Формовочные н стержневые смеси

1.Смеси должны обладать следующими свой­ствами:

Огнеупорность — способность смеси не размягчаясь выдерживать высокие температуры заливаемого в форму жидкого металла. От огнеупор­ности будет зависеть чистота поверхности отливки.

Пластичность — способность смеси давать четкий отпечаток модели (при изготовлении формы) или стержневого ящика (при изготовлении стержня).

Прочность — способность уплотненной смеси сохранять форму без разрушения при транспортировке готовой формы и заливке ее ме­таллом.

Газопроницаемость — способность формовочной и особенно стержне­вой смеси пропускать через стенки формы и стержень выделяющиеся газы из охлаждающегося металла. При недостаточной газопроницаемости возможно образование газовых раковин в отливке.

Податливость — способность смеси не препятствовать линейной усадке закристаллизовавшегося металла отливки. Охлаждение затвердев­шего металла сопровождается уменьшением размеров отливки (линейная усадка), в результате чего металл прочно сжимает стержень и выступаю­щие части формы. Это вызывает напряжения в отливке, а так как усадка происходит при высокой температуре, когда еще металл недостаточно прочен, то при плохой податливости смеси могут образоваться трещины.

Непригораемость — способность смеси не образовывать пригар песка на поверхности отливки, затрудняющий ее механическую обработку.

Кроме того, формовочные и стержневые смеси должны быть негигро­скопичными, долговечными и дешевыми.

2. Состав формовочных и стержневых смесей.Наиболее полно ука­занным свойствам отвечают смеси, приготовленные из кварцевого песка и глины. Кварцевый песок играет роль наполнителя, а глина — связу­ющего материала. Глина улучшает огнеупор­ность, прочность и пластичность, но ухудшает газопроницаемость и по­датливость. Поэтому в смеси глины вводят не более 8—12 % по объему, остальное — кварцевый песок, который обеспечивает хорошую огнеупор­ность и газопроницаемость. При произ­водстве крупных отливок, где требуется отвод большого количества вы­деляющихся газов, применяют крупнозернистый песок, а при получении мелкого литья, где чистота поверхности является главным требованием, используют мелкозернистый песок.

Предупреждают пригар вводом в смесь противопригарных добавок, таких как каменноугольная пыль, тальк, графит, которые в виде припыла наносят на поверхность форм для чугунных отливок. Из маршалита (кварц молотый пылевидный), магнезита, циркона изготавливают противопригарные краски, которыми красят стержни и полость форм для стальных отливок.

Стержни работают в наиболее тяжелых условиях, так как они окру­жены жидким металлом со всех сторон (за исключением знаковых частей). Поэтому стержневая смесь должна обладать более высокой прочностью, газопроницаемостью и податливостью. Глина как связующая добавка в стержневой смеси применяется только для крупных стержней простой формы. Для тонких и сложных стержней в качестве связующей добавки в стержневой смеси используют оксоль (олифа), жидкое стекло, смолы, декстрин (в-во из крахмала), патоку и др. Для повышения газопроницаемости и податливости в стерж­невую смесь вводят древесные опилки или торф (2—3 %), которые в про­цессе сушки стержня выгорают, образуя поры, что повышает газопрони­цаемость и податливость.

3. Виды формовочных смесей и их применение. Наиболее широко используют облицовочные, наполнительные и единые формовочные смеси.

Облицовочные смеси применяют при ручной формовке для образования рабочей поверхности литейной формы, которая контактирует с жидким металлом. При формовке ее наносят на модель слоем толщиной 15—20 мм. Она обладает лучшими свойствами и приготавливают ее из свежих песка и глины с добавкой противопригарных материалов.

Наполнительную смесь насыпают поверх облицовочной, заполняя остальную часть литейной формы. Эту смесь приготавливают из оборот­ной, переработанной после выбивки опок смеси с добавкой 5—10 % све­жих песка и глины.

Единые смеси применяют в массовом производстве при машинной формовке для набивки всего объема литейной формы. Приготавливают ее из оборотной смеси с добавкой до 50 % свежих песка и глины.

По состоянию формы перед заливкой металла различают смеси для изготовления форм: сырых, подсушенных, сухих, химически твердею­щих и самотвердеющих.

Сырые формы (наиболее экономичные) изготавливают из большого количества оборотной смеси и широко применяют для неответственных отливок из чугуна, стали и цветных сплавов массой до 3000 кг.

Подсушенные (полусухие) формы изготавливают из облицовочной смеси, содержащей 2—4 % быстротвердеющих связующих крепителей. Такие формы применяют для получения ответственных отливок из чугуна и стали с поверхностями большой протяженности (станины, столы станков и др.).

Сухие формы изготавливают из смесей с повышенным содержанием глины и меньшим количеством оборотной смеси, т. е. более прочных и менее газопроницаемых и податливых. Чтобы облегчить выход газов и повысить податливость, в смеси для сухих форм вводят добавки, выгора­ющие при сушке (опилки, торф). Сухие формы применяют только для от­ветственных и крупных (более 1000 кг) отливок из различных сплавов.

Химически твердеющие формы применяют в единичном и мелкосе­рийном производстве средних и крупных отливок. Изготавливают их из смеси, содержащей жидкое стекло, которое быстро твердеет при пятими­нутной продувке углекислым газом. Такие смеси повышают производи­тельность при формовке в 3—5 раз, сокращают продолжительность суш­ки в 10—30 раз и экономят топливо, необходимое для сушки.

Самотвердеющие формы и стержни изготавливают из жидких само­твердеющих смесей (ЖСС). Опоки и стержневые ящики заливают смесью, в которую вводят химические реагенты, переводящие смесь в жидкотекучее состояние. ЖСС хорошо заполняет все извилины формы (стержне­вого ящика).

6. Изготовление отливок в разовых формах

Литейная форма состоит из двух полуформ 1, образующих полость, имеющую конфигурацию отливки, ограничен­ную стенками полуформ и стержнем 3, установленным на стержневые зна­ки в форме. Для заливки жидкого металла в форме изготавливают верти­кальные 4 и 5 и горизонтальные 6 и 7 каналы, называемые литниковой системой.