23. Peitosteet. Raimo Keskinen Pekka Niemi - Tampereen ammattiopisto



Samankaltaiset tiedostot
Peitostaminen. ValuAtlas Valimotekniikan perusteet Seija Meskanen. Seija Meskanen, Teknillinen korkeakoulu

11. Muotin peitostus. Pekka Niemi Tampereen ammattiopisto

20. Kaavaushiekkojen lisäaineet

19. Kylmänä kovettuvat hiekat, kovettumisreaktio

8. Muottihiekat. Raimo Keskinen, Pekka Niemi Tampereen ammattiopisto. Valulämpötiloja:

24. Keraamihiekat. Raimo Keskinen Pekka Niemi - Tampereen ammattiopisto

14. Muotin kaasukanavat

47. Kuumalaatikko- eli hot-box-menetelmä

13. Savisideaineet. Raimo Keskinen Pekka Niemi - Tampereen ammattiopisto

17. Tulenkestävät aineet

Myös hiekan sideaine vaikuttaa sullonnan määrään. Hartsisideainehiekkojen sullontatarve on huomattavasti vähäisempi kuin bentoniittihiekkojen.

3. Muotinvalmistuksen periaate

29. Annossekoittimet Kollerisekoitin. Raimo Keskinen Pekka Niemi - Tampereen ammattiopisto

15. Kemiallisesti kovettuvat epäorgaaniset sideaineet

23. Yleistä valumalleista

Kuumana kovettuvat hiekkaseokset

18. Muotin täyttöjärjestelmä

37. Keernalaatikoiden irto-osat

2. Valukappaleiden suunnittelu mallikustannusten kannalta

Kuva 104. Kehysten muotoilu. Kuva 105. Kehässä hiekkalistat

12. Erilaiset liitoskohdat ja risteykset

7. Valukappaleiden suunnittelu keernojen käytön kannalta

20. Valukappaleen hyötysuhde eli saanto

10. Muotin viimeistely

19. Muotin syöttöjärjestelmä

13. Sulan metallin nostovoima

32. Kaavaushiekan elvytys

5. Sähköuunit. 5.1 Sähköuunien panostus Tyypillisiä panosraaka-aineita. Raimo Keskinen Pekka Niemi - Tampereen ammattiopisto

3D TULOSTUS HIEKKATULOSTUS

Vastusupokasuuneissa irrallinen upokas on sijoitettu ylhäältä avonaiseen uunipesään, jonka seinämillä ovat sähkövastukset.

2. Käsinkaavaustapahtuma tuorehiekkaan

9. Hiekkojen raekoko ja raejakauma

Testimenetelmät: SFS-EN ja

33. Valimohiekkojen kuljetuslaitteet

3. Valukappaleiden suunnittelu kaavauksen kannalta

Monilla valukappaleilla on luonnollinen päästö, toisin sanoen kappaleen oma muoto muodostaa päästön.

15. Sulan metallin lämpötilan mittaus

TALVIBETONOINTI

LEIMASINBETONI. Maaliskuu 2011 SEMTU OY Puh mailbox@semtu.fi PL 124, KERAVA Fax

VALIMOTYÖ: MALLIVEISTÄMÖT, HIEKANVALMISTUS, KEERNANTEKO, KAAVAUS. Tiivistelmä

ValuAtlas Kestomuottivalujen suunnittelu Seija Meskanen, Tuula Höök

Valokuvia häviävän vahan eri työvaiheista

esteittä valumaan kappaleiden ja putkien sisään eikä ilmalukkoja pääse syntymään.

8. Induktiokouru-uunit

26. Valumallin valmistuksessa huomioon otettavia seikkoja

ASENNUSOHJE AMMATTILAISELLE SATINE MICROCEMENT MEDIUM SILEÄLLE, UUDELLE POHJALLE MÄRKÄTILAAN

METALLIN TYÖSTÖNESTEET. SAVONIA-AMMATTIKORKEAKOULU LEIKKO-PROJEKTI Kuopio /Petri Paganus

MENETELMÄ POISTETTU KÄYTÖSTÄ. PÄÄLLYSTEALAN NEUVOTTELUKUNTA Hyväksytty: Korvaa menetelmän:

Betonin ominaisuudet talvella. Pentti Lumme

MCF julkisivun korjausmenetelmä. Microbe Control Finland Oy TaloTerveys Lajunen Oy

Betonirakenteiden korjaus - 3-osainen järjestelmä 1 / 6. DIN EN :2004 -sertifioitu järjestelmä

Talvibetonointi. Rudus Betoniakatemia. Hannu Timonen-Nissi

KERAAMISEN HIEKAN KÄYTTÖKELPOISUUS VALIMOIDEN KVARTSIPÖLYHAITAN POISTAMISEKSI

Kuivauksen fysiikkaa. Hannu Sarkkinen

MAALIEN KEMIAA, TUTKIMUKSELLISUUTTA YLÄKOULUUN JA TOISELLE ASTEELLE

RUBBER. Elastinen pinnoite Helppo irrottaa!

33. Valumenetelmiä Kuorimuottimenetelmä. Raimo Keskinen, Pekka Niemi Tampereen ammattiopisto

ASENNUSOHJE AMMATTILAISELLE SATINE MICROCEMENT MEDIUM VANHAN LAATAN PÄÄLLE MÄRKÄTILAAN

1. Valantaa kautta aikojen

17. Muotin purkaminen ja tyhjennys

BETONISANEERAUS. Kivira Oy Juvan teollisuuskatu 21 B Puh info@kivira.fi ESPOO Fax

41. Keernojen valmistustavat

HENSOTHERM 4KS - Palosuojamaali

SÄILYTYSKANSI VOITELUKANNUT VÄHENTÄVÄT ÖLJYJEN EPÄPUHTAUKSIA PITKÄ NOKKA JA ROISKEITA KÄYTÖSSÄ YLEISKANSI

Lujitemuovimuotin irrotusainekäsittely

Absol. monipuolinen imeytysaine

Parhaat käytännöt hiekan elvytykseen. Mekaaninen ja terminen elvytys SVY Opintopäivät Tommi Sappinen, TkK (DI) Aalto Yliopisto

31 RYHMÄ LANNOITTEET

Ajankohtaista valimoalan ympäristötutkimuksesta

Restore Julkisivun korjausmenetelmä

- ValuAtlas Valimotekniikan perusteet Seija Meskanen, Tuula Höök

SATAMAT, TELAKAT JA MERENKULKUKALUSTO ZINGA GALVANOINTI YHTÄ HELPPOA KUIN MAALAUS

Valimon aiheuttamat valuviat

Kylmälaatikkomenetelmät. betaset + esteri (kaasu) alphaset + esteri (neste)

Tulisijan oikea sytytys ja lämmitys, kannattaako roskia polttaa sekä pienpolton päästöt, onko niistä haittaa?

Futura kuivaimen edut takaavat patentoidut tekniset ratkaisut

Dansand. Joint Filling Sand Tuotetietoja, patentoitu täyttöhiekka kiveyksille

18. Muotin täyttöjärjestelmä

Muottien valmistus sullomalla

Hiekkamuottimenetelmät

Kuva. Upokasuunin öljypoltin

ENGINEERING ADVANTAGE

Kuva 2. Lankasahauksen periaate.

Mikrosementin asentaminen

JOINTS FIRE COMPOUND PRO+ Palokipsimassa läpivienteihin

Conbit. Älä sekoita laastia kerralla enempää kuin ehdit käyttämään 45 minuutissa. Hävitä kovettumaan alkanut laasti.

14. Valusangot ja astiat

Betonilattioiden pinnoitusohjeet

22. Valu- ja kanavistonäkökohtia

Helposti levittyvää designia. weber.floor CASA Designlattia.

TRV Nordic. Termostaattianturit Pohjoismainen muotoilu

KOTELOIDEN VALMISTUSMENETELMÄT JA NIIHIN LIITTYVÄT SUUNNITTELUOHJEET

G. Teräsvalukappaleen korjaus

Lakan irtoamista painomateriaalista voidan vähentää painamalla alle arkkioffsetpainoväriä

Elintarviketeollisuuden hapan vaahtopesuneste

Suomi. lihamylly. makkaran valmistuslaite. lihamyllyn kokoaminen. makkkaran valmistuslaitteen käyttö. lihamyllyn käyttö

Vihreä. pöytä. Kaskinauriista karviaiseen. Sasu Laukkonen Mariaana Nelimarkka

Mitkä ovat aineen kolme olomuotoa ja miksi niiden välisiä olomuodon muutoksia kutsutaan?

Ohjaamon jälkimaalaus. Ohjaamon peltiosat. Esikäsittely PGRT TÄRKEÄÄ!

Transkriptio:

23. Peitosteet Raimo Keskinen Pekka Niemi - Tampereen ammattiopisto Peitostamista on esitetty myös Muotti- ja valutekniikka- sekä Muotinvalmistustekniika-kirjoissa. Seuraavassa asiaa käsitellään peitosteen näkökannalta. Peitosteet ovat yleensä nestemäiseen väliaineeseen sekoitettujen hienoksi jauhettujen tulenkestäviä aineita, joilla muotti tai keernat viimeistellään. Tavoitteena on parantaa valukappaleen pinnanlaatua ja näin vähentää puhdistustyötä. Peitosteella ei kuitenkaan voida saada aikaan hyvää tulosta kuinka huonosta muotin pinnasta tahansa, eli peitoste ei ole korjaava materiaali vaan muotin valmistuksen osamateriaali. Peitoste täyttää hiekkarakeiden väliset huokoset, muodostaen samalla hienojakoisen, tulenkestävän suojan hiekan ja sulan metallin väliin. Näin se estää metallin tunkeutumisen hiekkarakenteiden väliin eli penetraation, sekä hiekan sintrautumisen valukappaleen pintaan kiinni. Peitoste voi vähentää myös muita pintavikoja kuten halkeamapursereita. Kuva. Keernan kastopeitostuksessa Kuva. Halkeamapurse Väriltään vaalea peitoste heijastaa pinnastaan sulan metallin säteilemää lämpöä takaisin ja vähentää näin muottiseinämään kohdistuvaa kuumuutta. Tästä syystä esimerkiksi zirkoni, joka on vaaleahko peitosteaine, ei kuumene yhtä paljon kuin grafiitti, joka on väriltään mustaa. 17.11.2011 Raimo Keskinen, Pekka Niemi Peitosteet - 1

Peitosteen ominaispainon mittaus voidaan tehdä esim. Baume-ominaispainomittarilla tai ns. DINmittarilla. Kuva. Vaalea zirkonipeitoste Kuva: Grafiittipeitoste Kuva. Grafiittipohjaisen spriipeitosteet ominaispainoa mitataan Baume-mittarilla Peitosteet voivat olla kuivapeitosteita, vesipeitosteita tai spriipeitosteita. Kuivapeitosteet levitetään siveltimellä tuorehiekkamuotin pintaan. Tämä menetelmä on jäämässä pois valimoista ja on hyvin vähäistä. Peitosteen tarttuvuus perustuu vain tuorehiekan ja siinä olevien sideaineiden kosteuteen. Tässä menetelmässä peitostetta ei voida siveltimellä painaa muotin pintaan sitä vioittamatta, on peitosteen tarttuvuus heikko, varsinkin pystysuorissa pinnoissa. Tavallisimmin käytettäviä kuivapeitosteita ovat grafiitti ja talkki, mutta periaatteessa voidaan kaikkia tulenkestäviä kivennäisiä käyttää hienoksi jauhettuina tähän tarkoitukseen. 17.11.2011 Raimo Keskinen, Pekka Niemi Peitosteet - 2

Grafiittia käytetään pienten valurautakappaleiden muoteissa. Teräsvalukappaleiden muotteihin se ei sovellu, koska se saattaa hiilettää kappaleen pinnan. Vesipeitosteissa tulenkestävä aines on sekoitettu veteen vellimäiseksi seokseksi. Ne eivät sovellu ilman pintakuivausta muoteille, joissa sideaine ei siedä kastumista muotin pehmenemättä tai joiden pinta on vettä hylkivä. Tuorehiekkamuotit sekä vesilasimuotit ja keernat pehmenevät helposti. Vettä hylkiviä ovat myös öljyhiekoista valmistetut keernat jotka myös ovat jäämässä pois käytöstä. Vesipeitosteiden tulenkestävänä aineena voi olla useita tulenkestäviä kivennäisiä. Sakkautumista hidastavana aineena on yleensä bentoniitti, joka peitostekerroksen kuivuttua toimii kuumuutta kestävänä tartunta- ja sideaineena. Jos vesipeitoste valmistetaan valimossa kuivista lähtöaineista, on muistettava, että betoniitti turpoaa voimakkaasti ja seos sakenee tästä syystä useiden tuntien ajan, kunnes vettyminen on tullut päätökseen. Tästä syystä vesipeitoste on sekoitettava valmiiksi jo useita tunteja ennen kuin se otetaan käyttöön, mieluimmin jo edellisenä päivänä. Normaalisti peitoste tehdään sekoitus- ja käyttömyllyyn jossa se on jatkuvan sekoitusen alaisena ja on näin tasalaatuista. Sprii- eli polttopeitosteissa tulenkestävä aines on sekoitettu johonkin alkoholiin, esimerkiksi isopropanoliin. On muistettava, että nämä alkoholit ovat nautittuina hengenvaarallisia ja tuovat myös peitostamistilanteessa hajuhaittoja sekä on tulipaloriski. Spriipeitosteilla käsitellään muotti- tai keernahiekkoja, joiden vedensietokyky on heikko, tai kun peitostettava pinta on vettä hylkivä. Ne sopivat myös hartsihiekoille, joskin on todettu joidenkin alkoholien pehmentävät jonkin verran hartsisidosta. Kuva. Spriiliukoinen peitoste poltetaan Kuva. Keerna upotuspeitostetaan 17.11.2011 Raimo Keskinen, Pekka Niemi Peitosteet - 3

Peitosteessa oleva alkoholi sytytetään peitostuksen jälkeen välittömästi palamaan, ettei se imeytyisi syvälle hiekkaan ja aiheuttaisi valuvikoja palamattomana nesettenä hiekassa. Varsinkin upottamalla peitostettavissa keernoissa saattaa niihin imeytyä suuri alkoholimäärä jäädä polttamisesta huolimatta osittain palamatta, mikä voi aiheuttaa valettaessa räjähdyksen. Kun peitosteen tulenkestävät aineet eivät liukene alkoholiin ja nesteen sekä tulenkestävien kivennäisten tiheysero on suuri, on seos voimakkaasti sakkautuva. Tästä syystä pitää spriipeitosteita lähes jatkuvasti sekoittaa. Niitä säilytetäänkin valimoissa sekoittimella varustetuissa säiliöissä. kuten aiemmin on mainittu vesipeitosteiden kohdalla Tulenkestävinä aineina spriipeitosteissa voi olla grafiitti, zirkoni, kvartsi, magnesiitti tai kromiitti. Sakkautumista estävänä aineena on yleisimmin bentoniitti, joka toimii myös tulenkestävänä sideaineena. 23.1 Peitostaminen taustaa Peitosteen tarkoituksena on siis toimia tulenkestävänä suojakerroksena muotin ja sulan välillä, jotta saadaan syntymään pinnalaadultaan mahdollisimman hyviä valukappaleita Peitostaminen toimii siten että sen sisältämät karkeammat mineraalirakeet asettuvat eristeeksi muottimateriaalin pinnalle, kun taas osa peitosteen hienosta aineksesta tunkeutuu syvemmälle hiekkaan. Peitosteen tulenkestävät komponentit on valittava oikein sillä niiden on kestettävä yli 1600⁰C asteen lämpötiloja, joskus jopa yli 1700⁰C, sekä valupaineen tuoma rasitus. Toisaalta sen on myös oltava kaasunläpäisevä. Peitoste koostuu monista aineosista kuten: tulenkestävä aine rakeiset kiinteät aineet, joilla on yleensä suuri tiheys ja hyvä tulenkestävyys liuskeiset kiinteät aineet, joiden tiheys on rakeisia aineista pienempi ja tulenkestävyys voi vaihdella lisäaineet kantajaneste (suspensioaine, joka pitää kiinteitä aineita leijumassa) sideaine (varmistavat peitosteen kiinnittymisen) säilöntäaine (mm. alentamaan peitosteen pintajännitystä) 17.11.2011 Raimo Keskinen, Pekka Niemi Peitosteet - 4

Kaasuvirheiden syntyä poistaa käytetään kaasutiivitä peitosteita (tunkeutuu voimakkaasti hiekkaan tiivistäensitä ja estää metallin tunkeutumisen hiekkaan) käytetään peitosteita jotka absorboivat (imevät itseensä) rikkiä (sisältävät kalsiumkarbonaattia tai kalsiumsilikaattia ) Teräsvalimoissa on havaittu kromiittihiekan kiinnipalamista. Tämä johtuu korkeasta valulämpötilasta, massiivisista valukappaleista sekä niiden vaatimasta hiekan hyvästä lämmönjohtavuudesta sekä tulenkestävvydestä vaativissa muotin osissa ja muodoissa. Kuva. Hiekka kiinnipalanut eli pureutunut valukappaleeseen Kokeissa on havaittu että hiekan ja peitosteen väliin on muodostunut sulakerros zirkonipeitosteesta, kromiittihiekasta ja rautaoksidista. Kiinnipureutumisen estämiseksi voidaan käyttää kromiittihiekkaa peitostettaessa magnesiitti- tai alumiinisilikaattipeitostetta esipeitosteena ja sen päällä zirkonipeitostetta. Tästä on saatu hyviä kokemuksia, joskin se ei ratkaise pureutumisongelmia, mutta vähentää niitä. Kromiittihiekassa on havaittu epäpuhtauksina diopsidia ja anortiittia joiden sulamispiste on melko korkea 1392 ⁰C ja 1553 ⁰C, mutta yhdessä ne muodostavat eutektisen seoksen, joka sulaa jo lämpötilassa 1274⁰C. Tällaisen ongelman vähentämiseksi on kehitetty Al2O3-peitoste joka tunkeutuu hiekkarakeiden väliin kromiittihiekkaan useiden millimetrien syvyyteen. Tällä peitosteella pyritään ehkäisemään kromiittihiekan em. epäpuhtauksien sekä sulloutumisvajavuuksien aiheuttavat ongelmat. 17.11.2011 Raimo Keskinen, Pekka Niemi Peitosteet - 5

Peitosteella on hiekkaa sulalta suojaavaa vaikutus, mutta sen on myös suojattava sulaa muotin aineosien aiheuttamia tunkeutumisyrityksiä kohtaan. Näiden syiden vuoksi peitosteita kehitetään jatkuvaksi mm. tämän ongelman poistamiseski. Seuraavassa eräitä kokeita ja niiden tuloksia eräillä koe-erillä. Kuva. Peitosteen rikkipitoisuuden muutokset valussa Vasemmanpuolimmaiset pylväät kuvaavat peitosteen rikkipitoisuutta ennen valua ja oikeanpuolimmaiset valun jälkeen. Kuvasta ilmenee että kaikki muut peitosteet, paitsi E, pystyvät pidättämään muotista tuleva rikkiä. 17.11.2011 Raimo Keskinen, Pekka Niemi Peitosteet - 6

Kuva. Peitosteen vaikutus valoksen rikkipitoisuuteen Pylväiden korkeus ilmoittaa eri peitosteiden kyvyn ottaa vastaan ja pidättää kylmähartseista tulevaa rikkiä. Mitä korkeampi pylväs, sitä parempi peitoste, ainakin valoksen rikkimäärän pienentämisen kannalta. Kuvasta ilmenee valoksen rikkipitoisuus prosentteina eri peitosteita käytettäessä. Vasemmanpuoleinen pylväs kuvaa rikkipitoisuutta ilman peitostetta 23.2 Vesi vai alkoholi kantajanesteenä? Kantajanesteen tehtävänä on pitää neste niin juoksevana, että muotin pintaan syntyy tasainen tulenkestävä kerros. Kerroksen on oltava niin paksu kantajanesteen haihduttua, kuin se peitostettaessa on ja oltava pysyvä. Se ei saa kuoriutua pois eikä nesteen haihdutumisen tai palamisen jälkeen. Eikä kiintoaine kerros saa jäädä liian ohueksi. 17.11.2011 Raimo Keskinen, Pekka Niemi Peitosteet - 7

Taulukko. Kantajanesteiden vertailua. Ominaisuus Vesi Alkoholi Työskenneltävyys + ++ Hiekkapinnan kostutus + ++ Kuivaus 0/- ++ Haju ++ 0/- Palovaara ja turvallisuus ++ -/-- Työpaikan järjestely + 0 Poistoilman tarve (haihtuvat aineosat) ++ - Merkinnät: ++ erittäin hyvä, + hyvä, 0 tyydyttävä, -haitallinen, --hyvin haitallinen. Em. syistä on pohdittu siirtymistä jo vesipeitosteen syrjäyttäneestä alkoholipeitoista takaisin nykyajan kehittyneimpiin vesipeitosteisiin. Alkoholin kostutusominaisuudet ovat hyvät pienen pintajännityksen ansioista. Tästä on hyötyä mm. peitostettaessa keernoja, joiden pinnassa on erotusainetta. Vesipeitosteissa tarvitaan pintajännitystä pienentäviä lisäaineita. Nämä aineet pyrkivät suosimaan vaahtoamista joka haittaa peitostusta ja huonontaa peitosteen sekä valukappaleen pinnan laatua. Tämä taas on estettävä uusilla lisäaineilla, joka taas tuo uusia aineita peitosteeseen ja sitä kautta uuden muuttujan omine ominaisuuksineen ja mahdollisesti ongelmineen. Alkoholilla peitostetut muotit ja keernat voidaan kuivata ilmassa, joka nopeuttaa prosessia ja vähentää tilan tarvetta. Vesipeitosteiden kuivauksessa on käytettävä lämpöä. Tämä aiheuttaa lisäkustannuksia laitteistoja kuivaustilatarpeisiin Haihdutettavan vesimäärän pitämiseksi pienenä on syytä käyttää sakeita vesipeitosteita. Avoimia huokosia muodostavat peitosteet helpottavat kuivatusta. Peitosteet jotka sisältävät ns. tunkeutumattomia estoaineita kuivuvat lämmön vaikutuksesta nopeammin kuin muut. Yleisenä käytäntönä olleen ns. yleispeitosteen käyttämisen sijaan, joka sopii eri peitostusmenetelmille, on otettu käyttöön kullekin valmistusmenetelmälle suunnattuja peitosteita kuten esim. Cold-box-menetelmälle oman tyyppisiään. Peitosteiden on kiinnityttävä myös pintoihin joissa on irrotusainetta ja peitosteen kuivamisajan tulee olla lyhyt. Tästä johtuen on käytettävä juuri sekoitettua peitostetta, jotta valumia syntyisi 17.11.2011 Raimo Keskinen, Pekka Niemi Peitosteet - 8

mahdollisimman vähän. Tähän vaikuttaa toki myös peitosteen oikea viskositeetti ja sen säätö ja ylläpito sopivaksi haluttuun peitostamiseen. Erilaiset sulan lämpötilat, materiaalit ja kaavaushiekat tarvitsevat omanlaisensa viskositeetin ja ominaispainon. Näihin valintatilanteisiin peitostetoimittajat antavat ohjeistusta sekä on huomioitava myös valimoiden kokemukset. Hyvän peitosteen vaatimuksena on myös että pisaroiden valumista ei saa tapahtua, johon voidaan vaikuttaa viskositeetin oikealla tasolla. Peitosteen viskositeetti laskee sekoitettaessa. Kun sekoitusajanjakso päättyy, niin seurauksena on että viskositeetti nousee ja taas sekoitusjakson alkaessa laskee jne. Tämä ilmiö on tärkeä peitostamisessa. Levitettäessä keernan pinnalle hyvin juoksevaa ja sekoitettua peitostetta, niin viskositeettitason noustua nopeasti, ei pisaroiden valumista tapahdu. 17.11.2011 Raimo Keskinen, Pekka Niemi Peitosteet - 9