Песок-идеальная среда для отливки жидкого металла в желаемую форму. Сначала подходящий песок смешивают со связующим (например, смолами) и прессуют в нужную форму машиной. Этот песчаный стержень определяет структуру будущей заготовки (Рис. 2). Жидкий металл отливается в форму и после того, как заготовка полностью затвердеет, ее освобождают от песка. Песок может быть переработан и использован для новых форм, удалив остатки связующего. Для этого применения необходимо использовать высококачественный песок, представляющий собой почти чистый кварц (SiO2), чтобы предотвратить реакции между пресс-формой и жидким металлом. Кроме того, песок должен обладать хорошей газопроницаемостью и низкой сжимаемостью. Размер зерна тщательно контролируется, так как он оказывает влияние на структуру поверхности литой детали, которая будет слишком грубой, если размер частиц слишком велик. Литейные пески обычно имеют распределение по размерам от 0,1 мм до 0,8 мм со средним размером от 0,2 мм до 0,45 мм. Стандартным параметром для выражения размера формовочных песков является число тонкости AFS (AFS = Американское общество литейщиков). Это число вычисляется из распределения размеров, которое определяется стандартными ситами ASTM. Каждая фракция умножается на весовой коэффициент, результаты складываются и делятся на 100. Обратите внимание, что результирующее число AFS становится больше по мере уменьшения среднего размера. Число AFS считается пропорциональным количеству зерен на единицу веса.
Расчет числа AFS. Обратите внимание, что число AFS может быть вычислено только в том случае, если были использованы правильные классы размеров. Выбранные сита должны быть непрерывным подмножеством серии сит ASTM mesh.
Формовочный песок, песчаный сердечник и литая деталь
Динамический цифровой анализатор изображений CAMSIZER P4 определяет размер и форму частиц в диапазоне от 20 мкм до 30 мм и поэтому идеально подходит для рутинного анализа литейного песка. Исследуемые частицы перемещаются по вибрационному желобу в зону измерения, где они в свободном падении проходят мимо плоского источника света. Полученные теневые проекции фиксируются системой камер и оцениваются в режиме реального времени. Это позволяет одновременно измерять несколько параметров размера и формы, таких как ширина, длина, диаметр равной площади, соотношение сторон, округлость, компактность и многое другое. Огромным преимуществом такого устройства является огромное количество образцов, которые могут быть обработаны за очень короткое время анализа-всего несколько минут. В CASMIZER Р4 может обрабатывать до 60 изображений в секунду, а общее время анализа составляет, как правило, менее чем за три минуты. Поскольку CAMSIZER P4 не требует технического обслуживания, он является более быстрой и надежной альтернативой традиционному ситовому анализу. CAMSIZER P4 имеет прочную конструкцию и невосприимчив к вибрации и пыли. Таким образом, прибор может работать как на промышленном предприятии, так и в лабораторных условиях.
В этом примере мы представляем результаты анализа размера частиц с помощью CAMSIZER P4 нового формовочного песка, а также переработанного песка. На рис. 5 показано распределение q3 (частотное распределение) образцов. Все три различных типа “нового песка” имеют очень узкое распределение, то есть все частицы очень похожи по размеру. Используемый песок показывает широкое распределение со значительным процентом мелких частиц, которые являются остатками горения связующего. Этот материал не может быть использован снова, так как мелкие частицы уменьшают пористость, так что дымовые газы не могут должным образом выйти во время следующего процесса литья. Поэтому использованный песок перерабатывается, доводится до кондиционного состояния и смешивается с новым песком. Это позволяет максимально снизить расход нового песка. Рассев является традиционным методом определения гранулометрического состава формовочного песка. Это дешевый и простой метод, однако он имеет ограниченное разрешение, отнимает много времени, трудоемок и подвержен человеческим ошибкам. CAMSIZER P4 обеспечивает быстрые, полностью автоматизированные измерения и идеальное совпадение с результатом традиционного ситового анализа (Рис. 6). Естественно, программное обеспечение вычислит число AFS в соответствии с Рис. 1.
CAMSIZER P4 результат анализа трех различных образцов нового песка (синий), использованного песка (зеленый) и переработанного песка (красный)
CAMSIZER P4 результат двух образцов песка (красный/ синий) c кумулятивным распределением (Q3). Черные звездочки представляют соответствующие данные ситового анализа.
CAMSIZER P4 идеально подходит для измерения формовочного песка. Новый песок и переработанный песок можно охарактеризовать с высочайшей точностью и в течение нескольких минут. Это гарантирует высокую пропускную способность выборки, снижение рабочей нагрузки и более быстрое время анализа. Согласие результатов с традиционным ситовым анализом может быть легко установлено, так что все технические характеристики продукта могут оставаться неизменными. CAMSIZER P4 также может быть оснащен Автосамплером (Рис. 7), который позволит проводить последовательный анализ до 12 образцов. Автосамплер также может работать в режиме ожидания и автоматически начинать измерение, как только засыпается новый образец.
CAMSIZER P4 с Автосамплером