| Главная |
| Поиск по сайту |
Адрес этой страницы' ?>
<<Предыдущая страница Оглавление книги Следующая страница>>
§ 9. ФОРМОВОЧНЫЕ ГЛИНЫ
Глины состоят из одного или нескольких минералов, в состав которых входят глинозем — Аl2O3, зерна кварца SiO2 и небольшое количество примесей некоторых минералов, не содержащих глинозем. Глины весьма широко распространены в природе, а их добычу производят так же, как и песка — в карьерах, присваивая им названия, соответствующие географическому наименованию места расположения карьера.
Классифицируют глины (ГОСТ 3226—69) по следующим признакам: по минералогическому составу, по пределу прочности при сжатии во влажном состоянии, по пределу прочности при сжатии в высушенном состоянии, по сумме обменных оснований, по содержанию сульфидной серы, Fe2O3, Na2O + K2O, CaO + MgO и по пластичности.
По минералогическому составу глины подразделяются:
К — каолинитовая,
I — гидрослюдистая,
М — монтмориллонитовая и
П — полиминеральные и прочие мономинеральные.
Классификация глин по пределам прочности при сжатии во влажном и в высушенном состояниях приведена в табл. 3.
Таблица 3 Классификация глин по пределам прочности при сжатии
| Наименование глины | Во влажном состоянии | В высушенном состоянии | ||
| обозначение сорта глины | предел прочности при сжатии, кгс/см2 | обозначение класса глины | предел прочности при сжатии, кгс/см2 | |
| Прочносвязующая | I | >1,1 | 1 | >5,5 |
| Средне связующая | II | 0,79—1,10 | 2 | 3,5-5,5 |
| Малосвязующая | III | 0,50—0,80 | 3 | <3,5 |
Классификация глин по содержанию сульфидной серы, Fe2O3, Na2O + K2O, CaO + MgO приведена в табл. 4.
Таблица 4 Классификация глин по содержанию сульфидной серы и других компонентов
| Обозначение группы глины | Наименование группы глины | Содержание примесей, % | |||
| сульфидная сера | Fе2O8 | Na2O + K2O | CaO+MgO | ||
| Т1 | С высокой термохимческой устойчивостью | 0,2 | 2,5 | 1,5 | <=2 |
| Т2 | Со средней термохимической устойчивостью | <=0,2 | 2,5-4,5 | 1,5-3,0, | <=3 |
| Т3 | С низкой термохимической устойчивостью | <=0,2 | Не нормируется | <=10 | |
По пластичности глины подразделяются на следующие группы: высокопластичные, среднепластичные, умереннопластичные и малопластичные.
По приведенным выше признакам классификация глин (каолинитовая формовочная глина III сорта, среднесвязующая в высушенном состоянии и со средней термохимической устойчивостью) маркируется следующим образом: KIII/2T2.
Вредные примеси — сульфитная сера, окислы железа, магнезит, известняк и др. — снижают огнеупорность глины, а присутствие их в формовочных и стержневых смесях способствуют образованию пригара на отливках и ухудшению качества поверхности. Огнеупорные глины имеют температуру плавления не ниже чем 1580°, а температура спекания колеблется в более широких пределах. При нагреве влажной глины до 100° происходит испарение свободной воды, не входящей в химический состав глины. Высушенная таким образом глина не теряет своих связующих свойств при повторном размоле и увлажнении. При температуре 400—500° и выше из глины удаляется не только свободная вода, но и химически связанная, происходит обжиг глины, теряется связующая способность. Вследствие этого при повторных заливках смеси обогащаются содержанием неактивной (шамотизированной) длины и для восстановления требуемых свойств в смесь добавляют свежий песок и глину.
Недостатком глины как связующего материала является способность понижать газопроницаемость, податливость и текучесть формовочных и стержневых смесей, а также ухудшать выбиваемость стержней и отливок.
Специальные глины (бентониты) обладают в сыром состоянии очень высокой связующей способностью (клейкостью) и пластичностью. В природе бентониты образовались в результате выветривания химических изменений вулканического туфа и пепла. Высокая связующая способность бентонита связана со специфическим качеством основного минерала — монтмориллонита, который образует этот вид глины. В отличие от других глинообразующих минералов структура монтмориллонита такова, что вода может проникать внутрь его кристаллической решетки и раздвигать отдельные пластинчатые слои кристалла. Благодаря этому вода может смачивать площадь, равную суммарной поверхности всех слоев кристалла. В этой глине толщина одного слоя в кристалле равна 1 мкм, а в других эта толщина обычно превышает 20 мкм. Поэтому бентониты лучше втягивают воду, сильнее набухают и потому проявляют увеличенное по сравнению с другими глинами связующее действие. Вследствие высокой связывающей способности количество бентонитов, вводимых в формовочную смесь, в несколько раз меньше, чем обыкновенной глины, поэтому эти смеси имеют меньшую влажность и более высокую газопроницаемость.
Изложенные свойства бентонита расширяют область отливок, выполняемых в сырые формы. Несмотря на незначительную огнеупорность бентонита, его химическая инертность делает возможным применение его для всех видов отливок, не исключая и стальные. Учитывая, что бентонит при нагревании из-за потерн воды уменьшается в объеме, просушенные формы и стержни могут осыпаться. Бентониты обычно применяют с другими сортами глин или с одним из водорастворимых крепителей.
При приготовлении формовочных смесей бентониты вводят или в виде порошка, или в виде пасты, а смеси используют как для сырой, так и для сухой формовки. Бентониты применяются также и для приготовления стержневых смесей при производстве отливок из различных сплавов.
В СССР месторождения бентонитов находятся в Туркмении (Огланлинское), в Закавказье (Аксанское), на Украине (Новочеркасское и Горбское) и в других районах.