Порядок выполнения работы. Приготовить противопригарную краску, состоящую из 40% (по массе) дистен-силлиманита

Приготовить противопригарную краску, состоящую из 40% (по массе) дистен-силлиманита, 2% бентонита, 6% ПВА и 52% воды. Порядок приготовления: в стеклянный стакан залить 260 мл воды и 30 г ПВА, поставить его на миксер и перемешивать в течение 2 минут. Затем при включенном миксере постепенно добавить 10 г глины и 200 г дистен-силлиманита. Время перемешивания 10 минут. Объем краски 450-500 мл.

Определить плотность краски с помощью денсиметров. Для этого приготовленную краску налить в стеклянный цилиндрический сосуд и опустить в него денсиметр так, чтобы он не касался стенок сосуда. Определить по делениям денсиметра величину плотности.

Определить условную вязкость противопригарного покрытия вискозиметром ВЗ-4. Для этого плотно закрыть выходные отверстия вискозиметра и заполнить его емкость краской. Открыть выходное отверстие вискозиметра и с помощью секундомера определить время истечения исследуемого материала из вискозиметра. За условную вязкость принимают время истечения краски сплошной струей.

Для определения прочности красочного слоя к истиранию на кварцевую пластину нанести исследуемую краску путем наливания ее на поверхность пластины, расположенной под углом 45⁰ к горизонту. Пластину, с нанесенным красочным слоем, поместить в сушильный шкаф и сушить при температуре 105-110⁰ С до полного высыхания красочного слоя. После охлаждения пластины с покрытием микрометром замерить толщину пластин с покрытием и толщину самой пластины. Рассчитать толщину красочного слоя.

Установить пластину с нанесенным покрытием на подставку 3 прибора для определения прочности красочного слоя к истиранию (рис.5.1) так, чтобы расстояние от выходного отверстия сопла воронки 1 до пластины 2 было 70 мм. Открыть сопло воронки, через которое песок фракцией 02 осыпается на пластину с покрытием до тех пор, пока покрытие в месте удара песка сотрется до стекла (диаметр прорыва – 2,0-2,5 мм), после чего закрыть сопло пробкой. Весь прошедший через сопло песок взвешивают и рассчитывают значение прочности красочного слоя к истиранию по формуле:

где m – масса песка, прошедшего через сопло, кг; h – толщина красочного слоя, мм.

Рис.5.1 Схема определения прочности противопригарных покрытий к истиранию

Седиментационную устойчивость краски определяют через 1 и 4 часа после ее приготовления, для чего ее наливают в мерный цилиндр (200 мл) и оставляют в покое на указанное время. По истечении времени измерить отстоявшийся слой растворителя, который и будет мерой седиментационной устойчивости.

Результаты работы занести в таблицу.

Содержание отчета

По законченной работе оформить отчет, в котором должно быть отражено следующее:

1. Название работы

2. Цель работы

3. Краткая теоретическая часть

4. Методика проведения работы

5. Результаты работы

6. Выводы по работе

Вопросы для контроля

1. Что такое пригар?

2. Какие виды пригара могут образовываться на поверхности отливок?

3. Механизмы образования пригара.

4. Меры предотвращения образования пригара.

5. Что входит в состав противопригарных красок?

6. Каким свойствам должен отвечать огнеупорный наполнитель?

7. Разновидность огнеупорных наполнителей.

8. Роль связующего материала в краске и его разновидности.

9. Свойства краски и методики их определения.

Лабораторная работа № 6

Исследование влияния влагосодержания на физико-механические и технологические свойства формовочной смеси

Цель работы: экспериментальное определение зависимости основных технологических свойств песчано-глинистой формовочной смеси от ее влагосодержания.

Общие сведения

Одним из важнейших факторов, обеспечивающих получение качественных отливок, является приготовление стабильной формовочной смеси, имеющей требуемый уровень физико-механических и технологических свойств. Добиться этого можно только при условии правильного выбора исходных компонентов смеси и оптимального их соотношения, рационального использования эффективных методов подготовки и приготовления смеси, высокого уровня автоматизации и непрерывного оперативного контроля качества смеси на всех этапах ее подготовки и приготовления.

