10.2 Технология приготовления смесей

Приготовление смесей осуществляют последовательным перемешиванием песка, связующего катализатора отверждения и добавок. Подача, дозировка и загрузка в смеситель исходных составляющих смеси, а также выпуск готовой смеси легко механизируются и автоматизируются применением специального оборудования. Заполнение стержневого ящика смесью и ее уплотнение производят пескодувным способом. Отверждение стержней в ящиках осуществляется выдержкой их на воздухе или продувкой сжатым воздухом, подогретым или нормальной температуры, а также добавлением активного катализатора или без него.

Остальные технологические операции (извлечение стержня, отделку, окраску, сборку и др.) выполняют практически так же, как и при других процессах изготовления стержней.

При массовом и крупносерийном производстве отливок скорость отверждения смеси в ящиках до 0,5—3 мин за счет использования высокореакционных связующих материалов и катализаторов отверждения.

10.3 Регенерация смесей

При заливке жидкого металла в литейную форму, при затвердевании и охлаждении отливки слой формовочной смеси, прилегающей к отливке, нагревается до значительных температур. Самый близкий к отливке слой смеси может нагреваться до температуры, равной температуре жидкого металла. При таком нагреве, который протекает очень резко, в составляющих формовочную смесь материалах происходят изменения их физико-химических свойств.

Зерна кварцевого песка при резком нагревании разрушаются, появляются более мелкие зерна осколочной формы и пыль. Глина при температурах выше 600°С теряет связующие свойства, переходит в инертную пылевидную массу. Связующие быстротвердеющих смесей (органические) выгорают с образованием частиц кокса В жидкостекольных смесях на частицах кварца создается пленка геля кремниевой кислоты, что делает невозможным повторное использование этих смесей. Перечисленные явления приводят к необходимости переработки формовочных смесей для восстановления их первоначальных технологических свойств. Переработку смесей производят также и потому, что формовочные смеси после выбивки отливок содержат частицы металла, формовочные шпильки и другие примеси.

Комплекс технологических операций по очистке смеси от механических примесей и восстановлению ее технологических свойств называют регенерацией. При этом выполняют дробление комков формовочной смеси, просеивание и сушку просеянной смеси, удаление пылевидной фракции и крупных неразрушенных комков.

Металлические примеси удаляют при просеивании смеси или, если эти примеси магнитны, пропускают смеси через магнитный сепаратор.

Разделение формовочной смеси на фракции, включая обеспыливание, осуществляют в гидравлических и механических установках воздушным способом, а также в специальных установках электрокоронной сепарации.

10.4 Противопригарные и вспомогательные материалы и добавки

При формовке по-сырому, чтобы получить отливки из чугуна без пригара, вводят в смеси легко газифицирующиеся углеродосодержащие вещества.

Углеродсодержащие материалы – неотъемлемые компоненты песчано-глинистых (бентонитовых) формовочных смесей для производства чугунных отливок в массовом и серийном производстве. До недавнего времени основным таким материалом в нашей стране был молотый (гранулированный) каменный уголь. Однако в последние несколько лет начато производство и освоение на ряде предприятий новых, более эффективных материалов - заменителей угля. Разработано и поставляется большое количество различных материалов, в той или иной степени свободных от перечисленных недостатков. К их числу следует отнести в первую очередь комплексные добавки, иногда называемые также синтетическими углями. Основное отличие таких добавок – повышенный в 1,5-2 раза по сравнению с углем выход блестящего углерода и, соответственно, уменьшенный расход; изменяемые по требованию заказчика интервал пластического состояния (противоужиминный эффект) и санитарно-гигиенические характеристики. Гладкая поверхность чугунных отливок достигается путем выделения в зоне контакта "металл - стержень" тонкого слоя блестящего углерода, основным источником которого являются продукты термодеструкции компонента 2 (полиизоцианата).

С другой стороны, блестящий углерод иногда приводит к образованик) дефекта типа складчатости на поверхности отливок - в этом случае выход блестящего углерода ограничивают путем введения в смесь добавок Fe2O3.

Добавки: оксид железа – увеличивает теплопроводность, предотвращает растрескивание стержней, улутшает качество и уменьшает шереховатость поверхности отливок, связывает атомарный азот; графит кристаллический – повышает теплопроводность и огнеупорность смеси; стеарат цинка или кальция – уменьшает прилипаемость стержневой смеси к оснастке, увеличивает живучесть и текучесть смеси.

Наряду с основными исходными материалами иногда применяют дополнительные добавки и смесь, предназначенные для улучшения некоторых технологических свойств смеси и стержней, например для увеличения живучести смеси, улучшения противопригарных свойств, податливости стержней, предотвращении образования подкорковой газовой пористости и просечек. В качестве таких добавок применяют оксид железа, древесную муку. этиловый спирт, оксид алюминия, колчедановый огарок, керосин.

Литейный клей применяют для склеивания стержней. Клей должен иметь хорошую кроющую способность при нанесении на склеиваемые поверхности, обладать минимальной гигроскопичностью, обеспечивать необходимую прочность склеивания. Прочность клеевого соединения определяют при растяжении предварительно раскаленные по минимальному сечению и склеенных стандартных стержней – восьмерок с последующим испытанием высушенных и охлажденных образцов.

Пример литейного клея: огнеупорная глина – 60%, декстрин – 40%, прочность на разрыв 7 кгс/см².

Замазки применяют при окончательной отделке стержней, для доделки поверхностных дефектов (швов, трещин и т.п). Они должны иметь хорошую пластичность, после подсушки не должны давать трещин и отслаиваться от стержней.

Пример замазки: графит 65,9%, тальк 25,43%, бентонит 8,67%, вода 69% (сверх 100%). Для сохранения пластичности замазку хранят в закрытой таре.