27 Стержневые и формовочные смеси

Приготовление формовочных смесей.

Формовочные материалы. Основным материалом для литейных форм служат формовочные смеси, содержащие песок и глину. В зависимости от содержания глины, формовочные материалы де¬лят на различные сорта формовочных смесей. Содержание глины составляет от 2 до 50%. Процент содержания глины составляет от 12 до 25%. Смеси для круп¬ных и сложных отливок обычно содержат много глины — до 25%; для более простого мелкого литья— 12—15%.

Свойства формовочных смесей. Качество отливки во многом зависит от качества формовочных сме¬сей. Формовочные смеси должны иметь следующие свойства: прочность, пластичность, газопроницаемость, огнеупорность, подат¬ливость, однородный состав и малую теплопроводность, долговеч¬ность.

Прочность, или крепость, формовочной смеси зависит от про¬центного содержания глины — чем больше глины, чем равномернее и толще ее слой на каждом зерне песка, составляющем смесь, чем шероховатее зерна песка, тем лучше они удерживаются друг около друга.

Пластичность — свойство формовочной смеси принимать во влажном состоянии отпечаток модели со всеми ее мельчайшими подробностями и сохранять его во время заливки формы, Пластич¬ность тем больше, чем мельче зерна песка и чем больше содержа-ние глины.

При заливке формы образуется большое количество газов за счет горения защитных покрытий стенок формы и испарения влаги из формы; имеются газы, выделяющиеся из самого горячего ме¬талла.

Если газы своевременно не удалены из формы, то отливка по¬лучается бракованной из-за газовых раковин и пустот. Газы могут выходить или через стенки формы, или через слой жидкого метал¬ла в литнике; в последнем случае отливка получается бракованной из-за газовых раковин, образовавшихся в отливке.

Способность смеси пропускать пары и газы через стенки формы называется газопроницаемостью.

Смеси с крупными круглыми зернами обладают большей газо¬проницаемостью, чем смеси с мелкими шероховатыми зернами. Чем больше в смеси глины и влаги, тем газопроницаемость хуже.

Стенки формы при заливке подвергаются действию большого жара. При этом слой смеси в форме, соприкасающийся с расплав¬ленным металлом, может оплавиться, пригореть, образуя на по¬верхности отливки трудно отделимую корку. При этом отливка при¬нимает неровную, шероховатую поверхность, и очистка ее стоит

дороже, чем само литье.

Температура оплавления и спекания смеси должна быть выше температуры жидкого металла.

Способность смеси выдерживать без существенных изменений высокую температуру расплавленного металла называется огне¬упорностью; она зависит от химического состава формовочной сме¬си, величины зерна — чем крупнее зерна смеси, тем они труднее оплавляются и спекаются.

Однородность характеризуется тем, что одинаковые по величи¬не и форме зерна обусловливают одинаковые свойства по всей мас¬се. Однородные смеси обычно имеют хорошую газопроницае¬мость.

Теплопроводность — это свойство формовочной смеси переда¬вать тепло от более нагретой части формы к менее нагретой. Фор¬мовочные смеси не должны иметь большую теплопроводность. Наоборот, малая теплопроводность дает возможность отливке мед¬ленно и равномерно остывать в форме, чтобы на ее поверхности не образовывалась твердая корка (закалка). Перед чеканкой такую корку приходится удалять предварительным отжигом, что удоро¬жает и усложняет процесс обработки отливки.

Залитый металл при кристаллизации и затвердевании уменьша¬ется в объеме. Такое явление называется усадкой. Форма не долж¬на сопротивляться усадке, особенно та часть ее, которая образует внутреннюю полость в отливке, т. е. стержень. Свойство смеси не препятствовать усадке называют податливостью.

Долговечность — способность смеси сохранять основные перво¬начальные свойства после повторных заливок. Изменения обычно заключаются в следующем: растрескивание от жара зерен смеси, перегорание глины, т. е. утрата пластичности и клейкости, накопле¬ние мелочи и пыли.

Формовочные смеси делятся на облицовочные и напол¬нительные. Большую часть формы изготовляют из наполнитель¬ной смеси. Она должна иметь хорошую газопроницаемость, а ос¬тальные свойства для нее не столь существенны. Небольшой слой, непосредственно прилегающий к поверхности модели, изготовляют из облицовочной смеси. От ее свойств в основном зависит успех отливки. Облицовочная смесь должна иметь все необходимые свой¬ства (пластичность, прочность, газопроницаемость, огнеупорность, податливость и малую теплопроводность).

Иногда в качестве формовочных смесей используют природные земли, которые изредка встречаются в готовом виде и представ¬ляют большую ценность.

Формовочные смеси различают для литья в сырую форму и для литья по просушенным формам. Свойства таких сме¬сей не одинаковы.

По сырым формам обычно заливают чугун при литье несложных по конфигурации деталей.

Успех отливки, как уже указывалось выше, во многом зависит от качества формовочных смесей, поэтому формовочные смеси тщательно составляют и подвергают специальным испытаниям для определения их свойств.

Существуют специальные приборы, которыми определяют свой¬ства смеси:

газопроницаемость — через взятый и уплотненный образец про¬пускают воздух и по времени прохождения воздуха через образец при определенном давлении судят о газопроницаемости;

крепость — уплотненный образец подвергают нагрузке до раз¬рушения. Наибольшее усилие, деленное на площадь сечения образ¬ца, и характеризует прочность формовочной смеси;

влажность — через образец в 30—50 г продувают нагретый до 200° воздух, затем образец вновь взвешивают, и разница в весе ха¬рактеризует влажность; количество глины (в %) определяют отмучиванием и затем взве¬шиванием. Разница в весе образца до отмучивания и после состав¬ляет вес глины;

крупность зерна определяют путем просеивания через специ¬альные сита.