3. Контроль властивостей сумішей

Контроль формувальних і стержневих сумішей складається з експрес-контролю і повного контролю. Експрес-контроль єдиних облицювальних і наповнювальних сумішей включає визначення межі міцності при стиску у вологому стані, вологості, газопроникності; стержневих сумішей, що висушуються – визначення межі міцності при стиску у вологому стані, вологості, межі міцності при розтяганні в сухому стані, газопроникності; сумішей, які твердіють в оснащенні, - межі міцності при стиску для хімічно твердіють сумішей після витримки зразків на повітрі, газопроникності.

Повний контроль формувальних і стержневих сумішей включає визначення властивостей, установлених технологічними інструкціями даного підприємства.

Вологість - один із головних факторів, які визначають властивості суміші і якість відливки. Міцність, щільність, газопроникність стандартних зразків суміші змінюється в залежності від вологості, так як сполучні матеріали (глина, сульфітна барда, декстрин, рідке скло та інші) також змінюють свої властивості в залежності від вологості. Для кожного складу суміші існує певна величина вологості. Оптимальну вологість прийнято вибирати по максимуму міцності у вологому стані. Суміші для виготовлення форм по-сирому повинні містити 4 - 5,5 % вологи, суміші для формування по-сухому і для стержнів у вологому стані повинні містити 8 - 9 % вологи.

Відхилення вологості в більшу або меншу сторону відбивається на роботі технологічного обладнання дозуючих пристроїв і формувальних машин, що змінює щільність форми. Підвищена вологість є причиною засмічування й раковин, ужимин, пористості, поверхневих і об'ємних газових раковин, відхилення розмірів відливки та інших дефектів.

Визначення газопроникності суміші. При випробуванні через зразок пропускають повітря і по часу проходження повітря і по тиску, який створюється перед зразком, судять про газопроникність суміші. Гази (повітря) проникають через пори, які утворюються між зернами

Газопроникність залежить від зернового складу суміші, від умісту в ній глини, вологи, а також від ущільнення суміші. Чим більша щільність суміші, тім менша її газопроникність, тому для випробування беруть стандартні зразки (d = 50 мм, h = 50 мм) при стандартному ущільненні. Для виготовлення зразків використовують лабораторний копер.

Газопроникність суміші, визначена стандартним способом, не буде ідентична газопроникності формувальних сумішей у ливарній формі, залитій металом. Під час нагрівання зростає в'язкість газів та збільшується об'єм. Гази, які виділяються із форми, мають склад, який різко відрізняється від складу повітря. Дійсна газопроникність ливарної форми завжди менша газопроникності, яка визначена стандартним способом. Газопроникність суміші призначається для конкретних розумів виготовлення відливки.

Міцність піщано-глиняної суміші у вологому стані залежить від зернового складу піску, вологості, вмісту глини, її сполучної здатності, а також від щільності. Із збільшенням кількості вологи в суміші, вище оптимального, міцність суміші падає. Міцність формувальної суміші створює глиняна оболонка, до складу якої, крім глини i води, входять протипригарнi добавки (кам'яне вугілля, маршаліт i інші), органічні сполучні матеріали та баластні матеріали - продукти розпаду глини та сполучних матеріалів при високій температурі. Баластні матеріали, інертні у відношенні до води, i їх накопичення в суміші знижує міцність, газопроникність i протипригарнi властивості. Зменшення вмісту глини з одночасним зниженням вологості добре впливає на всі технологічні властивості формувальної суміші.

ТЕМА: Загальні відомості про виготовлення форм.

МЕТА:

- дидактична ознайомитись з технологічним процесом виготовлення

форм, формувальним інструментом, пристроями та

обладнанням

- виховна розвивати інтерес до майбутньої професії, прививати культуру технічного мовлення і мислення.

1. Формувальний інструмент та оснащення.

2. Виготовлення форм ручним способом форму­вання.

3. Особливості технології машинної формовки.

4. Способи ущільнення суміші на формувальних машинах

5. Виготовлення форм на пресувальних машинах.

6. Виготовлення форм на струшувальних машинах.

7. Виготовлення форм на струшувальних машинах з допресовкою.

8. Організація процесів виготовлення форм

Література:

• Емельянова А. П. Технология литейной формы. - М.: Машиностроение, 1986. 224 с.

Титов Н. Д., Степанов Ю. А. Технология литейного производства. - М: Машиностроение. 1985. 400 с.

У практиці ливарного виробництва застосовуються ручні і машинні методи виготовлення ливарних форм — формування. Незважаючи на наявність окремих специфічних особливостей, як ручному, так і машинному формуванню властиві загальні основні операції:

набивання форми;

виконання штучної вентиляції;

вилучення моделі з форми;

обробка форми;

зміцнення форми;

зборка і підготовка форми до заливання.

Набивання форми. У більшості випадків формування ведеться в опоках і лише в окремих у ґрунті. Рівномірність і щільність набивання суміші у формі впливають на якість одержуваних виливків, а тому повинні задовольняти необхідним вимогам. При ручному формуванні, що ведеться по встановлюваним на модельний щиток моделям ручними чи пневматичними трамбівками, ступінь і рівномірність ущільнення суміші у формі залежать винятково від кваліфікації робітника-формувальника. При машинному ж формуванні, що ведеться по модельних плитах, вони обумовлюються прийнятим методом ущільнення: пресування, струшування й ін., що забезпечує необхідну щільність набивання суміші, що дає можливість одержувати виливки без дефектів і з більш точними і стабільними розмірами.

При набиванні суміші з метою запобігання руйнування звисаючих і виступаючих частин форми застосовують сталеві гачки чи «солдатики». Контроль ступеня ущільнення суміші у формі виробляється спеціальними приборами – твердомірами.

Виконання штучної вентиляції форми. Щоб гарантувати повний відвід газів з порожнини форми під час її заливання розплавом, після закінчення набивання кожної з напівформ роблять наколи спеціальними голками, називаними душниками.

Вилучення моделі з форми. При ручному формуванні ця операція здійснюється за допомогою спеціальних інструментів — підйомів, які забиваються або угвинчуються в модель. Для полегшення вилученні моделі виконується її розштовхування ударами молотка по підйому або моделі, що приводить до збільшення розмірів виливка. Якість виконання операції вилучення моделі з напівформи цілком залежить від кваліфікації і досвіду формувальника. Можливі при цьому порушення обрисів порожнини форми викликають необхідність виправлення поломок, що приводить до перекручування конфігурації виливка, зниженню її точності і якості поверхні.

Машинні методи вилученні моделі з форми відрізняються відсутністю зазначеного недоліку. Строго паралельне переміщення модельної плити щодо напівформи і наявність на її тильній стороні вібратора, який включається перед вилучення моделі, гарантують швидке і чітке виконання цієї операції.

Ручне формування застосовується в умовах індивідуального і дрібносерійного виробництва, а також при виготовленні особливо великих виливків, маса яких досягає 200 т. Характерною рисою його є велика розмаїтість методів і прийомів формування, що дозволяють одержувати різні по конструкції виливки. Розрізняють наступні основні різновиди ручного формування:

• у двох парних опоках: по нероз'ємній моделі, по рознімній моделі, з підрізуванням, з перекидним «болваном»;

• у трьох і більш опоках;

• у стрижнях;

• у ґрунті;

• по шаблонах;

• по кістяковій моделі;

• по цеглі.

Технологічний процес ручного виготовлення форм і його особливості

Технологічний процес ручного виготовлення складається з наступних комплексних операцій:

• набивання нижньої опоки формувальною сумішшю;

• підготовка до набивання верхньої опоки;

• набивання верхньої опоки формувальною сумішшю;

• обробка, зборка і підготовка форми до заливання розплавом.

Набивання нижньої опоки включає наступні операції:

• установка на підмодельний щиток цільної чи окремої частини моделі виливка (іноді одночасно встановлюють і моделі живильників ливникової системи);

• установка на підмодельний щиток вушками вниз нижньої опоки;

• нанесення на поверхню моделі модельної пудри при формуванні з використанням дрібних по розмірах моделей;

• нанесення на поверхню моделі і підмодельного щитка шару формувальної облицювальної суміші товщиною 10—50 мм. Великий шар суміші приймають для виготовлення великих форм або при використанні високих моделей. Формувальну облицювальну суміш наносять на модель через сито;

• засипання опоки наповнювальною формувальною сумішшю шаром 50—80 мм;

• ущільнення шару формувальної суміші гострим наконечником ручної чи пневматичної трамбівки. Спочатку формувальну суміш ущільнюють біля стінок опоки, а потім біля моделі і над нею;

• операції засипання й ущільнення суміші повторюють до повного заповнення нижньої опоки;

• засипання наповнювальної формувальної суміші на 40—60 мм вище верхнього рівня опоки й ущільнення її плоским наконечником трамбівки;

• знімання лінійкою надлишку ущільненої формувальної суміші по верхньому рівні нижньої опіки;

• наколювання в нижній напівформі вентиляційних каналів душником ø4—8 мм для виходу газів. Виконують 6—8 наколів на 1 дм² поверхні форми і не доводять їх до поверхні моделі на 10—20 мм;

• кантування (перекидання) нижньої напівформи на 180º і установка її площиною рознімання нагору на формувальний плац чи верстак;

• контроль щільності набивання формувальної суміші. Контроль ведуть твердоміром;

• загладжування поверхні рознімання форми гладилкою.

Підготовка до набивання верхньої опоки включає наступні операції:

нанесення на поверхню рознімання нижньої напівформи тонкого шару розділового піску;

• видалення розділового піску повітряним струменем з поверхні моделі;

• установка по штирях верхньої опоки па нижню;

• установка по шипах верхньої половини моделі на нижню, що знаходиться в нижній напівформі (операція здійснюється, якщо модель виливка в нижній напівформі не цільна);

• установка на площину рознімання нижньої напівформи (над моделями живильників) моделі шлакоуловлювача і на останньому — моделі стояка;

• установка на верхню частину моделі виливка випора (при литті чавунного виливка) чи прибутку (при литті сталевого виливка);

• покриття моделі виливка модельною пудрою (тальк, лікоподій)

Набивання верхньої опоки формувальною сумішшю не відрізняється від аналогічних операцій, що приведені вище при описі процесу набивання нижньої напівформи.

Ручне виготовлення форм має ряд особливостей.

1. Найбільш сильно ущільнюють формувальну суміш біля стінок і в кутах опоки, що виключає руйнування напівформ при їхньому кантуванні і транспортуванні. Для зміцнення формувальної суміші (великих і частково середніх по розміру форм) використовують сталеві гачки, «солдатики» (дерев'яні палички) і опоки з хрестовинами.

2. Формувальну суміш у нижній напівформі ущільнюють більш сильно, чим у верхньої, тому що при заливанні розплаву вона випробує велике навантаження.

3. Контроль щільності напівформ здійснюють з боку площини їхнього рознімання. Цю операцію досвідчений формувальник здійснює без твердоміра, вдавлюючи в ущільнену формувальну суміш палець руки.

4. Перед зборкою (великих і середніх по розмірі форм) виконують розпушення формувальної суміші по розніманню нижньої напівформи біля стінок опоки. Розпушена суміш служить своєрідним ущільнювачем, що виключає можливе витікання розплаву з форми по її розніманню. Як такий ущільнювач іноді застосовують тонку прокладку з густо замішаної глини. Напівформи перед зборкою піддають поверхневому чи повному тепловому сушінню (для зміцнення формувальної суміші, а також зменшення газовиділення при заливанні розплаву у форму).

5. При виробництві великих, середніх і частково дрібних по масі виливків з метою запобігання утворення на них пригару і поліпшення якості литої поверхні, робочі поверхні напівформ покривають протипригарною фарбою.

6. При формуванні дрібних по розмірі форм ливникові чаші (чи лійки) вирізують гладилкою чи виконують по моделі у верхній напівформі. При формуванні середніх і великих форм ливникові чаші виготовляють у виді спеціальних нарощалок чи стрижнів, що встановлюють на верхній напівформі, після перекриття нею нижньої напівформи. При цьому отвір чаші точно центрують по отворі стояка. Потім чашу з усіх боків обкладають формувальною сумішшю. У тому випадку, якщо використовується ливникова чаша-нарощалка, виконують нарощування випора (чи прибутку).