Šablona: III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Vzdělávací materiál: Prezentace Určen pro: 2. ročník oboru Strojírenství a Ekonomika podnikání Vzdělávací oblast: Strojírenská technologie – Polotovary Název učebního materiálu: Formovací směsi Jméno autora: Ing. Miroslava Jeřichová Datum vytvoření: Reg.č. projektu: CZ.1.07/1.5.00/

Klíčová slova: ostřivo, pojivo, křemenný písek, bentonit, jíly, CT směsi, vodní sklo, pevnost, prodyšnost. Anotace: Prezentace je určena žákům 2. ročníku pro předmět Strojírenská technologie a Strojírenská výroba. Inovuje výuku použitím multimediálních pomůcek – prezentace. Metodické pokyny: Tento materiál uplatní učitel při výkladu dané látky, použité obrázky zvýší názornost výkladu. Prezentaci mohou žáci použít i v rámci samostatné domácí přípravy na výuku.

 Charakteristika  Vlastnosti formovací směsi  Ostřivo formovací směsi  Pojivo formovací směsi  Pomocné látky  Úprava formovací směsi

 Jedná se o upravené formovací látky pro výrobu netrvalých forem a jader  Musí projít tímto pochodem: 1. Příprava směsi, doprava a skladování výroba formy 2. Příprava jádrové směsi, doprava a skladování výroba jádra 3. Zakládání jader a složení formy, odlévání formy, ochlazení formy, oddělení směsi od odlitku regenerace směsi

 Cyklus, kterým směs prochází, můžeme rozdělit do dvou fází: 1. Zhotovení formy a jader, kde směs vystupuje jako materiál pomocí kterého se vytváří forma 2. Vzájemné působení formovací směsi na tekutý kov a tuhnoucí odlitek, kde směs je nástrojem  Na 1 tunu odlitků ze šedé litiny se spotřebuje 5 až 12 tun formovací směsi  50% zmetkových odlitků je zaviněno nevhodnou formovací směsí

 Homogenní směs  Dokonalá formovatelnost  Žáruvzdornost, minimální teplotní roztažnost  Dostatečná prodyšnost, malá plynotvornost  Tepelná a chemická stálost  Mechanická pevnost ve spěchovaném stavu a v zahřátém stavu  Směs se nemá lepit na model  Rozpadavost

 Má zrno velikosti větší než 0,02mm  Hlavní hmotnostní fáze směsi  Určuje většinu vlastností směsi, ty jsou dány chemickým a mineralogickým složením ostřiva a také tvarem a velikostí zrna  Nejpoužívanějším ostřivem je oxid křemičitý neboli křemenný písek, je nejrozšířenějším minerálem v přírodě  Má vhodnou zrnitost, je kyselé povahy, teplota tání 1700°C, je levný, snadno dostupný  Obsahuje minerály, které mohou mít negativní vliv na jakost odlitků např. slídy, uhličitany způsobují spékavost směsi. Obsah průvodních minerálů nemá překročit 3%

 Oxid křemičitý = křemenný písek, má 12 polymorfních forem křišťál

 Magnezit je ostřivo zásadité povahy, vyrábí se z horniny magnezit a obsahuje ještě vápenaté, křemičité a železité sloučeniny. Čistý magnezit je uhličitan hořečnatý, jeho teplota tání je 2800°C, používané ostřivo má teplotu tání kolem 2000°C  Použití – vyzdívka tavících pecí

 Šamot je vypálený žáruvzdorný jíl, který obsahuje nejméně 30% oxidu hlinitého, další složkou je oxid křemičitý a ostatní oxidy jsou znečišťující složky, šamot je neutrální povahy, teplota tání je kolem 1600°C, používá se pro výrobu forem těžkých ocelových odlitků, výroba šamotových cihel, vyzdívka pecí

 Olivín – minerál s podílem Mg, Fe, Si, vzniká krystalizací z magmatu, je neutrální povahy, teplota tání kolem 1900°C

 Mezi nekřemenné písky patří např. chromit. Chromitový písek je žáruvzdorný materiál, který se získává drcením chromitové rudy. Následně se odprašuje a třídí podle zrnitosti. Ve slévárenství je používán zejména vzhledem k vysoké odolnosti proti penetraci a zapékání. Chromitový písek se používá jako žáruvzdorné ostřivo pro jádrové a formovací tepelně namáhané směsi.

 Ve formovací směsi vytváří vazbu mezi jednotlivými zrny a tím zajišťuje soudržnost a vaznost směsi, a to již v syrovém stavu nebo po fyzikálním nebo chemickém zásahu z vnějšího prostředí  Druhy pojiv: 1) Jílová pojiva 2) Pojiva na bázi vodního skla 3) Pryskyřičná pojiva 4) Pojiva olejová 5) Jiná pojiva

 Nejpoužívanější  Mají vysokou bobtnatost, po spojení s vodou jsou plastickou hmotou, která po vypálení tuhne

