Хромированный песок в смолистых системах и неорганические связующие для литейных форм

Что такое хромовый песок?

Хромовый песок является молотым хромитом, само по себе естественным минералом, состоящим из оксидов железа и хрома. Как руда, хромит является ведущим минералом для производства хрома. Как хром песка, это черный почти блестящий порошок, он содержит хром в основном в состоянии окисления No 3 (а не высокотоксичные состояние окисления No 6). Хромпески имеет температуру плавления 2040 градусов по Цельсию, что делает его очень пригодным для литья металла, и является "почти химически инертным" (1). Хромит нашел применение в качестве огнеупорного материала например, в зеленом литье песка, в дополнение к компоненту в Огнеупорные цемента, с высоким содержанием хромии, обеспечивающего очень стабильный материал, который в значительной степени устойчив к смачиванию(2). Здесь мы рассмотрим применение хромированного песка с системами каранятся смолой для применения расплавленного литья металла.

рабочие, работающие на хромированной песчаной плесени

Системы со смолой

Системы касиновых связей относятся почти исключительно, с точки зрения хрома песка, когда хромированный песок используется в качестве компонента в производстве литья форм для металлов, и всегда используется с какой-то мисена в качестве связующего звена. Третьим основным составом является закалка, чтобы установить сечение и укрепить связь. Часто утверждается, что примерно 18 из всех добытых хромита используется для огнеупорных целей (3). В этих сценариях хромированный песок почитается за высокую температурную толерантность. Binders, во многих случаях, органические основе и, как правило, мелиссы. Есть некоторые случаи, когда неорганические связующие были использованы, как правило, для достижения весьма конкретного свойства в форме, литье или удаление литой. Как правило, концентрация Cr2O7 в хромите/хромированном песке для огнеупорных и
литейных приложений
не должна быть ниже 36. Несмотря на то, что обсуждается ниже, некоторые исследователи заявили, что долгосрочная производительность при высоких температурах рансы, как органических, так и неорганических, нуждается в дополнительных исследованиях (4).

плесень с использованием хрома песка

Функция связующего заключается в том, чтобы физически держать агрегат вместе (в данном случае хромовый песок, или смесь хрома песка и обычного кремнезема песка), формирование химических связей обеспечивает долгосрочную стабильность плесени даже при высокой температуре. Ранние формы литья использовали основное масло, чтобы связать вместе песок, который в конечном итоге был заменен фенолом / уретана типа связующих в 1960-х и 1970-х годов для многих типов металла, и фуран типа связующих основном для черных металлов только (5).

Есть в целом два процесса, которые используют органические рамы в производстве литья формы; холодный ящик и не-выпекать литья. Холодный ящик литья является процесс, с помощью которого суспензия из хрома песка и связующего остаются для лечения при температуре окружающей среды, производя плесень.

Нет-выпекать литья, как холодная коробка литья, не использует тепло для лечения. Разница в том, что в не-выпекать литья, использовать сиську является быстрой настройки один и катализатор часто используется. Ресины химически связываются с агрегатом, обеспечивая прочность. Эти методы контрастируют с зеленым песком литья в том, что не глина используется, и ни какой-либо антрацит. Они также полезны для использования для больших литья с экономической точки зрения, поскольку ресурсы не должны быть выделены для процессов отопления. Как правило, мелиора кабальных форм, содержащих хром песка зарезервированы для того, когда высокое качество / точность литья требуется, из-за общей более высокой стоимости, чем с помощью обычного зеленого литья песка - как хром песка значительно дороже, чем кремнезем / обычный песок.

Castables со связанными смолой (RBCs)

РБК характеризуются мелисой, используемой наряду с песком, хромированным песком и другими добавками. Они почти исключительно органические по своей природе, то есть состоят из углерода, водорода и кислорода, без металлов. РБК широко используются в индустрии литья. Смолы часто основаны на фенол или фуран структур, или уретанов. Такие смолы в хромированном литье песка были жизнеспособными для производства литых изделий из расплавленных магниевых сплавов (6), титана (7) в дополнение к широко используемым железу и стали. Органические шалости, как правило, добавляются в хром песка формы в соотношениях не более 10 по весу, с количествами больше, чем это способствует сделать плесень трудно сформировать в первую очередь из-за вязкости, и труднее удалить после литья, и, конечно, не перерабатываемых (8).

Ниже описаны некоторые из распространенных типов органических РБК.

Расплавленный металл наливают в песчаную форму

Эстер затвердевшей щелочной феноликовой меликовой меликовой сечения

В этом многообразии РБК, связующего является низкая вязкость весьма основные феноликовые мелионовые мелиоративы, в сочетании с жидкой органической эфира в качестве закалки. Всего 1,4 по массе можно использовать с хромированным песком. Способность этого метода литья характеризуется "как литые" отделка на металле - т.е. не смачивания или формирования грубой колючки металла или растворенного песка наблюдается (9)

Фенол-уретан-амина ресины

Обычно используется с чистыми песками кремнезема, этот процесс может быть успешно использован с хромированными песками, и особенно эффективен при использовании смешанного кремнезема / хрома песка. Эта мизанка также щелочую.

щелочные фенольные рамы с углекислым газом

щелочная мизаня на основе фенола используется с связующего агента, который вместе с хромом песка помещается в поле вокруг картины. Углекислый газ продувается через материал, который вызывает упрочнение мисы через снижение PH.

Неорганические связующие

Вплоть до 2000 года подавляющее большинство заявок на литье, связанных с ресиней, полагались на органические связующие исключительно над неорганическими. Причины этого включают в себя более высокую производительность, более высокую надежность процесса и общие лучшие механические свойства - плюс непревзойденный уровень знакомства (10). Более широко распространены в литье цветных металлов, таких как алюминий, неорганические связующие были использованы регулярно с этого времени из-за благоприятных условий окружающей среды в
литейном и
менее сложный процесс с алюминием.

Одним из самых популярных неорганических связующих веществ в хромированных песчаных castables является силикат натрия, также известный как водяное стекло (11). Часто цитируется преимущества неорганических связующих являются отсутствие вредных выбросов во время литья (по сравнению с органической мелины, такие как фенольные, что разлагается на отопление) и меньше обслуживания. С другой стороны, ядра произведенные которые содержат неорганические связующие известны для их сродства к воде, и таким образом необходимо хранить соответствующе и влагу необходимо исключить. В отличие от сетроносцев, содержащих органические связующие вещества, хромированные песочники, содержащие неорганические связующие вещества, могут быть обработаны теплом перед использованием. Такое нагревание связано с большей сжимающей и механической прочностью в литье, но никаких заметных изменений прочности в связях, образуюпрочных между мисиной и песком в неотапливаемом и нагреваемом исследовании (12). Отопление может быть выполнено через обычную печь или с помощью микроволнового нагревательного аппарата (13) и имеет общий эффект затвердевания - жесткие и высокопрочные формы часто ассоциируются с лучшей поверхностной отделкой. Типичный пример неорганической сеятельной массы будет использовать мизины на уровне около 40 до 70 по весу, наряду с другими добавками (14); с общим количеством связующего в хромированном модуле литья песка, не превышающем 5 по весу.

shutterstock_1115263955 площади
металлический литые с использованием хромированных песовых форм

Другие соображения

Viscosity является одним из ключевых параметров при проектировании хромированной системы осязаемого песка. Если смесь должна быть уплотнена, протаранил или вынуждены через экструдер, очень вязкие смеси будут неоптимальными. Кроме того, любая смесь должна быть перетекать в литье камеры вокруг картины. Рабы часто являются крупнейшим фактором вязкости (15). В рамках общего баланса выбора мелиенс для хромированных песчаных castables важно отметить, что проницаемость мелины оптом будет влиять на общую пористость литья - которая должна контролироваться для обеспечения избыточного уровня пористости не достигается (16). Кроме того, помимо мишени, свою роль играют начинки и добавки в смеси песчаной формы, особенно в том, что касается вязкости и общей плотности (17). Тепловое расширение больше беспокоит неорганические связующие из-за их термопластичной природы, где песчаное ядро в связанной системе может рухнуть под сильным теплом и давлением, оказываемым расплавленным металлом. Этого можно в значительной степени избежать с помощью коммерчески доступных покрытий для более эффективного рассеивания тепла (18).

