INNGANGUR
Resín Sandsteypu er ein fjölhæfasta og mest notaða mótunaraðferðin í nútíma steypuframleiðslu.
Það sameinar góða víddarnákvæmni, mikil stífni í myglu, sterk aðlögunarhæfni að flóknum formum, og víðtæka samhæfni við járn, stál, og ójárnblendi.
Á sama tíma, plastefni sandkerfi eru ekki „eitt efni, ein niðurstaða."
Frammistaða þeirra fer eftir efnafræði plastefnis, gerð herða, hreinleika sands, umhverfisaðstæður, steypustærð, Hellir hitastig, og uppgræðslustefnu.
1. Af hverju er fosfórsýra oft notuð sem herðari fyrir fúran sem er sjálfstillt kvoða með háum köfnunarefni, en sjaldan fyrir fúran plastefni með lágt köfnunarefni?
Ástæðan liggur í samspili milli plastefnisefnafræði, vatnshegðun, og netmyndun við herðingu.
Í lágköfnunarefnis fúran kvoða, sýruharðnun er oft hægari og óhagkvæmari, sem leiðir til lengri ræmutíma og minni grænstyrks.
Aftur á móti, köfnunarefnisrík fúran resín bregðast betur við fosfórsýru, sem gerir kerfinu kleift að ná þeim hraða og endanlega styrk sem þarf fyrir hagnýta mótun og kjarnagerð.
Lykill tæknilegur þáttur er hvernig fosfórsýra hefur samskipti við raka. Í lágköfnunarefniskerfum, Fosfórsýra hefur tiltölulega lélegan blandanleika við plastefnið og mikla sækni í vatn.
Fyrir vikið, raki frá plastefninu og frá þéttingu við herðingu getur safnast fyrir í kringum sýrurík svæði, búa til staðbundna vatnsdropa eða veik svæði í plastefnisfilmunni.
Þetta veikir hernaða tengibygginguna og dregur úr styrkleika.
Köfnunarefnisrík fúran plastefni hegða sér öðruvísi. Vatnssamhæfi þeirra er betra, ólíklegra er að raki safnist saman í þétta dropa, og hert filman hefur tilhneigingu til að vera þéttari og einsleitari.
Þess vegna getur fosfórsýra verið hagnýt herðari í einu fúrankerfi en lélegt val í öðru.
2. Af hverju er harðnandi gegndræpi fenól-úretans sjálfstillandi trjákvoðasands betri en fúran sjálfstillandi plastefnisands?
Fenól-úretan plastefniskerfi lækna aðallega með fjölliðunarviðbrögðum, sem myndar ekki mikið magn rokgjarnra aukaafurða eins og vatns.
Vegna þess, þurrkunarhraðinn hefur tilhneigingu til að vera jafnari í gegnum sandmassann, og munurinn á ytra lagi og innra lagi er tiltölulega lítill.
Furan sjálfstillandi kvoða, Aftur á móti, lækna með þéttingarviðbrögðum sem framleiðir vatn við herðingu. Þetta vatn verður að dreifast út úr mótinu eða kjarnanum.
Þar sem innri og ytri svæði sandmassans þorna og lækna á mismunandi hraða, lækningasniðið verður minna einsleitt.
Þess vegna eru fúrankerfi næmari fyrir raka umhverfisins og sýna oft veikari harðnandi gegndræpi en fenól-úretankerfi..
Hagnýtt, fenól-úretan plastefni sandur veitir oft áreiðanlegri kjarnastyrk í gegnum allan þversniðið, sérstaklega í þykkari eða flóknari kjarna.
3. Af hverju er hægt að nota fúran kvoða með hátt köfnunarefni í ál- og koparsteypu?
Aðalástæðan er sú að ál og kopar hafa mjög litla leysni fyrir köfnunarefni í bráðnum málmi.
Jafnvel þó að plastefnið myndi köfnunarefni við úthellingu og varma niðurbrot, bráðið ál eða kopar er ekki líklegt til að gleypa það í verulegu magni.
Fyrir vikið, hættan á niturstengdum gasglöpum er mun minni en hún væri í stálsteypu.
Þetta þýðir að hægt er að velja köfnunarefnisrík kvoða þegar steypa vill ná góðri hrunhegðun, hár mótstyrkur, eða viðeigandi herðingareiginleika án þess að skapa alvarlega gasgalla í ál- eða koparsteypu.
Með öðrum orðum, málmkerfið skiptir alveg jafn miklu máli og resínkerfið.
Trjákvoða sem væri vandamál í stáli gæti verið fullkomlega ásættanlegt í framleiðslu sem ekki er járn.
4. Af hverju eru keramikrör ákjósanleg fyrir hliðarkerfið þegar plastefnissandur er notaður í þungar steypur?
Fyrir þungar steypur, hella tíminn er lengri og bráðni málmurinn helst í snertingu við hliðarkerfið í langan tíma.
Við þessar aðstæður, mikla hitauppstreymi getur veikt trjákvoðatengdan sand ótímabært og valdið því að hliðarrásirnar hrynja eða eyðast.
Það getur leitt til þess að sandur sé tekinn inn, málmórói, og aðrir hellugallar.
Keramik rör leysa þetta vandamál með því að bjóða upp á mun betri hitaþol og veðrunarþol en venjulegar plastefni sandrásir.
Þau eru sérstaklega gagnleg í sprue- og hlaupakerfinu, þar sem málmstraumurinn er heitastur og hitaárásin sterkust.
Keramikrör draga einnig úr þörf fyrir húðun á sumum svæðum og veita stöðugri flæðisleið fyrir stórar eða þungar steypur.
5. Hvernig getum við ákvarðað hvort vinnutími plastefnissandi sé nægjanlegur?
Vinnutíminn, eða bekkjalíf, verður að vera nógu langt til að allri mótun eða kjarnagerð sé lokið áður en sandurinn missir mýkt og þjöppunarhæfni..
Fyrir sandblandara með hléum, vinnutíminn ætti að fara yfir bilið frá því að blandaður sandur er losaður þar til hann er fullnýttur.
Fyrir samfelldan hrærivél, vinnutíminn ætti að vera lengri en sá tími sem þarf til að sandurinn fari frá úttakinu á blöndunartækinu í gegnum eina heila hringrás sandafhendingar og aftur á sama stað í framleiðsluröðinni.
Í reynd, þetta er ekki bara fræðileg breytu.
Ef vinnutíminn er of stuttur, sandurinn byrjar að stífna í rekstri, veldur lélegri þjöppun, ósamræmi í vídd, og yfirborðsgalla.
Örugg ferlihönnun skilur alltaf eftir marktækt bil á milli líftíma bekkjar og raunverulegs framleiðslutíma.
6. Hvers vegna ætti dráttarhornið á plastefnissandimynstri að vera stærra en það sem notað er fyrir leirbundinn sand?
Sandmót og kjarna úr plastefni harðna með tiltölulega mikilli stífni og mjög lítilli fallgetu við afturköllun mynsturs.
Ólíkt leirbundnum sandi, plastefnisbundinn sandur afmyndast ekki auðveldlega eða gefur eftir til að losa mynstrið. Fyrir vikið, afturköllunarnúningur er meiri, og hættan á að skemma myglaflötinn er meiri.
Á sama tíma, plastefni sandmót og -kjarna eru minna viðgerðarhæf en leirsandsmót.
Ef yfirborð moldsins er rifið eða brotið við að fjarlægja mynstur, viðgerðir eru erfiðari og geta dregið úr endanlegum gæðum.
Stærra dráttarhorn dregur úr afturköllunarviðnámi, dregur úr líkum á skemmdum, og bætir samkvæmni moldlosunar.
7. Hvers vegna eru færri skreppa riser og fleiri vent risers almennt valinn í plastefni sand steypujárni framleiðslu?
Sandmót úr plastefni eru stíf og halda lögun sinni vel við upphellingu, sérstaklega á byrjunarstigi.
Þetta gerir þær sérstaklega hentugar til að nýta grafítþenslu við storknun steypujárns.
Í grájárni og seigjárnsframleiðslu, að stækkun getur hjálpað til við að draga úr eða jafnvel útrýma rýrnunargöllum, sem þýðir að færri skreppastöng gæti þurft.
Samt, plastefni sandur myndar einnig gas við hitun og niðurbrot. Vegna þess að moldið er sterkt og tiltölulega lokað, gasið verður að losa á áhrifaríkan hátt.
Þess vegna er oft þörf á fleiri loftopum. Hlutverk þeirra er ekki að fæða málm, en að útvega flóttaleiðir fyrir gas og gufu sem myndast við upphellingu.
Í einföldu máli, plastefni sandur styður lág-riser steypu hugmyndafræði, en aðeins ef loftræsting er rétt hönnuð.
8. Af hverju sýnir fúran sjálfstillandi plastefni sem inniheldur um 70%–80% fúrfúrýlalkóhól venjulega hæsta lokastyrk við stofuhita?
Þetta svið táknar hagnýtt jafnvægi milli styrkþroska, vatnsinnihald, og ráðhús skilvirkni.
Ef innihald furfurýlalkóhóls er of lágt, plastefnið verður fyrir meiri áhrifum frá öðrum plastefnisþáttum og vatnsinnihald hækkar, sem getur hægt á þurrkun og dregið úr endanlegum styrk.
Ef innihald fúrfúrýlalkóhóls er of hátt, köfnunarefnisberandi hlutinn verður of lágur, og plastefnisnetið getur ekki náð sömu ráðhúsbyggingu eða endanlega frammistöðu.
Á bilinu 70-80%., plastefnissamsetningin nær oft besta jafnvægi milli hvarfvirkni, netmyndun, og þéttleiki hernaðarbyggingar.
Þess vegna er endanlegur styrkur við stofuhita oft hámarkaður í þessum samsetningarglugga.
9. Hvers vegna geta of virkir harðari, eða of stór skammtur af herðaefni, draga úr lokastyrk plastefnissandi?
Ef lækning hefst of fljótt, plastefnið getur þvertekið áður en sameindakeðjur þess hafa fengið nægan tíma til að lengjast, orient, og mynda vel þróað net.
Með öðrum orðum, kerfið „læst“ of snemma.
Mjög virkur herðari getur framleitt hraðan upphafsstyrk, sem gæti litið aðlaðandi út á búðargólfinu.
En ef fjölliða netið myndast of hratt, uppbyggingin sem myndast getur orðið ófullnægjandi og óhagkvæmari, skilja nokkra hvarfgjarna hópa eftir ónotaða.
Sama vandamál getur komið upp þegar herðaskammturinn er of mikill. Niðurstaðan er oft hár snemma styrkur en minni endanlegur styrkur.
Þetta er klassískt tilfelli þar sem vinnsluhraði stangast á við endanleg gæði. Hraðari ráðhús er ekki alltaf betra ef það fórnar heilleika hertu plastefnisnetsins.
10. Af hverju ætti ekki að nota fosfórsýru-hertan plastefnissand til að endurheimta gamlan sand?
Vandamálið er að fosfórsýra getur skilið eftir fosfatleifar á sandkornunum eftir úthellingu.
Þessar leifar eyðileggjast ekki auðveldlega með hitauppstreymi bráðins málms og erfitt er að fjarlægja þær við endurheimt.
Fyrir vikið, endurheimt sandurinn mengast á þann hátt sem hefur bein áhrif á framtíðar plastefnistengingu.
Fosfatleifar draga úr styrk endurnotuðu sandblöndunnar og geta einnig aukið tilhneigingu til mygluþenslu og hættu á að sandur komi inn.
Ef steypa er háð endurnotkun og endurheimt, herðari sem skilur eftir sig þrálátar steinefnaleifar er yfirleitt lélegt langtímaval.
11. Af hverju er betra að nota lífrænar sýrur með lágt innihald frísýra og hátt heildarsýrustig fyrir sýruhertan fenólresínsand?
Fenólkvoða með sýruherðingu innihalda oft tiltölulega hátt rakainnihald.
Á meðan á herðingu stendur, plastefnið sjálft myndar vatn með þéttingu, og viðbótarvatn gæti þegar verið til staðar í kerfinu. Það vatn þynnir sýruherðarann og hægir á efnahvarfinu.
Ef innihald frísýru er of hátt, lækning getur hraðað, en styrkur sandsins getur fallið of mikið.
Þess vegna, kjörinn herðari er sá sem veitir nægilega heildarsýrustig til að knýja efnahvarfið á skilvirkan hátt en halda frjálsri sýru í hóflegu magni svo styrkleika sé ekki of mikið fórnað.
Lífrænar sýrur með hátt heildarsýrustig og tiltölulega lága frísýru eru því oft í betra jafnvægi fyrir þessa tegund af plastefniskerfi.
12. Hvers vegna ætti að gefa upp herðaskammtinn fyrir sýruhertan fenólresínsand sem hlutfall af plastefni?
Réttur skammtur fer mjög eftir magni plastefnis í kerfinu, vegna þess að sýran verður að verka á plastefnismassa þar sem vatnsinnihald og efnaálag breytist við plastefnisuppbót.
Fenól plastefniskerfi eru minna sýruviðkvæm en sum fúrankerfi, þannig að þýðingarmikil lækning getur aðeins átt sér stað þegar sýrustyrkurinn nær nægilega háu stigi.
Vegna þess að plastefnið sjálft inniheldur raka og getur losað meira vatn við ráðhús, að auka magn plastefnisins eykur þynningaráhrifin á herðarann.
Til að viðhalda sama herðingarhraða, herðaskammturinn verður því að hækka með plastefnisskammtinum.
Að tjá herðari sem hlutfall af plastefni gefur raunhæfari og viðráðanlegri samsetningu grunn.
13. Afhverju ætti ekki að húða nýafklædda eða nýlega viðgerða kjarna strax?
Þegar búið er að fjarlægja kjarna eða gera við hann, plastefnishörðunarviðbrögðin eru enn á frumstigi.