 Nejznámější jsou: 1. Kaolinitické jíly-kaolinit je hlavní součástí kaolínu, je žáruvzdorný, plastický, naleziště- Karlovarsko, Kadaň, Podbořansko 2. Illitické jíly- jsou slídové jíly, nejhlavnější je glaukonit, je to železnato-železitý jíl, plastický s vysokou vazností 3. Montmorillonitické jíly-montmorillonit je hlavním minerálem horniny zvané bentonit, který vznikl zvětráním sopečných hornin jako čediče a hlavně jejich popela tzv. tufů. Je různobarevný např. žlutý, červený, šedý a na omak mastný, plastický, s vysokou vazností

 Vysoká vaznost bentonitu umožňuje snížit jejich obsah až 3x proti jílům jiných druhů tzn. i nízký obsah vody ve formovací směsi, to umožňuje odlévání forem na syrovo  První české ložisko bylo nalezeno v Braňanech u Mostu v roce 1941  Současné lokality těžby: Rokle u Kadaně, Mostecko, Karlovarsko  Hlavní firma zabývající se těžbou je KERAMOST

 Vodní sklo je v podstatě roztok, jehož složení je vyjádřené modulem oxidu křemičitého a oxidu sodného. Vodní sklo sodné je pojivo vhodné pro výrobu forem a jader. Lze použít pro odlévání železných i neželezných kovů.  Přednosti:  Nízká křehkost a drobivost vytvrzené směsi  Dobrá rozpadavost forem  Vysoká pevnost forem po vytvrzení a po jejich skladování  Dobrá tekutost směsí  Dobrá rozebíratelnost forem

 Jsou směsi obsahující 89% křemenného písku, 5% žáruvzdorné hlíny, 5% vodního skla, 1% mazutu  Forma vyrobená z této směsi se vytvrzuje profukováním oxidem uhličitým, který s vodním sklem reaguje tak, že kapalný roztok přechází až v pevnou směs, která pevně spojuje jednotlivá zrnka písku  Nevýhoda: špatná rozpadavost směsi po odlití

 Jsou organického původu, nejvhodnější pryskyřice: fenolformaldehydová, močovinoformaldehydová, furanová, kombinované  Vytvrzují se za tepla i za studena  Formovací směsi s tímto pojivem se používají pro výrobu forem a jader: 1. Výroba skořepin 2. Vstřikování do horkých jaderníků-Hot Box 3. Samovolné vytvrzování za studena s přísadou kyselých katalyzátorů

 Směsi jsou za syrova v podstatě nevazné a jádra z nich vyráběná musí být zajištěna proti deformaci vlastní hmotností tvarovými podložkami  Zvýšení vaznosti a samonosnosti jader lze dosáhnout přidáním např. pryskyřic  Jádra vyrobená z této směsi se musí sušit při teplotě 230°C až 250°C

 Pojiva cementová - patří k nejstarším pojivům  Mají schopnost přecházet ze stavu plastického do pevné hmoty  Výhody: dostatečné množství zákl. surovin, snadné vytloukání směsi po odlití, velmi dobrá kvalita povrchu odlitku, menší pracnost při čištění

 Slévačský prášek (např. uhelný prach) - zabraňuje nalepování formovacího materiálu na model a na jaderník  dělící prášek (např. mletý křemičitý písek) – používá se k posypání dělící roviny, aby se při formování nepřilepil horní díl formy na spodní díl formy  barviva (např. grafit) – zvyšují žáruvzdornost formy a používají se na vyspravování spár a otvorů vzniklých sušením formy, pro zvýšení žáruvzdornosti se barvou také natírají jádra – na povrchu jsou vystavena přímému působení horkého kovu

 Požadované vlastnosti formovacích materiálů se dosahují vhodnou úpravou v úpravnách písku. Upravuje se písek nový i opotřebený (starý/vratný)  Nový písek se prosívá, drtí, suší a ochlazuje.  Vratný písek je dopravován pásem do úpravny od vytloukacích roštů, na nichž je písek po odlití přímo vytloukán z forem. Písek je upraven odlučováním kovových částic, drcením a prosíváním.  Formovací materiály pak upravujeme mícháním nového a vratného písku přidáváním přísad, vlhčením a provzdušněním.

 Pro výrobu forem se používá písků: 1. Modelového – pěchuje se přímo na model, vytváří líc formy a jedná se o nový písek 2. Výplňového – slouží k vyplnění zbylého prostoru ve formovacím rámu, jedná se o starý regenerovaný písek

Úpravna formovací směsi

Mísič formovací směsi

Vibrační mlýn – určený pro drcení hrud a jader Vibrofluidní chladnička- zajišťuje homogenizaci a chlazení směsi

Vytloukací rošt stacionární – oddělí odlitky od formovací směsi

 Hluchý M. a kolektiv: Polotovary a jejich technologičnost Praha 1977 čj SNTL  Doubravský M., Macášek I., Macháček Z., Žák J.Technologie slévání, tváření a svařování VUT Brno 1985 Zdroje obrázků: DESCOUENS. [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: WING-CHI POON. [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: AUTOR NEUVEDEN. [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: DESCOUENS. [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: SEBASTIAN SOCHA. [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: AUTOR NEUVEDEN. [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: AUTOR NEUVEDEN. [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: content/themes/wpremix3/images/t10.png, AUTOR NEUVEDEN. [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: AUTOR NEUVEDEN. [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: AUTOR NEUVEDEN. [online]. [cit ]. Dostupný na WWW:

AUTOR NEUVEDEN. [online]. [cit ]. Dostupný na WWW: