Hijau Pasir: Pengenalan Penggunaannya di Foundries

Pengenalan Pasir Hijau dan Casting

Pasir hijau adalah campuran sebatian yang digunakan untuk pemilihan pemutus logam dalam permohonan sebagai acuan. Ia adalah ' hijau ' tidak mengikut warna, tetapi mengambil Moniker disebabkan oleh hakikat bahawa ia tidak ' ditetapkan ' apabila logam dicurahkan ke dalamnya, sebaliknya ia masih dalam keadaan ' hijau ' atau tidak sembuh. Nama itu berasal dari kayu hijau, iaitu, kayu masih mengandungi kuantiti air yang banyak. Pasir hijau kebanyakannya terdiri daripada pasir, tanah liat, enapcemar, anthrasit dan air. Identiti komponen Pasir adalah penting. Ahli lakonan Pasir hijau adalah kaedah yang mudah, boleh dipercayai dan digunakan secara meluas untuk kegunaan logam pemutus. Pasir hijau tidak boleh dikelirukan dengan Pasir hijau, sejenis batu pasir dengan warna hijau, yang tidak digunakan dalam penggunaan yang mendalam.

Apa itu Pasir Hijau?

Pasir hijau adalah campuran yang biasanya mengandungi Pasir (75 hingga 85 oleh jisim), bentonit atau kaolinit tanah liat (5 hingga 11, digunakan sebagai Binder), air (2 hingga 4), enapcemar (3 hingga 5, bertindak kebanyakannya sebagai pengisi) dan antrasit ( < 1, sebagai bahan tambahan yang berkarbon). Pasir itu sendiri adalah salah satu daripada tiga jenis utama, bergantung kepada bahan pemutus; berasaskan silika, berasaskan chromite atau Zirkon berasaskan. Sekali lagi, bergantung pada sifat bahan pemutus, sebatian bukan organik yang lain boleh ditambah (1). Sebagai pemutus tawaran dengan logam suhu tinggi/aloi lebur, kapasiti tinggi untuk haba adalah kritikal. Pasir hijau adalah berfaedah kerana sifat yang berliang-Nya, membolehkan gas yang dihasilkan dalam acuan untuk melarikan diri.

Bagaimana ia digunakan?

Pemutus logam adalah proses enam langkah.

Corak diletakkan dalam pasir,
Bentuk corak dimasukkan ke dalam pasir sebagai acuan menggunakan flask,
Corak dikeluarkan,
Kulat dipenuhi dengan logam lebur,
Dibenarkan untuk menyejukkan/mengukuhkan,
Akhirnya kulat dikeluarkan meninggalkan pemilihan pelakon.

Semasa proses pemutus, haba tandas daripada penawar logam lebur kulat di situ. Logam/aloi lebur dicurahkan ke dalam acuan secara langsung selepas ia telah dipadatkan ke dalam bentuk. Selepas penyejukan pemutus, kulat boleh dibuang (2). Menghabiskan kulat biasanya tanah ke bawah dan digunakan semula, terutamanya jika berdasarkan salah satu jenis pasir yang lebih mahal, walaupun ia adalah penting bahawa Amerika Syarikat dan UK menghantar secara purata 500kg dan 250kg setiap satu Pasir ke tapak pelupusan untuk setiap tan sampah Tuang (1). Kajian telah menunjukkan bahawa penggunaan Pasir boleh digunakan semula dalam pengeluaran konkrit (3). Lakonan Pasir hijau digunakan untuk pelbagai jenis aplikasi pemutus, dari kecil dan terperinci, kepada kulat besar sehingga 500 kg dalam saiz.

Kelebihan Daripada Bahan dan Proses Lain

Yang pemutus pasir hijau adalah satu kaedah yang mudah, berskala dan berdaya tahan untuk pemutus logam. Lakonan sendiri adalah teknik millenniums-Old (4). Bergantung kepada pilihan pasir, proses ini boleh menjadi sangat murah, terutamanya jika silika adalah komponen Pasir utama kerana kekayaan. Aspek lakonan seperti penamat permukaan produk boleh dengan mudah dimodatkan oleh saiz mengisar komponen pasir, yang juga boleh terjejas oleh penambahan ' pengikat bijirin ' seperti dextrin dan molkeldai. Tambahan pula, penambahan bahan tambahan ini boleh meningkatkan removability hartanah. Besi oksida boleh ditambah pada Pasir hijau dalam kuantiti yang kecil untuk mengelakkan penembusan logam disebabkan oleh keretakan kulat (5). Satu kelemahan yang ketara menggunakan Pasir jenis silika sebagai komponen Pasir hijau utama adalah potensi untuk melarikan diri zarah silika semasa mencurah logam, yang boleh menyebabkan silikosis untuk pekerja separa yang berhampiran. Kulat Pasir hijau, pada skala kecil, telah dihasilkan melalui kaedah percetakan 3D (6) dengan tahap ketepatan yang tinggi dan kejayaan.

logam lebur yang dicurahkan dalam kulat dibuat dengan Pasir pengisi

Komponen Pakar Acuan Pasir Hijau

Seperti yang disebut, pelbagai komponen Pasir hijau boleh diubah, atau
sebatian khusus
yang digunakan untuk menyampaikan hasil tertentu, atau untuk menyediakan Pasir hijau yang paling sesuai untuk logam/aloi tertentu, atau untuk prestasi alam sekitar yang lebih baik dalam keseluruhan proses pembentukan Pasir hijau. Dua daripada perubahan yang paling biasa dalam pembentukan Pasir hijau menggunakan Pasir jenis chromite, dan dengan menggunakan debu arang batu (anthracite) dalam campuran.

Habuk arang

Debu arang batu, atau antrasit
, cepat menjadi bahan tambahan yang biasa dalam proses pembentukan Pasir hijau. Ia merupakan bahan tambahan yang mempunyai keadaan yang sukar dan berpengoksidaan. Dari segi sejarah, bahan-bahan binaan yang utama dalam pemilihan warna Pasir hijau, adalah satu bentuk yang sangat tidak menentu, bitumen arang batu, sering dirujuk sebagai batu laut. Bitumen-puak arang batu di dalam acuan dan mengeluarkan bahan cemar berbahaya seperti benzene, xylene dan toluene. Adalah penting bahawa arang batu bitumen digantikan dengan bahan berkarbon yang sama dengan baik, tetapi dengan profil yang kurang merosakkan alam sekitar. Satu kajian eksperimen menunjukkan bahawa di bawah keadaan makmal, antrasit dan rendah-gred lignite-jenis coals (7) dilepaskan ketara kurang berbahaya daripada bitumen arang batu (8), oleh itu ia boleh dinyatakan bahawa penubuhan debu arang batu ke dalam acuan Pasir hijau adalah berfaedah daripada perspektif alam sekitar. Adalah diperhatikan bahawa industri pemutus ingin bergerak jauh dari arang batu bitumen kerana prestasi alam sekitar yang lemah (9) dan sedikit bahan pencemar berbahaya bermakna sedikit sumber perlu didedikasikan untuk menyental ekzos yang berkenaan secara keseluruhan.

Penggunaan tanah antrasit mengurangkan kecacatan yang dibakar, meningkatkan penamat pada permukaan produk, dan mengurangkan penembusan logam. Mungkin kegunaannya yang utama, Walau bagaimanapun, adalah untuk mencegah pembasahan. Pembasahan adalah proses di mana kayu cecair/aloi melekat pada zarah Pasir dalam acuan Pasir hijau, meninggalkan mereka hadir di permukaan produk yang paling gelap. Walaupun dalam banyak kes, Menggilap mekanikal atau pemesinan selanjutnya produk yang boleh dilakukan untuk menghapuskan pasir yang ingkar, pencegahan adalah lebih baik daripada mengubati. Debu arang batu memberikan kaedah yang berkesan dan murah untuk mencapai matlamat ini.

Apabila acuan dipanaskan oleh kehadiran logam/aloi yang cair, arang batu kini reput (terbakar) dan memberikan karbon dioksida dan pelbagai sebatian organik yang tidak menentu. Pengeluaran gas yang mengurangkan itu menghalang pengeluaran besi oksida (dalam besi dan keluli pemutus aplikasi) yang telah menjadi hipotesis sebagai pengantara dalam pengeluaran ' terbakar pada '-kesucian Deposit di permukaan pemutus (10). Di samping itu, disebabkan oleh mengurangkan persekitaran, lapisan karbon yang sangat lustrous didepositkan pada permukaan kulat, memberi penghalang refraktori antara logam lebur dan pasir, sekali gus memperbaiki kemasan permukaan (11) dan membuat lakonan yang lebih mudah untuk menghapuskan daripada acuan.

debu arang batu digunakan dalam proses membentuk

Pasir Jenis Chrome

Chromite ("M"₂ O₄, kromium besi oksida) adalah bahan bukan organik yang paling biasa digunakan sebagai satu bijih dalam pengeluaran keluli tahan karat; Ia adalah satu-satunya bijih kromium. Sebagai bahan refraktori dalam bentuk serbuk/granulated, ia sangat menarik kerana kestabilan pada haba yang tinggi, mempunyai takat lebur 2150 ° c. Oleh kerana kekayaan yang agak rendah (relatif kepada silika), ia adalah pasir yang lebih tinggi harga. Oleh itu, chromite hanya digunakan dalam aplikasi yang memerlukan keluli aloi berkualiti tinggi, atau untuk pembuatan teras. Chromite mempunyai pengembangan haba yang rendah dan kekonduksian terma yang tinggi (12).

Dihargai kerana penggunaannya sebagai Pasir hijau untuk pengeluaran berat, seci-Type, chromite tidak mudah reput dan, tidak seperti silika, adalah asas dalam Alam (13). Ia sangat berguna dalam pengeluaran keluli kandungan bermangan tinggi (keluli Hadfield), kerana silika tidak menawarkan tahap yang sama rintangan kimia (14). Ia juga biasanya digunakan sebagai acuan untuk pemutus aluminium.

Chromite kulat boleh menjadi sukar untuk pulih dan guna semula sekiranya terdapat jumlah yang sederhana hingga tinggi silika, kerana ini mengurangkan refrakannya sekiranya Chromite menjadi tercemar (15). Walaupun mempunyai hartanah yang lebih berfaedah berbanding dengan silika, chromite biasanya digunakan sebagai ' pasir yang menghadap ' untuk silika kulat. Iaitu, di mana Pasir silika digunakan untuk sebahagian besar daripada acuan dan chromite digunakan pada antara muka Pasir hijau dan logam lebur (16).

Chromite kesucian tinggi berlaku secara semulajadi di Afrika Selatan (17). Adalah diingatkan bahawa kualiti yang lebih rendah chromite-seperti yang telah digunakan dari proses perindustrian yang lain-tidak mempunyai tahap thermomechanical keteguhan yang sama dan dengan itu berlaku semasa proses pemutus boleh dipatuhi (18).

produk siap yang dibuat dengan menggunakan kulat Pasir hijau

Ringkasan

Pasir hijau adalah campuran bahan yang digunakan untuk menghasilkan kulat untuk pemilihan pelakon logam
Ia biasanya terdiri daripada pasir, tanah liat, air dan bahan tambahan lain
Proses menggunakan kulat Sand hijau adalah berdaya tahan, berskala dan boleh dipercayai
Silika adalah pasir yang paling biasa digunakan
Chromite adalah pasir alternatif yang boleh digunakan, terutamanya untuk mengambil kesempatan daripada harta terma yang unggul dan di mana rintangan kimia diperlukan
Debu arang batu (anthracite) adalah bahan tambahan dalam proses pemutus pasir hijau yang mempunyai profil prestasi alam sekitar yang lebih baik daripada apa yang ia telah menggantikan, dan secara keseluruhan meningkatkan proses pemutus dengan memperbaiki penamat, mengurangkan kecacatan yang dibakar dan dengan menghapuskan pembasahan

Rujukan:

1 S. Dalquist dan T. Gutowski, kitaran hayat analisis teknik pembuatan konvensional: pasir pemutus dalam 2004 ASME Antarabangsa Kejuruteraan Mekanikal Kongres dan pameran, 2004, Anaheim, Amerika Syarikat

2 M. C. Zanetti dan S. Fiore, sumber, pemuliharaan dan kitar semula, 2003, 38, 3

3 Y. Gurey, et Al., pengurusan sisa, 2010, 30, 1705

4 D.G. Mahto lakonan dan proses pemutus, 2017, Doi: 10.2139/ssrn. 2776565

5 T. V. R. Rao, pemutus logam: prinsip dan amalan, 2007, zaman baru antarabangsa, New Delhi

6 T. Sivarupan et Al., J. Manuf. Proc., 2017, 29, 211

7 G. Thiel dan S. R. Giese, pagi SoC. Trans., 2005, 113, 471

8 J. wang dan F. S. meriam, kajian pyrolysis bahan tambahan dalam pasir hijau di Seattle: Persidangan karbon antarabangsa, 2007, Seattle

9 V. S. LaFay dan S.L. Neltner, am. di bawah SoC. Trans., 2004, 112, 671

10 m. S. meriam et Al., Environ. Mini. Tech., 2007, 41, 2957

11 C. W. booth dan A. J. Clegg, Peram perdagangan J., 1982, 152, 864

12 D. Weiss, dalam asas aluminium Metalurgi, Ed R. N. Lumley, Woodhead penerbitan, Melbourne, 2018, Ch 5, PP 159-171

13 J. E. Kogel, N.C. Trivedi, J. M. Barker dan S. T. Krukowski (EDS.), bahan perindustrian dan batu, 7 Ed., 2006, SME Press, Littleton, Amerika Syarikat

14 M. Holtzer et Al., Arc. Yang paling mendalam., 2013, 13, 39

15 J. Brown, Foseco ferus Handyman buku panduan, 11 ed., 2000, Butterworth-Heinemann, Oxford

16 J. Campbell, dalam menyiapkan buku panduan pemutus, Ed J. Campbell, Butterworth-Heinemann, Amsterdam, 2017, Ch 15, PP 911-938

17 N. Koleli dan A. Demin, dalam bahan alam sekitar dan sisa, M. N. V. Prasad dan K. Shih (EDS.), akhbar akademik, London, 2016, Bab 11, PP 245-263

18 K. Stec et Al., Arc. Yang paling mendalam., 2017, 17, 107