Ef vatnsbundin húðun er borin á strax, vatnið eða leysirinn getur truflað áframhaldandi þurrkun, sérstaklega í kerfum sem eru viðkvæm fyrir raka.
Í fenól-úretan plastefniskerfum, óhvarfaðir ísósýanathlutar geta einnig hvarfast við vatn, sem getur skaðað fyrirhugaða hertunarefnafræði.
Ef notuð er húðun sem byggir á alkóhóli, íkveikja við þurrkun getur ofhitnað eða ofbrennt yfirborð plastefnis sem enn bregst við.
Í báðum tilfellum, ótímabær húðun getur veikt yfirborðsstöðugleika og dregið úr áreiðanleika moldsins eða kjarnans.
Oft er stuttur biðtími nauðsynlegur svo yfirborðið geti orðið stöðugt fyrir húðun.
14. Hvers vegna er erfitt að endurheimta gamlan sand úr basískum fenólkvoðakerfum?
Alkalísk fenól plastefniskerfi hafa oft mikla grunnleika, og plastefnið getur innihaldið umtalsvert magn af basa, eins og kalíumhýdroxíð.
Við upphellingu, þessi basi getur hvarfast við kísilsand og myndað lágbræðslu sílíköt.
Þessi silíköt geta runnið mjög saman við yfirborð sandkornsins, sem gerir þeim erfitt að fjarlægja meðan á endurheimt stendur.
Fyrir vikið, endurnýtt sandgæði falla, hreinsunarbyrðin eykst, og endurheimt efni verður erfiðara að koma aftur í stöðugt ástand.
Þetta er ástæðan fyrir því að basísk fenólkerfi geta verið erfiðari við langtíma endurheimt sandi en mörg önnur plastefniskerfi.
15. Hvaða þætti ætti að hafa í huga þegar þú velur plastefni fyrir steypu?
Val á trjákvoðu ætti aldrei að vera gert af vana einum saman. Það ætti að byggjast á steypublöndunni, stærð og veggþykkt steypunnar, hella hitastigið, og byggingartengda gallaáhættu.
Fyrsta, steypuefnið skiptir máli.
Ef steypan er úr stáli eða háblendi járni og köfnunarefni er porosity áhyggjuefni, köfnunarefnislaust eða köfnunarefnislaust plastefni er venjulega öruggara.
Ef steypan er grájárn eða sveigjanlegt járn, þar sem niturshola er minna áhyggjuefni, miðlungs köfnunarefnis plastefni getur verið ásættanlegt.
Fyrir kopar- og álsteypu, þar sem köfnunarefni frásogast ekki auðveldlega af bráðnum málmi, köfnunarefnisrík plastefni getur verið hagnýtt val.
Í öðru lagi, stærðin og þykktin skipta máli.
Þungt, þykkveggja steypu og hátt steypuhitastig krefjast plastefniskerfa með sterkari háhitaafköst.
Í slíkum tilvikum, kvoða með hærra furfúrýlalkóhólinnihaldi og lægra þvagefni-formaldehýðinnihaldi er oft ákjósanlegt svo kjarninn eða myglan haldi nægum styrk undir hita.
Fyrir minni, þunnveggja steypu með lægri steypuhita, ódýrara plastefni með hærra þvagefnisinnihald getur verið nóg.
Þriðja, uppbyggingartilhneiging steypunnar skiptir máli.
Ef steypa er viðkvæmt fyrir heitsprungu, bindiefni með minni heitstyrk getur í raun verið óæskilegt; plastefnið verður að styðja málminn þar til storknun er stöðug.
Ef steypa er viðkvæmt fyrir kuldasprungum, bindiefnið ætti að falla vel saman eftir að steypa er hellt þannig að steypan geti dregist frjálslega saman án of mikils aðhalds.
Í stuttu máli, plastefni val er samsvörun vandamál. Rétt plastefni er það sem kemur jafnvægi á gasmyndun, heitur styrkur, hrunhegðun, hersluhraði, endurheimt árangur, og gallahættu fyrir tiltekna steypu.
Niðurstaða
Sandsteypa plastefnis er ferli þar sem efnafræði og málmvinnsla eru nátengd.
Sama steypa getur náð mjög mismunandi árangri einfaldlega með því að skipta um herðara, plastefni fjölskyldu, uppgræðsluaðferð, eða tímasetningu húðunar.
Þess vegna skiptir hagnýt þekking svo miklu máli á þessu sviði.
Gott plastefni sandferli er ekki aðeins hratt og sterkt. Það er líka stöðugt, fyrirsjáanlegt, og samhæft við steypublönduna, rúmfræðinni, og framleiðsluferlið.
Þegar plastefniskerfið er valið og stjórnað á réttan hátt, plastefni sandsteypa verður ein skilvirkasta leiðin til að framleiða nákvæmar og flóknar málmsteypur.
