Хром песок в смоле кабенные системы и неорганические binders для castables

Африканский Пегматит является ведущим поставщиком мелкосортных минералов для богатых применений, в том числе хромированного песка, который используется в высококачественных castables для производства точного литья, когда провел вместе с использованием органических смолы или неорганического типа связующих - среди многих других случаев использования.

Что такое Хром 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). Хром песок имеет точку плавления 2040 градусов по Цельсию, что делает его очень подходит для литья металла, и "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

Смола Кабенные системы

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 глина не используется, и ни один антрацит. Они также полезны для использования для больших литья с экономической точки зрения, поскольку ресурсы не должны быть выделены для процессов отопления. Как правило, смолы кабированные формы, содержащие хромированный песок зарезервированы для того, когда высокое качество / точность литья требуется, из-за общей более высокой стоимости, чем с помощью обычных зеленый шлифовка песка - как хромированный песок значительно дороже, чем кремнезем / обычный песок. Классическим примером органического связующего смолы в хромированных песчаных системах является фуран. Способность передачи тепла литья песков известна и современные растения могут меняться от кварца или кремнезема песков хром песков, чтобы получить лучшую передачу тепла, в то время как не нужно менять другие аспекты производства, такие как идентичность связующего или смолы (6).

Примечательно тот факт, что хромированной песчаной смолы кабенные системы не обязательно зеленый песок систем. Хром в зеленом песке литья рассматривается в другом месте на этом сайте и опирается в первую очередь на превосходные свойства хрома в качестве огнеупорного материала.

Смола Бондируемые Castables (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 образования грубых колючки металла или растворенного песка наблюдается (10). Эстер вылечить фенольные смолы были описаны в литературе как отличные с точки зрения эксплуатационных, безопасности и экологических соображений.

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 упрочнения смолы через снижение рН.

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 повышение производительности, более высокую надежность процесса и в целом лучшие механические свойства - плюс непревзойденный уровень знакомства (11). 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 в хромированных песчаных литых силикат натрия, также известный был водяного стекла (12). Силикат натрия имеет явное преимущество относительно легко производить, и имеет то преимущество, что тщательно понимается как связующее звено в системах песка смолы, где он действует, образуя осажденный гель, который действует как клей связи (13).

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 литой, но никаких заметных изменений прочности в связях, образоваваемых между смолой и песком в неотапливаемом сравнении с нагретым исследованием (14). Отопление может быть выполнено через обычную печь или с помощью микроволнового нагревательного аппарата (15) и имеет общий эффект затвердевания - твердые и высокопрочные формы часто ассоциируются с лучшей отделкой поверхности. Типичный пример неорганической смолы связующего будет использовать смолы на уровне около 40 до 70% по весу, наряду с другими добавками (16); с общим количеством связующего в хромированном модуле литья песка не превышает 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. Смолы часто являются крупнейшим фактором вязкости (17). В рамках общего баланса выбора смол для хромированных песчаных литых, важно отметить, что проницаемость смолы оптом будет иметь влияние на общую пористость литья - которые должны контролироваться для обеспечения избыточного уровня пористости не достигли (18). Кроме того, в дополнение к смоле, начинки и добавки в смеси плесени песка играют определенную роль, особенно в отношении вязкости и общей плотности (19).

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 (20). Исследования также показали, что тепловое расширение систем, соединенных смолой, активно влияет на поведение системы с горячим искажением, возможно, интуитивно, но общее тепловое расширение в значительной степени зависит от идентичности и химии используемого связующего материала (21). Тепловое расширение системы песка и смолы является ключевым фактором, учитываемым литейнымибри во всех аспектах процесса, от проектирования формы (и, следовательно, продукта) до затвердевания жидкого металла. Любая потенциальная деформация формы может привести к деформированным продуктам, неравномерному литью или значительному уровню поверхностных дефектов, которые необходимо удалить вручную позже. Такие явления, как смачивание, могут стать более возможными, если будет значительное тепловое расширение с определенными типами смолы кабального песка. Примечательно, однако, что, поскольку смолы и связующие не являются единственными включениями в песок, могут присутствовать другие, такие, как высокоуглеродистые материалы (такие, как антрацит), которые могут пиролизировать, чтобы уменьшить воздействие таких эффектов, как смачивание - в определенной степени.

металлообработка

Как правило, механические свойства систем литья песчаной смолы увеличивается с большим количеством используемого связующего (22), несмотря на то, что большая часть смолы не может быть связующим, конечно. Возможна дальнейшая оптимизация общего процесса литья, например поддержание равномерного распределения размеров частиц, температура лечения и другие средства (23). Были проведены вычислительные исследования для прогнозирования механических и физических свойств литья хромитовой смолы, оптимизации свойств, включая твердость, складность и горячую силу. Авторы стремились предоставить метод, при котором оптимальное количество связующего, хромата и других материалов может быть предопределено, с тем чтобы достичь лучшего пути литья.