Более 70% отливок в литейном производстве изготавливаются с применением песчано-глинистых формовочных смесей (ПГС). Свойства этих смесей практически полностью определяются характеристиками и соотношением трех основных компонентов: наполнителя (как правило, кварцевого песка), формовочной глины (бентонитовой или коалинитовой) и воды. Влажность ПГС при заданном составе является параметром, определяющим важнейшие физико-механические и технологические свойства смеси (прочность, осыпаемость, газопроницаемость, текучесть, уплотняемость, формуемость и др.). При этом каждый состав формовочной смеси имеет свой оптимальный диапазон влагосодержания, обеспечивающий наилучшее сочетание свойств смеси: максимальную прочность, низкую осыпаемость, высокую газопроницаемость при хорошей уплотняемости и удовлетворительной текучести.

Прочность при сжатии во влажном состоянии является одной из основных характеристик песчано-глинистых смесей, применяемых для изготовления сырых форм. На прочность во влажном состоянии наиболее существенно влияют минералогический состав глин, дисперсность глинистых частиц, емкость и состав обменного комплекса. Прочность ПГС во влажном состоянии обусловлена физическими и физико-химическими сплавами взаимодействия материала зерновой основы, глины и воды. Основой прочности смеси являются водородные связи, однако в формировании прочности принимают участие также силы поверхностного натяжения воды, капиллярные силы и силы межмолекулярного взаимодействия. Водородные связи возникают между атомами водорода и атомами наиболее электроотрицательных элементов, в частности, кислорода. При наличии мощных водородных связей физические силы взаимодействия обычно отходят на второй план. Водородные связи возникают непосредственно между гидроксилированными слоями частиц наполнителя, а также между ними и слоями атомов базальных поверхностей глинистых частиц.

В процессе перемешивания и уплотнения смеси происходит разрыв одних водородных связей и образование других. Аналогично может быть представлено взаимодействие зерен диоксида кремния с монтмориллотитом или другим глинистым минералом. В сырых формах в смеси находятся свободные молекулы воды и, чем больше слоев таких молекул, тем меньше прочность смеси во влажном состоянии. Поэтому при приготовлении смесей для сырых форм важным является оптимальное соотношение глины и воды, неодинаковое для глин разной минералогической природы и различного гранулометрического состава. Это соотношение для каждой новой партии глин следует определять опытным путем. На рис.6.1 приведены зависимости физико-механических свойств ПГС от ее влажности.

Рис.6.1 Изменение физико-механических свойств смеси в зависимости от ее влажности: 1- прочность смеси на сжатие; 2- осыпаемость; 3- газопроницаемость; 4- текучесть

Как видно из рис.6.1, кривая 1 недостаток влаги обуславливает неэффективное использование глины, что не позволяет получить максимальную прочность смеси при данном глиносодержании. Увеличение содержания воды до 4% позволяет полностью активизировать водородные связи, возникающие между слоями частиц наполнителя и слоями базальных поверхностей глинистых частиц. Дальнейшее увеличение влажности (свыше 4%) приводит к снижению прочности смеси из-за образования избытка слоев свободных молекул воды, которые снижают прочность водородных связей. Аналогичный эффект наблюдается и при изучении текучести ПГС (рис.6.1, кривая 4).

Газопроницаемость формовочных смесей при увеличении их влажности снижается (рис.6.1, кривая 3).

Постановка работы

Приборы и материалы, используемые в работе: лабораторные бегуны, лабораторный копер, прибор для определения влажности, прибор для определения прочности, прибор для определения газопроницаемости, твердомер для сырых образцов, гильза с вкладышем для изготовления ступенчатого стандартного образца, прибор для определения осыпаемости, кварцевый песок, глина бентонитовая, весы лабораторные с пределом взвешивания 1 кг и погрешностью ±500 мг.