формовочной смеси. Подъемником копра 8 поднимают шток 1 и груз 3, на станину устанавливают поддон с гильзой, осторожно и плавно опускают боек 7, закрепленный на штоке 1.
Смесь уплотняют три раза грузом массой 6,35±0,015 кг, падающего с высоты 50±0,25 мм. Высота образца в гильзе должна быть 50±0,8 мм, которую контролируют по трем горизонтальным рискам. Совпадение верхнего торца штока 1 со средней риской соответствует высоте образца 50 мм. Крайние риски указывают на допустимые отклонения. После уплотнения гильзу с поддоном снимают с копра, отделяют поддон и с помощью деревянного выталкивателя образец выталкивают из гильзы. Образец устанавливают на площадку 6 рычажного прибора (рисунок 3), предварительно проверив, чтобы указатель 4 каретки 2 стоял на делении 0 шкалы рычага 5. Затем с помощью винта 7 и верхней площадки 8 зажимают образец. Вращением рукоятки 3 винта 1 перемещают каретку 2 до тех пор, пока под действием сжимающей нагрузки образец не разрушится, при этом указатель 4 фиксирует на рычаге 5 разрушающее усилие.
Рис. 3: Рычажный прибор для определения прочности при сжатии влажных образцов.
Предел прочности смеси на растяжении определяют на сухих образцах, имеющих форму восьмерки, изготавливаемых в специальном стержневом ящике (рисунок 4). В стержневой ящик насыпают навеску 110-120 г. и уплотняют тремя ударами на копре. Стержневой ящик разбирают, образец на подставке переносят в сушильный шкаф. Режим сушки выбирают в соответствии с составом стержневой смеси.
Предел прочности при растяжении определяют на рычажном приборе (рисунок 5). Образец - восьмерку закрепляют в приспособление 1, рычаг 3 устанавливают в горизонтальное положение с помощью груза 2.Вращением гайки 7 поднимают нижний захват в верхнее крайнее положение, устанавливают образец, затягивают зажимы до полного соприкосновения их с образцом, после этого отводят затвор 4.
Дробь из воронки 5 высыпается в ведро 6. В момент разрыва образца рычаг 3 падает и при этом затвор 4 перекрывает выходное отверстие воронки 5. Дробь взвешивают и определяют предел прочности смеси при растяжении по таблице, имеющейся на приборе. Этот метод устарел, можно определять параметры на приборе с электронной шкалой.
Рис. 5: Прибор для определения предела прочности при растяжении образцов
Важной операцией приготовления смеси является перемешивание ее составляющих. Хорошее перемешивание смеси необходимо для равномерного распределения ее составляющих по объему. В процессе перемешивания глина или связующее обволакивают зерна песка, разрушаются комки отдельных составляющих и равномерно распределяется влага. Хорошо перемешанная смесь обладает высокими технологическими свойствами: высокой прочностью и газопроницаемостью. Для приготовления смеси используют смесители различных конструкций. Порция материалов загружается в бегуны, перемешивается и выгружается.
Сначала загружаются сухие материалы: песок, глина и отработанная формовочная смесь. Сухую смесь перемешивают 1-3 мин, и затем ее увлажняют. В случае применения глинистой или глиноугольной суспензии влажность регулируют добавлением суспензии и воды. После увлажнения смесь еще раз перемешивают в течение нескольких минут. Связующие загружают последними. Время перемешивания составляет для смеси наполнительной 2-3 минуты, единой 1,5-2 минуты и облицовочной 5-10 минут. Такой порядок загрузки составляющих используют при приготовлении смеси в бегунах небольшой производительности.
Порядок выполнения работы
Лабораторная работа рассчитана на 2 часа.
Приготовить формовочную смесь.
