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



Samankaltaiset tiedostot
23. Peitosteet. Raimo Keskinen Pekka Niemi - Tampereen ammattiopisto

11. Muotin peitostus. Pekka Niemi Tampereen ammattiopisto

17. Tulenkestävät aineet

47. Kuumalaatikko- eli hot-box-menetelmä

Kuumana kovettuvat hiekkaseokset

20. Kaavaushiekkojen lisäaineet

24. Keraamihiekat. Raimo Keskinen Pekka Niemi - Tampereen ammattiopisto

Muottien valmistus kemiallisesti kovettuvilla hiekoilla

14. Muotin kaasukanavat

19. Kylmänä kovettuvat hiekat, kovettumisreaktio

15. Kemiallisesti kovettuvat epäorgaaniset sideaineet

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

Kuva 104. Kehysten muotoilu. Kuva 105. Kehässä hiekkalistat

13. Savisideaineet. Raimo Keskinen Pekka Niemi - Tampereen ammattiopisto

12. Erilaiset liitoskohdat ja risteykset

23. Yleistä valumalleista

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

37. Keernalaatikoiden irto-osat

3. Muotinvalmistuksen periaate

ValuAtlas Kestomuottivalujen suunnittelu Seija Meskanen, Tuula Höök

7. Valukappaleiden suunnittelu keernojen käytön kannalta

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

18. Muotin täyttöjärjestelmä

- ValuAtlas Valimotekniikan perusteet Seija Meskanen, Tuula Höök

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

9. Hiekkojen raekoko ja raejakauma

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

19. Muotin syöttöjärjestelmä

Kaavaushiekan raaka-aineet ja sideainemenetelmät

VALIMOTYÖ: MALLIVEISTÄMÖT, HIEKANVALMISTUS, KEERNANTEKO, KAAVAUS. Tiivistelmä

Rauta, teräs ja metallivalujen valuviat

Valokuvia häviävän vahan eri työvaiheista

3D TULOSTUS HIEKKATULOSTUS

10. Muotin viimeistely

Muottien valmistus sullomalla

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

13. Sulan metallin nostovoima

Kobolttioksidi (CoO) Taideteollinen korkeakoulu, Keramiikan raaka-aineet Airi Hortling

Ruostumattoman teräksen valmistaminen loppupään terässulattoprosessit.

2. Valukappaleiden suunnittelu mallikustannusten kannalta

26. Valumallin valmistuksessa huomioon otettavia seikkoja

1. TrendyNailWraps kynsikalvot koko kynnelle

Testimenetelmät: SFS-EN ja

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

Normaalisti valmistamme vastuksia oheisen taulukon mukaisista laadukkaista raaka-aineista. Erikoistilauksesta on saatavana myös muita raaka-aineita.

Kuva 2. Lankasahauksen periaate.

TUOTTEIDEMME KÄYTTÖ-OHJEITA

SATAMAT, TELAKAT JA MERENKULKUKALUSTO ZINGA GALVANOINTI YHTÄ HELPPOA KUIN MAALAUS

KOTELOIDEN VALMISTUSMENETELMÄT JA NIIHIN LIITTYVÄT SUUNNITTELUOHJEET

KLINGERsil. Tiivistemateriaalit C-4430 C-4500 C-4509 C-8200

KERAAMISEN HIEKAN KÄYTTÖKELPOISUUS VALIMOIDEN KVARTSIPÖLYHAITAN POISTAMISEKSI

Hiekkamuottimenetelmät

Rei itys kuumasinkittäviin kappaleisiin

Betonilattioiden pinnoitusohjeet

KOVAJUOTTEET Somotec Oy. fosforikupari. hopea. messinki. alumiini. juoksutteet.

Top Analytica Oy Ab. XRF Laite, menetelmät ja mahdollisuudet Teemu Paunikallio

Absol. monipuolinen imeytysaine

RUBBER. Elastinen pinnoite Helppo irrottaa!

Keraamit ja komposiitit

32. Kaavaushiekan elvytys

Lämpöoppi. Termodynaaminen systeemi. Tilanmuuttujat (suureet) Eristetty systeemi. Suljettu systeemi. Avoin systeemi.

Kuva1. Tyypillinen katevaurio.

Turkistarhojen Zeolit-Ego Kärpästorjunta ja typensidonta

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

Lämpöoppia. Haarto & Karhunen.

20. Valukappaleen hyötysuhde eli saanto

ValuAtlas Valimotekniikan perusteet Seija Meskanen, Tuula Höök

Cerablast. -Puhallusaineita lasista, keramiikasta ja korundista-

Advanced Materials Araldite TUOTESELOSTE

Pumppukoulu koostuu teknisistä artikkeleista, joiden tarkoitus on auttaa pumpun käyttäjiä yleisissä uppopumpun käyttöön liittyvissä asioissa.

Ennekuin aloitat juottamisen:

Piikarbidi, jalokorundi ja tavallinen korundi

KIINTEÄN AINEEN JA NESTEEN TILANYHTÄLÖT

33. Valimohiekkojen kuljetuslaitteet

Dansand. Joint Filling Sand Tuotetietoja, patentoitu täyttöhiekka kiveyksille

Advanced Materials Araldite 2033 TUOTESELOSTE

41. Keernojen valmistustavat

Jokamiehen oikeudet. Sinulla täytyy olla alueen omistajan lupa, jos haluat:

PINTAKÄSITTELY PUHALLUSAINEET

14. HIEKAT. Tulostettu / 23

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

Advanced Materials Araldite 2022 TUOTESELOSTE

esteittä valumaan kappaleiden ja putkien sisään eikä ilmalukkoja pääse syntymään.

UUSI AKUSTINEN VAAHTORAINATTU LUONNONKUITUMATERIAALI

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

Hitsausrailon puhtaus ja puhdistus raepuhalluksella

Ennen ja jälkeen hionnan, pinta on puhdistettava huolellisesti rasvanpoistoaineella.

3. NESTEIDENKÄSITTELY

HENSOTHERM 4KS - Palosuojamaali

METALLIEN JALOSTUKSEN YLEISKUVA

LUONNOLLISTA SUOJAA PUUPINNOILLE ULKONA 2013

Mihin imeyttäjiä tarvitaan?

ASENNUSOHJE AMMATTILAISELLE SATINE MICROCEMENT MEDIUM SILEÄLLE, UUDELLE POHJALLE MÄRKÄTILAAN

Sisäpiirijuttu. The Inside Story

NESTEIDENKÄSITTELY NESTEIDENKÄSITTELY OIKEA TUOTE OIKEAAN TARKOITUKSEEN

3. Valukappaleiden suunnittelu kaavauksen kannalta

Lasitetutkimus. Kirjava lasite

Täyttää painelaitedirektiivin 97/23/EC vaatimukset. Kaasu, ryhmä 1.

LÄPPÄVENTTIILI hiiliterästä WAFER tyyppi 311- ( ) sarjat

Transkriptio:

Peitostaminen Seija Meskanen, Teknillinen korkeakoulu Peitosteilla viimeistellään muotin tai keernan pinta tarkoituksena parantaa valun pinnanlaatua ja vähentää puhdistustyötä. Peitosteilla ei voi korjata huolimattomasti tehtyä muottia/keernaa. Peitostus muodostaa suojan sulan metallin ja hiekan väliin vähentäen valuvikoja. Mutta väärin valittu peitoste tai huolimattomasti tehty peitostus aiheuttaa valuvikoja, kuten erilaisia pintavikoja, peitosteen irtoamisesta johtuvia sulkeumia ja kaasuvikoja. Peitostetta käytetään kemiallisesti kovetetuille muoteille ja keernoille. Tuorehiekkamuotteja ei peitosteta, koska hiililisäaineella muodostettu kiiltohiilikalvo toimii peitosteena. Peitostetta ei myöskään tarvita kuorimuottikaavauksessa tai kuorikeernoissa. Peitostus estää metallin tunkeutumisen hiekkaan (tunkeutuminen johtuu sulan metallin metallostaattisesta paineesta), hiekan kiinnipalamista valukappaleen pintaan (kiinnipalaminen johtuu hiekan liian alhaisesta sintraantumispisteestä) sekä estää rautaoksidin ja kvartsin reagoimisen keskenään (fayaloitumisen). Peitoste koostuu tulenkestävästä aineesta, nestemäisestä väliaineesta, sakkautumista estävästä aineesta, sideaineista ja useista erilaisista lisäaineista. Tulenkestävinä jauheina käytetään mm. zirkonia, magnesiittia (Mn teräkset), grafiittia (ei teräsvaluissa), kvartsia ja kromiittia. Väliaine on joko vettä tai alkoholia. Sakkautumista estäviä aineita ovat esim. bentoni (alkoholipeitosteissa) ja bentoniitti (vesipeitosteissa), joka toimii myös peitosteen kuivuttua sideaineena sitoen jauherakeet sekä toisiinsa että hiekkapintaan. Alkoholipeitosteissa sideaineina käytetään hartseja. Lisäaineilla voidaan vaikuttaa mm. peitosteen valumisominaisuuksiin eli tiksotrooppisuuteen. Lisäaineilla helpotetaan myös peitosteen asettumista hiekkarakeiden väliin, estetään peitosteen käyminen ja niillä voidaan vähentää vesipeitosteiden kuohumista. Kuva 1. Peitosteen tulenkestävän materiaalin ja muottihiekan raekokojen suhteita. Peitosteissa käytettävä tulenkestäväjauhe on raekooltaan pienempää kuin hiekkarakeet, joten peitoste täyttää hiekkarakeiden väliset koloset, kts. kuva 1. Peitosteen tulenkestävän aineen raekoon tulisi olla alle 10% hiekan raekoosta. Se ei kuitenkaan saa olla liian hienoa (alle 2%), sillä silloin se voisi tunkeutua syvälle hiekkaan jättäen pinnan ilman suojaa. Peitosteelta vaaditaan, ettei se halkeile, kuoriudu, reagoi peitostettavan pinnan kanssa, sakkaudu tai kehitä kaasuja. Lisäksi sen on oltava hyvin tarttuvaa, halpaa ja sen on muodostettava sileä hyvin säilyvä pinta sekä sen tulenkestävyyden tulee olla erittäin korkea. Raudan valussa käytetään tavallisimmin grafiittipeitosteita. Zirkonipeitostetta käyttävät erityisesti teräsvalajat. Zirkonipeitosteet ovatkin yleisimmin käytettyjä peitosteita. Niiden tulenkestävyys on Peitostaminen 1

