Ваш браузер устарел. Рекомендуем обновить его до последней версии.

Литейка.ру - самая литейная компания. Чугунное литьё на заказ

 

Формовочные глины

 

Формовочные глины-это горные породы, основными минералами которых являются водные алюмосиликаты. Связующая способность глины заключается именно в наличии алюмосиликата. В литейном производстве, в качестве основных минералов  в составе глины рассматривают каолинит и монтмориллонит. Обычно к формовочным глинам относят горные породы, которые содержат более 50% глинистой составляющей. 

Каолинит-основной минералов каолиновых глин. Он является водным алюмосиликатом, и имеет формулу Al2O3*2SiO2*2O  Кристаллическая решетка каолинита представляет собой пакеты. Каждый пакет имеет два слоя, которые в виде тетраэдрической и октаэдрической сетки, а расстояние между ними примерно 0,28 нм. А расстояние между пакетами 0,72 нм. Кристаллики каолинита имеет форму достаточно правильного шестиугольника. Минерал каолинита имеет малую склонность к набуханию (20-25 %). Это происходит из-за того, что влага не может проникнуть в пространство между слоями, которые связаны сильной ионной связью. Адсорбция воды и связывание катионов проявляются у каолинита лишь на внешних поверхностях пакетов, в основном на краях, где имеются разорванные молекулярные связи. Температура плавления каолинита 2023-2060 К. 

Монтмориллонит- основной минерал бентонитовых глин. Он имеет химическую формулу  Al2O3*4SiO2*2O. m-число молекул воды. Зависит от количества поглощённой влаги. Является высокодисперсным минералом с разбухающей решеткой, способный поглощать влагу. Способность монтомориллонита к расширению связана с кристаллической структурой. Он также имеет пакетное строение, толщина которых составляет 0,001-0,01 мкм. Монтмориллонит имеет свойство набухать в воде и соответственно увеличиваться в объёме в 10-12 раз. Это происходит с увеличением расстояния между пакетами с 0,94 до 2,14 нм. Т.к обе поверхности пакета заряжена отрицательно, значит вода или другие полярные жидкости могут легко туда попадать.  При удалении влаги пакеты сжимаются. Если в обменном комплексе преобладают одновалентные катионы щелочных металлов Na и К, то такой бентонит называется натриевым, а если двухвалентные Са и Mg то кальцевым.

Натриевый обладает хорошими связующими свойствами и обеспечивает высокую прочность во влажном, сухом, горячем состоянии формовочной смеси. Это позволяет вводить в смесь меньшее кол-ве связующего и воды, а следовательно уменьшить газотворность смеси. В свою очередь, пониженная газотворность смеси даёт возможность использовать  в их составе пески с более мелким размером зерна, что положительно сказывается на чистоту поверхности отливок.

Кальцевый бентонит обладает высокой способностью к адсорбции ионов кальция. Это связующее обеспечивает более высокие прочность во влажном состоянии, текучесть и лучшую выбиваемость.  Смеси не требуют повышенного времени перемешивания при приготовлении, т.к. кальцевый бентонит в воде мало набухает. Основной недостаток- низкая термостойкость и низкая жёсткость формы.

Кроме указанных выше основных минералов глина содержит ряд примесей. Кварц содержится практически во всех длинах в количестве от доли процента до 60 процентов. Также содержатся полевые шпаты слюды. Карбонаты гипс гидроксидов железа перлит последний кстати, способствует образованию пригара на отливках, поэтому старается уменьшить его количество в глинах. Глины отличается непостоянством химического состава.

 

Свойства формовочных глин


 

Влажность- вода, содержащаяся в глинах. Разделяется на входящую и на не входящую в состав минерала.

Зерновой состав- определяет дисперсность глин. О степени дисперсности можно судить по содержанию глинистой составляющей (менее 0,02 мм). Определяют путём отмучивания. Чаще всего, содержание глинистой составляющей колеблется от 75 до 99%.

Дисперсность — величина, показывающая какое число частиц можно уложить вплотную в одном метре. Чем меньше размер частиц, тем больше дисперсность.

Коллоидальность- свойство глины набухать в воде.

Прочность при сжатии во влажном состоянии-важная характеристика при изготовлении сырых форм. На прочность влияет минералогический состав глин, дисперсность глинистых частиц. Прочность обусловлена физическими и физико-химическими силами взаимодействия зерновой основы, глины и воды. В основе -водородные силы, силы поверхностного натяжения, силы межмолекулярного взаимодействия.

Прочность при сжатии в сухом состоянии-важная характеристика при изготовлении сухих  форм.  Для получения оптимальной прочности требуется большее содержание влаги чем во влажном, т.к. необходимо более равномерное распределение глинистой составляющей по поверхности зёрен наполнителя.В процессе сушки сначала удаляется капиллярная вода, затем рыхлосвязанная, и прочносвязанная. Однако при сушке возможно появление микротрещин.

Долговечность- характеризует способность глин сохранять связующие свойства в процессе многократного использования. Определяют на основе потери прочности при сжатии во влажном состоянии после трёхкратного нагрева образца смеси. Показатель долговечности характеризует термическую устойчивость смеси в процессе многократной заливки жидким металлом.

Для более подробного ознакомления с формовочными глинами, рекомендуем ознакомиться с данным документом. на страницах 37-70.