металлообработка

В дополнение к обычным методам литья в бокс-тип, исследователи показали в обзоре, что 3D-печать может быть использована для создания форм для процессов литья хрома песка (19). Такое нововведение может производить весьма специфические формы для литья по низким ценам, в процессе, называемом "связующего струи". Оптимальные соотношения для хромированного песка, связующих веществ и других параметров для литья приложений могут быть определены вычислительно, что позволяет повысить эффективность в секторе в целом (20). Пуран типа связующих подозреваемых канцерогенов и их использование рассматривается в связи с тем, поэтапно во всем мире.

Как профессионал в производстве и дистрибуции, обратитесь к африканскому пегматику в качестве основного поставщика хромированного песка.

shutterstock_1373238392 ширина

Резюме

  • Хром песка используется с ранивами (как органические / на основе орешен и неорганические) для производства высококачественных форм литья для производства высококачественных литой материалов
  • Метод применим к различным ферросплавным и цветным металлам
  • Органические/свиты на основе ресины являются на сегодняшний день наиболее использованным классом связующего, при этом неорганические вещества менее популярны и зарезервированы для цветных приложений
  • Связующие вещества на основе ресины, как правило, менее дорогие в целом, но неорганические связующие имеют меньше потенциально вредных свойств, связанных с ними
  • Binders работают физически и химически удерживая вместе хром песка вместе с любыми другими добавками
  • Выбор связующего является лишь частью истории в создании оптимизированного хрома лиственных, другие факторы, такие как вязкость, добавки и физические манипуляции, такие как таран должны быть рассмотрены
Хром песка

Ссылки

1 J. O. Nriagu и E. Nieboer (eds.), Хром в естественной и человеческой среде, Wiley-Interscience, Нью-йорк, 1988

2 N. McEwan et al., Chromite-A Cost-effective Refractory Raw Material for Refractories in various Metallurgical Applications in: Southern African Pyrometallurgy 2011, R. T. Jones and P. den Hoed (eds.), Johannesburg, 2011

3 Д. Барнхарт, Reg. Токсикол. и Фармакол., 1997, 26, 3

4 J. Thiel, Тепловое расширение химически binded Силика Пески в: AFS Труды 2011, Американское литейное общество, Шаумберг, США, 2011

5 D. Вайс, Достижения в песочном литье алюминиевых сплавов в: Основы алюминиевой металлургии, Р. Н. Ламли (прим. ), Эльзвье, Амстердам, 2018

6 Ф. Лю и др., Дж. Proc., 2017, 30, 313

7 Р. М. Кох и J. M. Бернс, форма литья титана в Оливине, Гранат, Хромит, и Циркон Раммед и Shell плесени, Департамент внутренних дел, Вашингтон, округ Колумбия, 1979

8 Р. Х. Тодд, Д. К. Аллен и Л. Алтлинг, Справочникпо производственным процессам, Industrial Press Inc., Нью-йорк, 1994 год

9 J. R. Brown (ed.), Foseco Ferrous Foundryman's Справочник, 11-й ed., Баттерворт-Хайнеманн, Оксфорд, 2000

10 H. Polzin, неорганические binders: для плесени и основного производства в литейном,Шиле и Шён, Берлин, 2014

11 М. Стахович и др., Арка. Литейный завод Eng., 2017, 17, 95

12 З. Пайга и др., Арка. Metall. Матер., 2017, 62, 379

13 М. Стахович и др., Арка. Литейный завод Eng., 2016, 16, 79

14 Корейский патент KR101527909B1, 2004; и канадский патент CA103966A, 1982, истек

15 G. R. Chate et al., Silicon, 2018, 10, 1921

16 Н. С. Редди и др., J. Корея Найдено. Soc., 2014, 34, 23

17 О. С. Сейду и Б. Дж. Кутулу, Дж.Мин. Матер. Характер Eng., 2014, 2, 507

18 Ф. Мюк и К. Аппельт, литейный завод и технологии, 2018, 3, 12

19 Т. Сиварупа и др.,, Дж.Мануф. Proc., 2017, 29, 211

20 B. Суреха и др., Proc. Матер. Sci., 2014, 6, 919