Dies ist ein Präzisionsgerät zur Messung der Permeabilität von Gießereisanden. Standardmäßig kann es die absolute Permeabilität einer AFS-Probe (Durchmesser 2 x 2 Zoll) oder metrischen Probe (Durchmesser 50 x 50 mm) messen.

Mit Hilfe des Aufsatzes kann es auch messen

• Relative Permeabilität von Schimmelpilzen (siehe 4.2.1)
• Absolute Permeabilität der Kerne (siehe 4.2.2)
• Absolute Durchlässigkeit von ungebundenem Sand (siehe 4.2.3).

Produktname:	Digitales Permeabilitätsmessgerät
Artikel-Nr.:	VPD1
Bestellreferenzcode:	V0000107
Erforderliche Stromversorgung:	230 V 50 Hz Wechselstrom (Standard) 110 V, 60 Hz Wechselstrom (optional) Einphasig, stabilisiert mit Über-/Unterspannungsabschaltung.
Elektrischer Stecker:	M-Typ: 15-Ampere-Stecker
Typischer Maximalstrom:	2,2 A bei 230 V
Druckluftversorgung:	Für den vollautomatischen Betrieb sind 2 kg/cm2 trockene Druckluft erforderlich. Optional, wenn die Lufttrommel vom Bediener angehoben werden kann.
Kommunikation:	RS485 MODBUS RTU RS232 Seriell Ethernet (optional) CloudSync mit V-Sync
Abmessungen:	500 X 320 X 460 mm (BXBXH)
Verpackungsmaße:	600 mm x 450 mm x 625 mm (B x B x H) Typisch
Nettogewicht:	Ca. 25 kg
Bruttogewicht:	Ca. 30 kg
Farbe:	Werkseinstellung
Messbereich:	0–100 mmWC und zugehörige Messwerte. AFS-Permeabilitätsmessdiagramm mit digitaler Anzeige.
Rückführbar auf:	Herstellerstandards
Kleinste Anzahl:	1 mmWS
Probenanforderungen:	Probe vom Kompressionstyp
Betriebstemperatur:	0-50 Grad Celsius
Prüfnormen:	BIS: Standard AFS: Optional
Kalibrierungshäufigkeit:	22500 Testzyklen oder einmal im Jahr

• Digitales Permeabilitätsmessgerät.
• Große Öffnung.
• Siphonpumpe.
• Kalibrierungszertifikat.
• Bedienungsanleitung.

Sandsplitter : Um eine repräsentative Probe zu erhalten

Geräte zur Probenvorbereitung zur Herstellung einer Standard-AFS- oder metrischen Kompressionsprobe.

Es stehen vier Arten von Kalibrierungskits zur Auswahl:

VKPA: Mit Standardprobentyp für kleine Öffnung

VKPB: Mit Standardprobentyp für große Öffnung

VKPC: Mit Gummi-Boss-Typ für kleine Öffnung

VKPD: Mit Gummi-Boss-Typ für große Öffnung

• VPR: Schimmel-Perm-Tester
• VD: Kerndurchlässigkeitsrohr
• VBP: Basispermeabilitätsrohr
• Kleine Öffnung

• Permeabilitätsmessgerät VP (für Bildungszwecke)
• Elektropermeabilitätsmessgerät VEP
• VCAT Multitester
• Digitales Permeabilitätsmessgerät VPD
• Digitales Permeabilitätsmessgerät VPD II

• Demineralisiertes Wasser
• Gumminabenbaugruppe (Teilenummer V4500259)

The Unseen Pillar of Casting: A Deep Dive into Sand Permeability

Permeability. This is the measure of a sand mold's ability to allow gases to pass through it. It is a fundamental requirement for producing sound, defect-free castings. A mold that cannot effectively vent the massive volume of gases generated during pouring is a recipe for disaster, leading to defects that can render a casting useless.

The Theory and Importance of Permeability Testing

At its core, permeability is a measure of how easily a fluid—in this case, gas—can flow through a porous medium like compacted sand. The scientific principle governing this is Darcy's Law, which establishes a relationship between the flow rate, the properties of the fluid, the pressure gradient, and the permeability of the medium.

In a foundry setting, the standard method for quantifying this property is the American Foundry Society (AFS) Permeability Test. This test involves taking a standard cylindrical specimen of prepared sand (2 inches in diameter and 2 inches high), ramming it with a standard force, and then measuring the time it takes for a specific volume of air (2000 cc) to pass through it under a constant pressure. The result is expressed as a Permeability Number. A higher number signifies a more permeable sand, meaning gases can escape more easily.

The importance of this test cannot be overstated. When molten metal enters the mold cavity, it rapidly heats the sand and any moisture or organic binders present. This process generates a significant volume of gases, including steam, hydrogen, carbon monoxide, and carbon dioxide. This gas volume can be many times greater than the volume of the mold itself. If these gases cannot escape through the sand pores quickly and efficiently, they will become trapped, building up pressure within the mold. This pressure can resist the inflow of metal, leading to incomplete castings, or it can force its way into the solidifying metal, creating a variety of gas-related defects.

Therefore, permeability is a critical balancing act:

• Too Low Permeability: Traps gases, causing defects like blowholes and pinholes.
• Too High Permeability: Can lead to a poor surface finish on the casting and may cause defects like metal penetration, where the molten metal seeps into the large pores between sand grains.

Factors Influencing Sand Permeability

Permeability is not a fixed property but is influenced by several interconnected factors related to the sand and the molding process. Understanding these factors is key to controlling the final outcome.

• Grain Size and Shape: This is the most significant factor. Coarser, more uniform sand grains create larger voids between them, resulting in higher permeability. Finer sands pack more densely, leading to smaller voids and lower permeability. Similarly, rounded grains will have larger pore spaces than angular grains, which can interlock more tightly.
• Grain Distribution: A sand with a wide distribution of grain sizes will have lower permeability. The smaller grains will fill the voids between the larger grains, reducing the overall porosity. Foundries often aim for a sand with three to four sieve distributions to create a balance between strength and permeability.
• Binder Content and Type: The type and amount of binder (such as clay or chemical resins) directly impact permeability. An excess of binder can fill the voids between sand grains, drastically reducing permeability.
• Moisture Content: In green sand systems, water content is critical. A small amount of water is necessary to activate the clay binder, but excessive moisture generates more steam during pouring and can also reduce permeability by filling pore spaces.
• Ramming Density: The more a sand is compacted or rammed, the smaller the voids between the grains become, and the lower the permeability. The ramming energy must be carefully controlled to achieve the desired mold hardness and permeability.

Permeability of Different Sand Types:

• Silica Sand: The most common foundry sand. Its permeability can be easily controlled by managing grain size and distribution.
• Zircon Sand: Being finer and having a different grain shape, zircon sand typically has lower permeability than silica sand but offers higher refractoriness and a better surface finish.
• Chromite Sand: Similar to zircon, chromite is used for its high thermal conductivity and chill effect. Its angular grain shape can lead to lower permeability if not managed properly.

Permeability as a Diagnostic Tool for Casting Defects

An out-of-spec permeability reading is a major clue when diagnosing casting defects. By analyzing the permeability number in conjunction with the type of defect observed, foundry engineers can pinpoint the root cause.

• Blowholes and Gas Porosity: These are cavities within the casting caused by trapped gas. They are the classic symptom of low permeability. If the sand is too fine, has too much binder or moisture, or is over-rammed, gases cannot escape, and they form bubbles in the metal.
• Metal Penetration: This occurs when molten metal seeps into the sand mold, resulting in a rough, sandy surface on the casting. This is often a sign of excessively high permeability, where the pores between sand grains are too large for the surface tension of the metal to bridge.
• Scabs, Cuts, and Washes: These defects, where a portion of the mold surface breaks away and is embedded in the casting, can be indirectly related to permeability. Low permeability can cause high gas pressure at the mold-metal interface, which can lift or erode the sand surface.
• Incomplete Fill (Misrun): If the back-pressure from trapped gases due to low permeability is high enough, it can prematurely halt the flow of molten metal, preventing it from completely filling the mold cavity.

The Modern Approach: Online Testing and Automation

Traditionally, sand testing has been a manual, batch-based process performed in a laboratory. While essential, this method has a time lag; by the time a problem is detected, a significant amount of defective sand may have already been used, resulting in scrap castings.

The modern trend is a move towards online and automated sand testing. Advanced systems are now available that can be integrated directly into the sand preparation and molding line. These systems automatically sample the sand at critical points (e.g., after the muller or before the molding machine) and provide near-instantaneous readings for key properties, including permeability, compactability, and moisture.

Die Bedeutung dieser Entwicklung ist immens:

• Echtzeitsteuerung: Das Steuerungssystem kann die Live-Daten verwenden, um sofortige, automatische Anpassungen an der Sandmischung vorzunehmen, beispielsweise durch Änderung der Wasser- oder Bindemittelzugabe.
• Prozessstabilität: Durch die Automatisierung wird der menschliche Faktor minimiert und sichergestellt, dass die Sandeigenschaften Charge für Charge innerhalb eines sehr engen Kontrollfensters gehalten werden.
• Fehlervermeidung: Durch die Erkennung von Abweichungen, sobald sie auftreten, verhindern diese Systeme die Produktion fehlerhafter Formen und reduzieren so die Ausschussrate erheblich.
• Datengesteuerte Verbesserung: Die kontinuierliche Datenerfassung ermöglicht anspruchsvolle Analysen und hilft Gießereien, die komplexen Wechselwirkungen zwischen Sandvariablen und Gussergebnissen zu verstehen. Dies ebnet den Weg für eine weitere Prozessoptimierung (Industrie 4.0).

Die richtigen Methoden zur Kontrolle der Durchlässigkeit

Die wirksame Kontrolle der Permeabilität ist in Gießereien eine alltägliche Disziplin. Sie erfordert einen systematischen Ansatz, der Materialien, Prozesse und Tests umfasst.

Sandauswahl und -verwaltung: Beginnen Sie mit einem Basissand mit der passenden Kornfeinheit (GFN) und -verteilung für die zu produzierenden Gussteile. Führen Sie regelmäßig Siebanalysen durch, um Veränderungen der Kornverteilung aufgrund von Zersetzung oder Verunreinigung zu überwachen.

Kontrolle von Bindemitteln und Additiven: Kontrollieren Sie die Zugabe von Ton, Harzen und anderen Additiven präzise. Verwenden Sie Tests wie den Methylenblau-Tontest, um die Menge an aktivem Ton im System zu bestimmen. Vermeiden Sie übermäßige Zugaben, die die Poren verstopfen können.

Feuchtigkeitsmanagement: Dies ist besonders wichtig für Grünsand. Nutzen Sie Verdichtungstests als primäre Methode zur Kontrolle der Wasserzugabe am Muller. Dies gewährleistet eine gleichmäßige „Temperatur“ und trägt zur Stabilisierung der Durchlässigkeit bei.

Verdichtungskontrolle: Standardisieren und kontrollieren Sie die beim Formen aufgebrachte Stampf- oder Quetschenergie. Dies gewährleistet eine gleichmäßige Formdichte und damit eine gleichmäßige Durchlässigkeit.

Mahleffizienz: Stellen Sie sicher, dass der Mahler ordnungsgemäß funktioniert. Durch richtiges Mahlen werden die Sandkörner gleichmäßig mit Bindemittel umhüllt, ohne die Körner übermäßig zu zerkleinern, was zu mehr Feinanteilen und einer verringerten Durchlässigkeit führen würde.