652-3023/01 – Formovací směsi (FS)
| Garantující katedra | Katedra metalurgických technologií | Kredity | 6 |
| Garant předmětu | doc. Ing. Petr Lichý, Ph.D. | Garant verze předmětu | doc. Ing. Petr Lichý, Ph.D. |
| Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | povinný |
| Ročník | 1 | Semestr | letní |
| | Jazyk výuky | čeština |
| Rok zavedení | 2022/2023 | Rok zrušení | |
| Určeno pro fakulty | FMT | Určeno pro typy studia | navazující magisterské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Získané znalosti:
- student bude mít přehled o základních technologiích výroby forem a jader včetně vývojových trendů
- student bude schopen provést základní testování formovacích a jádrových směsí
- na základě odlévané slitiny bude student schopen predikovat optimální formovací směs pro výrobu odlitku
Získané dovednosti:
- student bude umět využít svých znalostí k rozhodnutí o vhodnosti použití dané formovací směsi s ohledem na interakci ostřivo pojivo
- student bude umět aplikovat své teoretické poznatky k návrhům úprav technologie přípravy a použití materiálů pro výrobu forem a jader
Vyučovací metody
Přednášky
Individuální konzultace
Cvičení (v učebně)
Anotace
Předmět je zaměřen na teoretické a praktické aspekty přípravy, výroby a použití formovacích směsí pro přípravu jader a forem. Pozornost je dále věnována vzájemným interakcím jednotlivých komponent formovacích směsí a vývojovým trendům Jsou zde rovněž prezentovány základní způsoby testování kvality formovacích směsí.
Povinná literatura:
Doporučená literatura:
Další studijní materiály
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
E-learning
http://www.fmmi.vsb.cz/cs/urceno-pro/studenty/podklady-ke-studiu/studijni-opory
Další požadavky na studenta
Vypracování laboratorních protokolů a absolvování zápočtového testu
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
1. Křemenná ostřiva, chemické, mineralogické, granulometrické hodnocení, log W – kritérium zrnitosti, optimální poměr dvou frakcí. Modifikační změny SiO2, mikrodilatace ostřiva a makrodilatace pojiva, vady způsobené z bržděné tepelné dilatace (zálupy, výronky). Cristobalitická expanze, podmínky vzniku (mineralizace), vliv expanze na rozměrové přesnosti odlitků, rozpadavost směsí s alkalickými silikáty. Hranatost ostřiva, hodnocení, vliv na fyzikální vlastnosti směsi, volba pojiva.
2. Umělá nekřemenná ostřiva, kovová a nekovová ostřiva. Chromitová ostřiva, charakteristika, kritická koncentrace oxidů (CaO, SiO2), změny povrchu zrn po tepelné expozici, výběr vhodného pojiva pro dané ostřivo.
3. Nekřemenná ostřiva. Rozdělení, obecná charakteristika a možnosti jejich použití. Struktura formovací směsi. Pórovitost a prodyšnost formovací směsi.
4. Prodyšnost formovacích směsí, propustnost formy a změny s teplotou. Ovlivnění prodyšnosti ostřivy, vliv zhuštění a prachových podílů. Tepelně-fyzikální vlastnosti slévárenské formy. Tepelná vodivost, metodika měření. Součinitel tepelné akumulace, konstanta tuhnutí a výpočet doby tuhnutí (Chvorinův vztah).
5. Druhy povrchů ostřiv, měření a význam (teoretický, vnější, efektivní, celkový) Aktivace povrchu SiO2, způsoby a význam aktivace. Regenerace ostřiv, způsoby, postupy. Kontrola jakosti směsí s vodním sklem a umělými pryskyřicemi, netradiční postupy regenerace.
6. Vaznost vlhkých písků, adhézní-kohézní síly pojiv. Vliv obsahu pojiva na destrukci směsí. Aktivace umělých pryskyřic cestou silanizace, účinek silanizace za použití ostřiv různé povrchové kvality (regeneráty). Struktura a vlastnosti jílových pojiv (aluminosilikáty). Jíly v přírodních píscích, jíly montmorillonitického typu. Funkce vody v jílových minerálech, druhy vod, stanovení optimální vlhkosti. Interakce voda – jíl.
7. Vlastnosti bentonitových směsí, tepelná degradace. Iontová výměna v bentonitech, mechanismus a chemismus natrifikace, přínosy a nedostatky. Jednotné bentonitové směsi (JBS) a řízení jejich vlastností. Oolitizace, měření stupně oolitizace, přínosy a nedostatky.
8. Fyzikálně-chemické parametry hodnocení kvality JBS. Uhlíkatá aditiva, pyrolýza uhlí a vznik pyrolýzního uhlíku (PC). Funkce polokoksu, lesklého (LC) a amorfního(AC) uhlíku. Stanovení PC dle I. Bindernagel, teorie LC. Optimální koncentrace PC ve směsi, vady z přebytku a nedostatku PC.
9. Alkalické silikáty, výroba vodního skla, koagulační práh, modul, hustota. Technologie na bázi vodního skla. Reversibilní a ireversibilní postupy vytvrzování alkalických silikátů. Struktura koloidních roztoků, proces gelace, ST – směsi s esterovými tvrdidly. Chemizace výroby forem a jader. Pojiva II. generace - alkalické silikáty, základní charakteristika. Metody a principy vytvrzování alkalických silikátů. Rozpadavost směsí s vodním sklem, fyzikálně – chemické procesy tvorby zbytkových pevnsotí, řešení rozpadavosti.
10. Regenerace směsí s alkalickými silikáty, kritéria kvality regenerátu (Na2O celkové, rozpustné, kritická koncentrace octanů) a a jejich dopad na technologické vlastnsoti směsí. Renezance směsí na bázi alkalických silikátů (technologie Cordis, AWB, Clean Část, INOTEC). Technologie přípravy, výroby a využití solných jader. Přehled pojiv na bázi fenol-formaldehydových pryskyřic, základní dělení technologií dle způsobu přípravy (C- metoda, HOT-BOX, COLD-BOX resol).
11. Příprava obalených směsí, výroba skořepin, vady skořepin, regenerace ostřiva, kombinace s formami z JBS. Vývojové trendy. Technologie HOT-BOX a její vývojové trendy (HB Plus, Warm-Box, Thermošok). Technologie PUR COLD-BOX. Fyzikálně chemický proces vytvrzování. Volba křemenného ostřiva, vliv vlhkosti (rozklad izokyanátu). Druhy terciálních aminů. Rozpadavost a regenerace směsí.
12. Přednosti a nevýhody technologií Alpha a Beta SET, PEP – SET. Principy vytvrzování, regenerace ostřiv. Chemie furanových pojiv. Druhy pojiv pro ocelové a litinové odlitky (dusíkové bodliny). Význam furfurylalkoholu v pojivech. Role vody v pojivu a ve formách (polykondenzační reakce vytvrzování). Technologie na bázi furanových pojiv (HOT-BOX, SO2 – proces, ST – směsi). Přednosti a nedostatky. Regenerace ostřiv. Principy SO2 – procesu.
13. ST – furanové směsi. Druhy kyselých katalyzátorů. Vliv teploty komponentů na průběh a rychlost reakcí. Regenerace s využitím magnetické vícestupňové separace. Kvalita chromitového regenerátu. Princip vytvrzování technologie CO2 – resol. Srovnání s technologií CO2 – vodní sklo. Přednosti a nedostatky. Sacharidová pojiva a přísady do jednotných bentonitových směsí.
14. Pojivové soustavy III. generace. Magnetická forma, princip, použití výhody a nevýhody technologie. Vakuová metoda, princip, použití výhody a nevýhody technologie. EFF-SET proces, princip, použití výhody a nevýhody technologie, kryogenní kapaliny. Technologie plné formy, LOST FOAM, Replicast, materiály modelů, princip, použití výhody a nevýhody technologie. Povrchová ochrana forem a jader. Postřiky, námazky, nátěry. Pojiva IV. generace, geopolymery.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky