انواع مختلفی از خاك در جهان وجود دارند كه بسیاری از آنها در صنعت ریخته گری آزمایش شده اند اما سه نوع اصلی كه در این صنعت بكار می روند شامل كائولن (خاك نسوزط)، مونت موریلونیت (بنتونیت) و ایلیت می باشند مونت موریلونیت مهم ترین كانی بنتونیت بود9 كه از یك ساختار سه لایه صفحه ای تشكیل شده است

صنعت ریخته گری

انواع مختلفی از خاك در جهان وجود دارند كه بسیاری از آنها  در صنعت ریخته گری آزمایش شده اند اما سه نوع اصلی كه در این صنعت بكار می روند شامل كائولن (خاك نسوزط)، مونت موریلونیت (بنتونیت) و ایلیت می باشند. مونت موریلونیت مهم ترین كانی بنتونیت بود9 كه از یك ساختار سه لایه صفحه ای تشكیل شده است. 2 لایه از تتراهدلا سیلیسییم – اكسیژن و یك لایه دی اكتاهدرال یا تری اكتاهدرال هیدوكسیل آلومینیم (گیبسیت). لایه میانی‌ آلومینیوم از اكتاهدرالی با یك اتم آهن كه توسط شش واحد  هیدلوكسیل محاصره شده تشكیل گردیده است. به شكلهای 1 و 2 مراجعه كنید.

خاك های سدیمی، كلسیمی . و بنتونیت های فعال شده دراین خانواده قرار گرفته و به میزان فراوانی در صنعت ریختهگری استفاده می شوند. كائولن از دو لایه ساختاری تشكیل  شده است یك لایه اكتاهیدال آلومینیم و یك لایه تتراهیدال الومینیم و یك لایه تتراهدرال سیلیسیم. لایه سیلیسیم از یك اتم سیلیسیم و 4 اتم اكسیژت تشكیل شده است.

خاك نسوز، خاك چینی، كائولینیت  و خاك رس دراین خانواده قرار می گیرد. در صنایع مدرن بریخته گری بندرت از این خاكها استفاده می‌شود.

ایلیت خاكی با نسوزندگی ضعیف است. این خاك غالبا در ماسه های طبیعی دیده شده اما در ماسه های مصنوعی هیچگاه افزوده نمی‌شود.

مونت موریلونیت دارای یك صفحه میانی هیدروكسیل آلومینیوم است كه بین دو لایه اكسید سیلیسیم آلومینیم است كه بین دو لایه اكسید سیلیسیم قرار گرفته است. بخشی از آلومینیم  توسط منیزیم جانشین شده كه یك حالت عدم تعادلی یونی را به وجود می آورد.  تعادل یونی را می توان با افزودن سدیم، كلسیم یا منیزیم بدتس آورد كه این عمل تبادل یونی نامیده می‌شود.

در صنایع جدید ریخته گری ، برخی خاكهای مورد استفاده از نوع تبادل یونی (فعال شده)  هستند. دو نوع مونت موریلونیت مهم كه در آن صنعت ریخته گری بكار می‌روند عبارتند از :

الف) بنتونیت سدیم كه با خاصیت تورم زیاد شناخته می‌شود.

ب) بنتونیت كلسیمی كه تورم پذیری كلسیمی هستند كه با نمكهای سدیم نظیر كربنات سدیم فرآوری شده تاند تا خواص خاك بهبود یابد.این فعال سازی بودن آنكه باعث كاهش استحكام خشك گردد، موجب بهبود پایداری خواص شده و عیوب ناشی از انبساط را كاهش می دهد.

عمل فعال سازی می‌تواند به صورت «تر» یا «خشك» انجام شود  اما نتایج بررسیها نشان می دهند كه فعال سازی «تر» خواص بهتری را بدست می دهد.

بنتونیت های سدیمی، كلسیمی و خاك های تبادل بودن كره، هر یك خواص منسبی دارند. انتخاب نوع خاك به خواص مورد نیاز و مسائل اقتصادی ازتباط دارد. در صنعت ریخته گری فولاد، برای ریخته گری  چدن و فلزات غیر آهنی درماسه‌تر معمولاً از بنتونیت كلسیمی یا بنتونیت فعال شده یا مخلوطی از ینتونیت سدیمی/كلسیمی استفاده می‌شود. هر كارخانه ریته گری باید نیازمندیهای خود را شندهته و بر آن اساس نوع خاك مناسب را انتخاب كند. ازیك خاك یا مخلوطی از خاك ها  می توان در اغلب موارد برای دست یابی به خواص مورد نظر استفاده كرد. در فرآیندهای قالب گیری ماشینی با فشار بالا، این انتخاب اهمیت بیشتری داشته و معمولاً برای بهبود عملكرد، افزودنی دیگرنیز به ماسه اضافه می شوند.

مقاله 2: چسب های زرین نوع فوران ابتدا در سال 1958 به عنوان سیستم =سب فوران بدون پخت اسید كاتالیز شده معرفی شدند. دو سال بعد صنعت اتومایتو این رزین ‌ها را اصلاح كرد تا به كاتالیزورهای نمكی اسید عمل كنند تا در ماهیچه های Hotbox استفاده شود سپس در اوایل دهه 80 (زرین های فوران به عنوان بزرگترین سیستم  فروش بدون پخت تبدیل شدند.

چسب های فوران بدون پخت (سردگیر ) در تهیه قالبهای ماسه ای در ریخته گری قطعات چدنی و فولادی كاربرد زیادی پیدا كرده اند. در این پژوهش متغیرها موثر در سخت شدن چسب شامل:  درصد كاتالیست، رطوبت ماسه، اثر دمای محیط و فاصله زمانی بین سنجش استحام و زمان قالبگیری مورد بررسی قرار گرفته است. نهایتا شرایط بهینه قالب گیری چسب فوران با كاتالیست اسیدتولوئن سولفونیك به دست آمد. در این شرایط استحكام فشاری ماسه برابر  400، عبود گاز آن AFS 130، وز مان عمر مفید این ماسه برابر 20 دقیقه تعیین گردید.

چسب های فوارن بدون پخت (سردگیر) ر تهیه قالب های ماسه ایدر ریخته‌گری قطعات چدنی فولادی كاربرد زیادی پیدا كرده اند. سیستم چسبهای فورانی بدون پخت (No- boke) دراواخر سال 1950 به صنعت ریخته گری معرفی شد  و از سال 1960 تاكنون به طور گسترده ای در صنایع ریخته گری كشورهای جهان استفاده می‌شود. پایه چسبهای فورانی. الكل فورقوریل با فرمول شیمیایی C₄H₃OCH₂OH است كه از فورفورال تهیه می‌شود. فورفورال نیز خود از ت0حول بقایای محصولات غذاییی همچون غلات،  پوست جو ، تفاله نیشكر و غیره بدست می آید. درجه چسب فوران با استفادهاز مقدار آب و نیتروژن و میزان فورفوریل الكل پایین برای ریخته گری و ماهیچه سازی چدن و آلیاژهای كم و یا بع عبارتی با فورفوریل الكل زیاد برای ریخته گری و ماهیچه سازی قطعات فولادی بكار برده می شوند. یكی از انواع خاص چسبهایفورانی سردگیر چسبهای بدون نیتروژن است. وجود نیتروژن باعث افزایش طول مدت نگهداری چسب می‌شود. وجود نیتروژن باعث افزایش طول مدت نگهداری چسب می‌شود ولی از طرفی وجود آن در بسیاری از موارد با تشكیل گاز، باعث ایجاد عیوب ریخته گری می‌شود كه اغلب از نوع تخلخل و حفره ای بوده و خطرناك می باشند. نیتروژن همچنین ممكن است تخلخل های زیر سطحی ایجاد كند. برای بكار بدن این چسب در قالب گیری، ابتدا ماسه را با یك كاتالیست یا سخت كننده مخلوط می كنند و سپس چسب فوران را را آن مخلوط می نمایند. انواع كاتالیستهای معمول این چسب به ترتیب افزایش واكنش دهندگی عبارتند از: اسید فسفریك و یا مخلوطی از اسید فسفریك و اسید سولفوریك، آریل سولفونیكها مثل اسید تولئون سفلونیك(TSA) با فرمول شیمیای CH₃So₃H و اسید بنزن سولفونیك (‌BSA) با فرمول SO_­3 H  اسید فسفریك ضعیف تین اسید بین اسیدهی مذكوراست.

معمولاً مقداراسید فسفریك  لازم جهت افزودن به مخلوط حدود 40 الی 60 درصد وزنی چسب فوران می باشد. بعد از اسید فسفریك امروزه بیشتر از اسیدها آروماتیك TSA و پس از آن BSA  كه قوی تر است  استفاده می‌شود. معمولاً وقتی كه ماسه مصرف شده (غیر تازه) باشد یا حالت قلیایی داشته باشد استفاده از BAS  مطلوب تر است. افزودن این دواسیددرحدود 20 الی 25 درصد چسب به مخلطو كاسه كافی است. به طول كلی مكانیزم سخت شده چسب در چسبهای سرد فورانی كه با اسید سخت می شوند به صورت پلبیمریزاسیوناست. در واقع با وجود یك اسید قوی، زنجییزه های الكل فورفرویل به صورت فیلمی ذرات ماسه را می پوشاند و باعث چسبیدن این ذرات ب9ه هم می شوند. واكنش پلیمریزاسیون این چسب از نوع تراكمی است و محصول جنبی داشته و به صورت زیر می باشد.

جهت دریافت فایل  صنعت ریخته گریلطفا آن را خریداری نمایید