hyvä, ne estävät hyvin metallin tunkeutumisen hiekkaan, ne eivät reagoi sulan metallin kanssa ja niitä voidaan käyttää kaikkien hiekkalaatujen kanssa. Haittapuolena on zirkonin korkea hinta. Hyvän peitosteen tulee muodostaa ohut tasainen kalvo. Tavoitepaksuus 0,2 0,3mm. Peitosteet voidaan levittää, riippuen muotin/keernan koosta ja sarjasuuruudesta, joko upottamalla, sivelemällä, ruiskuttamalla tai valuttamalla. Tämän jälkeen vesipeitosteet kuivataan joko ilmassa tai uunissa ja alkoholipeitosteet yleensä polttamalla (mutta myös ilmassa tai uunissa). Peitosteen väri vaikuttaa peitostettavuuteen ja peitostetun pinnan ominaisuuksiin. Zirkonipeitoste on väriltään vaalea (vrt. tummaan kromiittipeitosteeseen). Vaalea pinta heijastaa metallin säteilemää lämpöä takaisin ja eikä näin ollen kuumene yhtä voimakkaasti. Peitosteet toimitetaan valimoihin yleensä joko tahnana tai slurryna. Tahnasta väliaine puuttuu kokonaan ja slurryssakin sitä on vain vähän. Kuva 2. Vasemmalla on kuvattuna pinta, jolle levitetty peitoste muodostaa tippoja. Oikeanpuoleisessa kuvassa on hyvin tiksotrooppinen peitoste, jonka viskositeetti muuttuu levityksen jälkeen niin ettei tippoja pääse muodostumaan. Molempia joudutaan ohentamaan ennen käyttöä. Peitosteet sakkautuvat nopeasti kiinteä aine laskeutuu astian pohjalle. Sitä varten peitosteita on sekoitettava. Sekoittimiksi sopivat mm. siipipyörillä varustetut säiliöt tai paineilmaputkikierukalla varustetut säiliöt. Riittämätön sekoitus johtaa kiinteiden aineiden laskeutumiseen astian pohjalle, peitosteen epähomogeenisuuteen ja viskositeetiltaan muuttuneeseen peitosteeseen. Sekoitus ei myöskään saa olla liian rajua. Sen seurauksena peitosteeseen joutuu ilmaa ja peitosteeseen muodostuu vaahtoa. Näiden vaikutuksesta peitostekerroksesta tulee huokoinen. Lisäksi peitoste voi kuumentua, jolloin sen koostumuksessa tapahtuu muutoksia. Peitosteen oikea paksuus riippuu hiekan raekoosta. Jos peitoste on liian ohutta, väliainetta tunkeutuu hiekkaan ja peitostekerroksesta tulee liian ohut. Jos taas peitoste on liian paksua, se ei tartu kunnolla hiekkapintaan tai peitostekerroksesta tulee aivan liian paksu, joka halkeilee helposti. Peitosteen viskositeetti valitaan peitostustavan mukaan. Valmiiksi tehdyssä ja hyväksi havaitussakin peitosteessa tapahtuu ajan mittaan muutoksia joko sekoituksen tai kemiallisten reaktioiden johdosta. Siksi peitostetta on tarkkailtava ja sen ominaisuuksia seurattava. Peitosteen juoksevuutta (viskositeettia) seurataan DIN kuppitestillä. DIN kuppitestissä mitataan missä ajassa tietty määrä (=tilavuus) peitostetta valuu astian pohjaan tehdyn reiän (halk. 4mm) kautta ulos. Hyvin tiksotrooppisen peitosteen viskositeetti on pieni nesteen (=peitosteen) ollessa liikkeellä. Mutta kun neste on paikoillaan (levitettynä muotin/keernan pintaan), viskositeetti kasvaa. Hyvin tiksotrooppinen peitoste on helppo levittää ja se ei synnytä valumisjälkiä muotin/keernan pintaan, kts kuva 2. Peitostaminen 2

Taulukko 1. Tulenkestävien aineiden sopivuus eri valumetallien yhteydessä käytettäviin peitosteisiin Valumetalli Koksi Grafiitti Kvartsi Zirkoni Kromiitti Oliviini Talkki Poltettu Alumiinimagnesiitti silikaatti Seostamaton teräs 0 0 0 + + + - 0 - Seostettu teräs 0 0 0 + + + - + - Suomugrafiittirauta - + - + + + + - 0 Pallografiittirauta - + + + + + + - 0 Temperrauta + + + + + + + - 0 Kupariseokset + + - 0 - - + 0 + Alumiiniseokset - + - + - - + - 0 Magnesiumseokset 0 0 - + - + - + sopiva tai tavallisesti käytetty 0 sopiva tietyissä olosuhteissa - sopimaton tai epätavallinen Peitostusmenetelmät Peitosteet voidaan levittää, riippuen muotin/keernan koosta ja sarjasuuruudesta, joko upottamalla, sivelemällä, ruiskuttamalla tai valuttamalla. Upotus soveltuu vain keernoille. Menetelmässä peitostuvat yleensä myös keernakannat, joka vaikeuttaa kaasujen poistumista keernasta muottihiekkaan. Upottamalla peitostettaviin keernoihin saattaa jäädä suuri määrä alkoholia, joka voi valettaessa aiheuttaa räjähdyksen. Sivelemällä voidaan välttää keernakantojen peitostaminen, jolloin kaasujen läpäisevyys säilyy hyvänä. Siveltimellä tapahtuvan levittämisen yhteydessä tulisi peitosteen koostumuksen olla sellainen, että vältettäisiin siveltimen jälkien jääminen peitosteen pintaan. Ruiskuttamalla saadaan käsiteltyä nopeasti suuria pinta aloja. Ruiskuttaminen tapahtuu paineilmaruiskulla, siksi peitosteen tulee olla ohuempaa kuin muissa tapauksissa. Peitosteet voidaan myös levittää valuttamalla se suuttimesta muotinpuolikkaan/keernan pintaan antaen ylimääräisen peitosteen valua sen alapuolella olevaan astiaan. Peitosteen tulee olla juoksevaa niin kauan kuin valutus kestää muuten peitosteesta tulee porrasmainen. Liian hyvin juokseva peitoste johtaa siihen, että jokin kohta saattaa jäädä liian ohueksi. Muotin syvennysten ylimääräinen peitoste on poistettava. Hartsihiekat voidaan peitostaa sekä vesi että alkoholipeitosteilla. Cold boxkeernoille käytetään yleisesti vesipeitostetta. Vesipeitosteet kuivataan joko ilmassa tai uunissa ja alkoholipeitosteet yleensä polttamalla (mutta myös ilmassa tai uunissa). Sementtihiekoilla käytetään yleisesti vesipeitostusta. Vesilasihiekoille sopii ainoastaan alkoholipeitosteet. Vesipeitosteet Vesipeitosteiden etuina ovat myrkyttömyys ja halpuus, mutta niiden haittana on hidas kuivuminen. Vesipeitosteet kiinnitetään alustaansa kuivaamalla niistä vesi pois. Jos se tehdään kuivaamalla ilmassa, on kuivumisajan oltava riittävän pitkä. Vesipeitosteita ei voida käyttää sellaisten muottien tai keernojen peitostamiseen, jotka eivät siedä kastumista (vesilasihiekat, tuorehiekat) esim. pehmenemättä. Vesipeitosteet on valmistettava useita tunteja ennen käyttöä, koska bentoniitti kyllästyy vedellä hitaasti. Kuva 3. Valutuspeitostusallas. Peitostaminen 3

Alkoholi eli polttopeitosteet Alkoholipeitosteita käytetään muoteille ja keernoille, joiden vedensitomiskyky on heikko. Alkoholipitoiset peitosteet sytytetään palamaan heti levityksen jälkeen, jolloin väliaine palaa pois ja peitoste kiinnittyy alustaansa. Tällä ehkäistään myös, ettei alkoholi imeytyisi syvälle hiekkaan ja aiheuttaisi valuvikoja. Alkoholina käytetään tavallisimmin propanolia. Myös etanolia voidaan käyttää. Alkoholi vaikeuttaa furaanihiekoissa hartsisidosten kehittymistä. Jotta peitostus voitaisiin tehdä heti kaavauksen tai keernanvalmistuksen jälkeen, on pyritty kehittämään alkoholipeitosteita, jotka eivät liuota kovettumatonta hartsia. Toisaalta tiivis peitostekerros vaikeuttaa kovettumisreaktiossa syntyvän veden poistumista. Kuva 4. Alkoholipohjaisen peitostuksen poltto. Taulukko 2. Eräiden peitosteissa käytettävien tulenkestävien aineiden ominaisuuksia Tulenkestävä aine Koostumus Tiheys (g/cm3) Sulamispiste ( C) Hiilipohjaiset aineet: Koksijauhe C 86 92% 1,6 1,8 Grafiitti C 90 99% 2,1 2,3 >3000 Oksidi ja silikaattipohjaiset: Kvartsi SiO2 2,65 1700 Zirkoni ZrSiO4 4,0 4,8 2400 2500 Serisiitti KAl2(OH,F)2Si3AlO10 2,3 750 1100 Talkki Mg3Si2O7(OH)2 2,7 800 1350 Oliviini Mg2SiO4 * Fe2SiO4 3,2 3,3 1750 Kromiitti FeO * Cr2O3 4,8 2180 Alumiinioksidi Al2O3 3,5 3,7 2050 Alumiinisilikaatti Al2O3 * SiO2 2,6 3,0 1600 1700 Poltettu magnesiitti MgO 3,5 3,7 2800 Peitostaminen 4

Kuva 5. Keernan kasto peitosteeseen. Kuva 6. Peitosteen kuivaus uunissa. Peitostaminen 5

Kuva 7. Peitosteen kuivaus uunissa Kuva 8. Vasemmalla: Peitostamaton muotti. Oikealla: Muotin peitostus Kuva 9. Peitostettu muotti Peitostaminen 6