Бинокулярный метод контроля свойств формовочной смеси

Немного истории. В феврале 1982 года Саранский «Центролит» поставил в трудное положение часть автомобильных заводов из-за большого брака отливок по пригару.

Для оказания помощи на завод была направлена большая группа специалистов других предприятий, однако, кроме использования мелкого песка, предложение заводских специалистов, других мнений не было. Пригар бушевал месяц.

Один из чиновников сказал: «Вы должны научиться работать на всем. И это явилось отправной точкой».

В основном брак шел в одном из 4-х литейных цехов завода. Пригар был на 2-х линиях, выпускающих средний развес отливок до 15-20 кг, крупные барабаны и отливки «Дизаматика» имели поверхности удовлетворительного качества.

Цех был пущен в 1975 г. и имел 3 АФЛ. Кюнкель-Вагнер с размером опок 1150х7540х300х300 и одну Дизу 2013 с размером кома 480х600. С момента пуска АФЛ началась борьба с пригаром. Брак по пригару, в пределах 10-15 % был крайне нестабилен при одних и тех же показателях формовочной смеси. Он был и было хорошее литье.

После такого нашествия пригара нестабильное положение сохранилось, внося нервозность и неуверенность в работу.

Мы знали, что на УАЗе производят рассев готовой смеси, но как использовать полученные результаты нам не объяснили, сославшись – так делает ВАЗ.

Мы начали делать рассев смеси и сравнивать с рассевом применяемого песка. Была выявлена закономерность – как только количество песка на 04 063 ситах возрастало до определенных значений, появлялся пригар, если рассев смеси по своему зерновому составу приближался к зерновому составу песка, возникали ужимины. Вот на таких «качелях» мы и работали. Заглянув в микроскоп мы увидели, что если в рассеве песка все зерна по одиночке, то в рассеве формовочной смеси зерна имеют оболочку, на отдельных зернах оболочка отсутствует, присутствуют «гроздья», т.е.несколько связанных (слипшихся) друг с другом зерен, образуя «гроздья», которые изменяют зерновой состав смеси по сравнению с применяемым песком.

После этого мы стали кроме рассева смотреть в микроскоп. Мы применяли на освежение песок Бурцевского месторождения старой марки 016А и на изготовление стержней применялся обогащенный песок марки 02 ГОК Балашейка.

Сущность бинокулярного метода заключается в следующем: формовочная смесь для анализа рассыпается на лист слоем 10-15 мм и высушивается естественной сушкой в течение 2-х часов. Затем берется стандартная навеска 50 гр. И рассеивается на стандартных ситах в течение 5-10 минут. По окончании рассева остатки на ситах взвешиваются и результаты записываются в журнал. Остатки сит 02, 0315 и 04 если применяется 02 песок и 0315, 04, 063 если применяется 0315 песок, откладываются для анализа.

Для анализа мы применяли бинокулярный микроскоп МБС -8Лыткаринского завода, можно использовать любой микроскоп, имеющий увеличение 10-30 раз. На белый лист бумаги рассеивается равномерно один слой песка и под микроскопом определяют процент «гроздьев» относительно отдельных зерен и количество необволоченных зерен песка, размер глинистой оболочки на зернах. Результаты записываются в журнал отдельно по каждому из 3-х сит. В зависимости от количества «гроздьев», необволоченных зерен и глинистой оболочки на зернах песка формовочную смесь разделили на 6 типов:

1.Формовочная смесь, имеющая до 30 % «гроздьев». Все зерна покрыты тонкой равномерной глинистой оболочкой;

2.Формовочная смесь, имеющая от 30 до 60 % «гроздьев», зерна песка покрыты неравномерной глинистой оболочкой;

3.Формовочная смесь, имеющая более 60 % «гроздьев» глинистая оболочка толстая.

4. Формовочная смесь, имеющая до 30 % «гроздьев». Глинистая оболочка толстая и неравномерная.

5. формовочная смесь не имеет связных зерен.

6.Формовочная смесь имеет свыше 30 % «гроздьев» и не покрытые глинистой оболочкой зерна.

Смесь № 1 – это смесь с оптимальным содержанием связующего вводимого в сухом виде, имеет минимальные потери горелой смеси на выбивной решетке. Отливки имеют хорошую размерную точность, пригар отсутствует, нет других поверхностных дефектов.

Смесь № 2 – получается при суспензионном вводе связующего. Отливки удовлетворительного качества. Качество поверхности ниже, чем на смеси

№ 1.

Смесь № 3 – отливки получаются с пригаром или на грани пригара. Эта смесь применяется в большинстве литейных цехов страны.

Смесь № 4 - такую смесь можно получить только на бегунах миксерного типа. При такой толстой оболочке количество связных зерен должно быть более 60 %. Уменьшение количества «гроздьев» улучшает шероховатость и снижает, но не устраняет пригар. Нужна оптимальная толщина оболочки на зерне.

Смесь № 5 – заниженное глиносодержание вызывает массовые ужимины.

Смесь № 6 – также характерна для большого количества литейных цехов. Она указывает наибольшие потери формовочной смеси и большое, более 5 % освежение. Недостаточное перемешивание. Такая смесь приводит к порывам, ужиминам, пригару, требуется увеличенное количество связующего.

Многолетние наблюдения позволили сделать следующие выводы:

1.Каждому типу формовочной смеси соответствуют свои дефекты отливок;

2.Тип смеси зависит от применяемого смесеприготовительного оборудования, способа ввода глинистой составляющей, от технологической точности смесеприготовительной системы;

3.Каждому типу формовочной смеси соответствуют свои, визуально наблюдаемые особенности (плотность упаковки зерен по линии разъема формы, просыпаемость смеси через выбивную решетку, цвет выбиваемых отливок и т.д.);

4.сформулировать требования к связующему. Глина должна иметь наибольшую коллоидальность, т.к. с понижением коллоидальности требуется увеличивать глиносодержание для поддержания оптимального уровня покрытия зерен песка глиной и количества «гроздьев».

5.Размерная точность отливок зависит на 15-20 % от применяемого способа уплотнения, а остальные 80 % приходятся на качество покрытия зерен песка оболочкой глины и оптимальный размер опоки. Чем больше размер опоки, тем выше требования к зерновому составу смеси, а это можно определить только с помощью микроскопа.

6.Сузить количество контролируемых параметров и по новому сформулировать требования к смеси.

Необходимо контролировать: бинокулярный метод-анализ должен делать инженер-технолог 1-2 раза в смену, общее глиносодержание 2 раза в неделю, и самое главное, стабильность влажности. Подача воды (суспензии) «на глаз» не дает возможности получать формовочную смесь стабильной влажности, необходима автоматика контроля влажности. Сырая прочность – это косвенный показатель влажности 1 раз в 1-2 часа. Зерновой состав песка (стабильность во времени) сухой остаток глинистой суспензии, коллоидальность глины. Например, газопроницаемость сырой формовочной смеси не отражает ее действительности, т.к. газопроницаемость мокрого слоя в зависимости от глиносодержания падает до нуля.

7.Контроль глинистой оболочки – это показатель распределения глины в смеси и качества перемешивания, все применяемые анализы, а их более 10, показывают косвенное представление о качестве смеси.

8.Использование жидких добавок в смесь; стержневые крепители, мазут и т.д. увеличивают количество «гроздьев», особенно когда формовочная смесь холодная.

Несмотря на возможность эффективно управлять качеством смесеприготовления данный метод не востребован, причины этого следующие:

1.Отсутствует заказчик (хозяин).

2.Низкая квалификация инженеров-технологов и лабораторий в литейных цехах.

3.Технологи и лаборатории делают только анализы и не учитывают требования отливок, не увязывают с имеющейся технологической цепочкой смесеприготовления.

Благодаря данному методу инженер- технолог смесеприготовительного отделения уже через полгода успешно поддерживает стабильность технологического процесса, а это, в первую очередь, стабильное получение качественных отливок.

Зам.начальника ТУ И.А. Мухоморов

Поиск по сайту: