Формувальні піски

Технологічні властивості формувальних і стержневих сумішей багато в чому залежать від властивостей формувальних пісків, застосовуваних для їхнього приготування.

Формувальні піски — це осадові гірські породи, що утворилися в результаті послідовного відкладення мінеральних речовин, а також вивітрювання опадів з різних природних розчинів. Формувальні піски добувають у спеціальних кар'єрах. Розробку родовищ піску і глини ведуть відкритим способом. Якщо пісок містить домішки або має неоднорідний зерновий склад, то на кар'єрах його збагачують — звільняють від сторонніх домішок (залишків рослин, глини, вапняку), а також розділяють на фракції по розмірах зерен.

Найчастіше для готування формувальних і стержневих сумішей застосовують кварцові піски, що досить широко поширені в природі, а тому дешевше інших і разом з тим мають необхідні властивості, головне з який — вогнетривкість.

Основною складовою частиною цих пісків є мінерал кварц (кремнезем), що представляє собою хімічну сполуку SiО₂ щільністю 2,5—2,8 г/см³, температура його плавлення 1713 °С. При нагріванні кварц переходить в інші кристалічні модифікації, що супроводжується зміною його обсягу:

- при 573 °С α-кварц переходить у β-кварц, обсяг змінюється ±2,4 %;

- при 870 °С β-кварц → β-тридиміт, зміна обсягу 15,1 %;

- при 1470 °С β-тридиміт → β-кристобаліт, зміна обсягу 4,7 %;

- при 1473 °С β-кристобаліт → розплав, зміна обсягу 0,1 %.

Крім кварцу пісок може містити польові шпати, слюду, оксиди заліза, гідрати оксидів заліза, карбонати, а також глинисті мінерали. Ці домішки додають піску різне фарбування і погіршують його властивості, знижуючи температуру плавлення.

У природних умовах у воді разом з великими піщинами осідають і дрібні, тому в пісках знаходяться зерна розміром від декількох міліметрів до декількох мікрометрів. Умовилися зерна розміром менш 22 мкм незалежно від їхнього хімічного складу відносити до глинистоїскладової, а зерна більш 22 мкм — до піщаної основи.