Формовочные материалы

Материалы, из которых изготовляют литейные формы, исключая металлические, называют формовочными материалами.

Виды формовочных материалов: исходные; формовочные смеси (для изготовления форм); стержневые смеси (для изготовления стержней); материалы окончательной отделки форм и стержней; отработанные — бывшие в употреблении смеси.

Исходными являются материалы, из которых приготовляют формовочные в стержневые смеси, а также материалы окончательной отделки форм и стержней.

Формовочные и стержневые смеси представляют собой предварительно подготовленные, взятые (в зависимости от назначения) в определённой пропорции, равномерно перемешанные между собой исходные материалы. Стержневые смеси подвергаются значительно бóльшим термическим и механическим воздействиям, чем формовочные, так как стержень практически со всех сторон окружён расплавленным металлом. Для улучшения механических, технологических и других свойств в формовочные и стержневые смеси вводят вспомогательные формовочные материалы: связующие (смолы, жидкое стекло), противопригарные (пылевидный кварц, каменноугольная пыль), защитные (борная кислота, фтористая присадка) и др. Перед установкой стержней в формы их обязательно просушивают.

Состав формовочных смесей:

1) Песок формовочный (ГОСТ 2138).

Песок формовочный – это диспергированный горный минерал.

В состав песка входит кремнезём (SiO₂), который обладает температурой плавления равной 1713 °С и плотностью 2,5÷2,8 г/см³.

В песке также содержатся вредные примеси, такие как: слюда, полевой шпат, окислы железа и щелочноземельных металлов, которые имеют более низкую температуру плавления и поэтому снижают огнеупорность песка.

Основным показателем качества песка является показатель содержания глины и примесей.

Огнеупорность песков

По огнеупорности пески позволяют отливать в песчаноглинистые смеси все цветные металлы, а также сталь и чугун. Повысить огнеупорность песка можно путем введения в него огнеупорных материалов.

Виды огнеупорных материалов:

Циркон (ZrO₂+SiO₂); Магнезит (МgCO₃); Хромистый железняк (FeOCr₂O₃).

Материалами для окончательной отделки форм и стержней являются огнеупорные литейные краски, замазки, клеи и т. п. материалы, которые часто называют вспомогательными.

Основные свойствами формовочных и стержневых:

1) прочность на сжатие и разрыв, поверхностная прочность или осыпаемость; 2) газопроницаемость (способность смеси пропускать газы); 3) газотворность (способность нагретой смеси выделять газы); 4) гигроскопичность; 5) формуемость; 6) текучесть;

7) уплотняемость; 8) выбиваемость и др.

Все эти свойства контролируются стандартными методиками на специальных приборах.

Составы и уровни свойств смесей назначают в зависимости от характера технологического процесса, в свою очередь, являющегося функцией большого числа факторов (масштаба производства, материала, массы, степени сложности, тонкостенности отливок и др.).

Вопрос 2. Производство чугуна

Чугунами называются сплавы на основе железа (Fe) и углерода (C) с содержанием углерода более 2,14% (мас.). Около 80% всего количества выплавляемого чугуна составляет передельный чугун, являющийся исходным продуктом для производства стали. Для производства фасонного литья на машиностроительных заводах используют литейный чугун (15 – 20%), а в качестве легирующих добавок и раскислителей при выплавке стали — ферросплавы: ферромарганец и ферросилиций (1 – 2% масс.).