Методы испытания формовочных песков

Состав задания:

- определение содержания глинистой составляющей в формовочном песке;

- определение гранулометрического состава, формовочного песка и его марки;

- определение пористости песка.

1.1. Определение содержания глинистой составляющей в формовочном песке методом осаждения (ГОСТ 29234.1-91).

Глинистой составляющей условно называются частицы минералов с размером поперечника менее 22 мкмили 0,022мм.

Метод основан на отделенииглинистой составляющей от поверхнос­ти формовочного песка и базируется на использовании закона Стокса.

В соответствии с этим законом, скорость опускания (V)минеральных частиц на дно сосуда описывается уравнением

V=d² (r_кв.-r_в.)g/18h (1.1),

где: d –диаметр частиц, м; r1 - плотность осаждающейся частицы, кг/м;

r2 - плотность воды; кг/м. h- динамическая вязкость; Па•сек. g- ускорение силы тяжести, м/сек.

Если r1=2650 кг/м, r2=1000 кг/м, h=0,001165 Па•с при 15 С, g=9,81м/с, то V=0,000308м/с

Время опускания частицы размером 0,022мм составит:

t=S/V=0,125/0, 000308=405 с

Все частицы менее 0.022мм удаляются из раствора после 10 мин отстаивания.

При изменении температуры воды изменяется ее динамическая вязкость, а значит и время осаждения частиц. Поэтому при испытаниях важно поддерживать постоянную температуру воды. Описанный метод пригоден и для испытания отработанной формовочной смеси. При этом вместе с глинистой составляющей из смеси будут удаляться и другие частицы (зола, каменноугольная пыль, частицы пылевидного песка). В этом случае, вместо термина глинистая составляющая, применяется термин мелочь (шлам).

1.1.1. Оборудование и материалы.

- банка стеклянная с широким горлом диаметром 90~100мм и высотой около200мм от днабанкидо уровня плечиков, емкостью 1000 куб.см;

- весы технические на 150 г с погрешностью взвешивания ±0,005г (ГОСТ 24104);

- трубка U-образная с внутренним диаметром 6-9мм;

- шкаф сушильный с терморегулятором, обеспечивающий температуру нагрева до 110С°

- палочка деревянная или стеклянная длиной 30см, диаметром 0,5-1,Осм.

- лопастная мешалка;

- фарфоровая чашка;

- мензурки мерные на 500см³. и 50см³.

- формовочный песок;

- трехпроцентный раствор гидроокиси натрия.

1.1.2. Описание аппаратуры.

Схема лопастной мешалки, показана на рис. 1.1. и состоит из подставки 1, с вертикальной направляющей 2, по которой перемещается головка 4 с электродвигателем. Включение электродвигателя осуществляется тумблером 5. В нижней части головки 4 насажен вал 6 с лопастью 8 и три регулируемые направляющие прутки-лопатки 7 с поперечным эллиптическим сечением, служащие для повышения эффективности перемешивания.

В подставке аппарата находится резиновая прокладка 10 с выемкой для установки стеклянного сосуда 9. Перемещение головки 4 по направляющей 2 производится вверх и вниз при нажатии рычага 3, фиксация - при обжатии рычага. Скорость вращения мешалки 2800 об./мин.

I.I.3. Порядок проведения испытания.

Высушенную и взвешенную на технических весах пробу сухого формовочного песке массой 50 ± 0,005г следует высыпать в стеклянный сосуд, добавить 475мл воды и 25мл. 3-х процентного раствора гидроокиси натрия. Раствор NaOHдобавляют в стеклянный сосуд для улучшения разделения частиц глинистой составляющей от поверхности леска.

Банку вместе с содержимым материалом устанавливают на основание лопастной мешалки (см п.1.1.2) ч производят взбалтывание в течение 5 мин.

После окончания взбалтывания, банку снимают с мешалки, добавляют воды до отметки на банке 150мм, перемешивают палочкой и дают отстояться в течение 10 мин.

По истечении этого времени в банку вводится сифон таким образом, чтобы конец его находился на расстоянии не менее 25ми от дна банки и соответственно 125мм от поверхности воды (рис. 1.1.б).

После сливания воды, банка снова наполняется водой до прежнего уровня, смесь энергично перемешивают палочкой и дают отстояться 10 мин., затем вновь воду сливают через сифон.

Рис. 1.1. Лопастная мешалка

1-подставка; 2-вертикальная направляющая; 3-рычаг; 4-головка с электродвигателем; 5-тумблер; 6-вал; 7-прутки-лопатки; 8-лопасть.

 

Операция отстаивания и сливания повторяется затем с пятиминутным интер­валом до тех пор, пока вода над поверхностью песка станет совершенно прозрачной, что укажет на отсутствие в воде зерен с условным диаметром менее 0,022мм

Песок из банки переносят в фарфоровую чашку, из которой воду сливают, после осаждения зерен. Остаток воды удаляют высушиванием в сушильном шкафу (рис.2.2.) при температуре I05-II0⁰C. Просушенный до постоянной массы песок взвешивается с точностью 0,01г.

Относительную массу глинистых составляющих (Mг.с.) в песке определяют по формуле:

Mг.с. = ((mис - mос)/ mис) *100% (1.3),

где -mис- масса исходной навески песка(50гр),

-mос – масса остатка песка после осаждения и высушивания, гр.