В дополнение к обычным методам литья коробок типа, исследователи показали в обзоре, что 3D-печать может быть использована для создания форм для хромированных процессов литья песка (24). Такое нововведение может производить весьма специфические формы для литья по низким ценам, в процессе, называемом "связующего струи". Одна из проблем с 3D-печатью такого хромированного песка, содержащего формы - и другие формы - заключается в том, что избыточные уровни лечебного агента расширят распределение размеров по песку, что может привести к образованию крупных мезоструктур (25), что соизмеримо с уменьшением общей возможности подшипника песчаной плесени. Оптимальные соотношения для хромированного песка, связующих и других параметров для литья приложений могут быть определены вычислительно, что позволяет повысить эффективность в секторе в целом (26). Фуран типа связующих являются подозреваемыми канцерогенами и их использование в рассмотрении быть прекращены во всем мире - несмотря на то, классические и наиболее часто используемые примеры смолы типа связующих в песке литья приложений.

Одним из незначительных недостатков в использовании хромитовых песков в расплавленном пространстве литья стали является потенциальное образование «хромитовой коры». Этот эффект вызван смешиванием хромированного песка, расплавленного металла и любого вида углеродосохващенного или газового шлака, которые разрешено смешивать из-за неправильно вылеченной плесени (27). Обеспечение полного лечения (возможно, вентилятор сушки воздуха) будет идти большую часть пути к предотвращению этого дефекта поверхности, но это означает, что "самолечение смолы" может быть только хорошим выбором, если такая сушка доступна. Другие явления, которые могут вызвать неполное лечение и или частичное разрушение формы включают литье себя (он должен быть в состоянии выдержать давление, которое может на мгновение достичь свыше 10 MPa). Плохой выбор смол, связующих веществ, песков и физического литья оборудования может привести к плохой работы литья и короткий срок службы для самого песка (28).

shutterstock_1373238392 ширина

Консультирование по оксиду марганца

  • 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

 

Хромированный песок – это специально измельченная хромитовая руда, которая подходит для широкого спектра огнеупорных применений, обеспечивая жизненно важные связующие, наполнители и смолы для изготовления литых и точных отливок. Африканский Pegmatite является ведущим производителем и поставщиком хромированного песка, с в доме фрезерования, чтобы обеспечить превосходное материалов для любой спецификации.

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 Дж.Зич и др., Арка. Metall. Матер., 2015, 60, 351

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

8 R.M. Кох и J.M. Бернс, форма литья титана в Оливин, Гранат, Хромит, и ЦирконRammed и Shell Молдс, Министерство внутренних дел, Вашингтон, округ Колумбия, 1979

9 Р. Х. Тодд, Д. К. Аллен и Л. Алтинг, Справочное руководство по производственным процессам,Industrial Press Inc., Нью-йорк, 1994

10 J. R. Brown (ed.), Справочник Foseco Ferrous Foundryman, 11-й прим., Баттерворт-Хейнеманн, Оксфорд, 2000

11 H. Polzin, Неорганические Биндеры: для плесени и основного производства на лимемии, Шиле и Шён, Берлин, 2014

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

13 Я. А. Овусу, Adv. Коллоидный интерф. Sci., 1982, 18, 57

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

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

16 Корейский патент KR101527909B1, 2004; и канадский патент CA1203966A, 1982, истек

17 Г. Р. Чате и др., Кремний, 2018, 10, 1921

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

19 О. С. Сейду и Б. Дж. Кутелу, Дж.Мин. Матер. Характер Eng., 2014, 2, 507

20 Ф. Мюк и К. Аппельт, Кастинг завод и технологии, 2018, 3, 12

21 Дж.Свидре и др.,Арка Металл. Матер., 2017, 62, 795

22 Х. Хандельвал и Б. Рави, Дж.Мануф. Прок., 2016, 22, 127

23 А. Кумаравадивель и У. Нарараджан, Int. Д. Адв. Год выпуска. Технологий., 2012, 66, 695

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

25 З. Го и др., Быстрое прототипирование. J., 2019, 26, 309

26 Б. Суреха и др., Proc. Матер. Sci., 2014, 6, 919

27 А. Джосан, Solid State Phenomena, 2016, 254, 243

28 З. Игнашак, Арка. Литейный завод Eng., 2011, 11, 55