1. Властивості формувальних матеріалів і сумішей

Значну частину виливків з різних сплавів отримують в одноразових формах. Для виготовлення ливарних форм суміші ущільнюють навкруг моделі, а при виготовленні стержнів (частин ливарної форми, з допомогою яких отримують внутрішні порожнини або складні зовнішні обриси виливків) - в стержневих ящиках. Щоб покращити якість поверхні виливків форми і стержні припилюють або покривають шаром фарби. Формувальні і стержневі суміші, а також фарби і припили готують змішуванням різних вихідних матеріалів.

Вихідні матеріали поділяють на основні (піски, глини сполучні) і допоміжні (протипригарні додатки, фарби і інші матеріали). Якість основних, допоміжних матеріалів і методи їх випробувань регламентується стандартами або технічними умовами.

В залежності від умов роботи і технологічного процесу виготовлення виливки формувальні і стержневі суміші повинні мати наступні основні властивості:

1) міцність - властивість форм і стержнів не руйнуватись під дією зовнішніх зусиль;

2) поверхневу міцність (обсипальність) - опір поверхневого шару форми або стержня стираючим зусиллям;

3) поверхневу твердість - властивість поверхні форми (або стержня) чинити опір проникненню в неї більш твердого тіла;

4) газопроникність - властивість суміші пропускати через себе гази;

5) малу газотворність - властивість суміші виділяти гази при нагріванні;

6) текучість - властивість суміші переміщуватись під дією зовнішніх зусиль або власної ваги;

7) піддатливість - властивість форм і стержнів стискатись при усадці виливка, який застигає;

8) низьку гігроскопічність-властивість компонентів суміші поглинати вологу з оточуючого середовища;

9) малу липкість-властивість суміші прилипати до стінок моделі або стержньового ящика;

10) вогнетривкість-властивість суміші витримувати високу температуру без оплавлення;

11) низьку пригарність-властивість суміші приварюватись до стінки виливка в результаті механічної і хімічної взаємодії з металом;

12) високу здатність до вибивання - властивість форм і стержнів легко руйнуватись після охолодження виливки;

13) довговічність-властивість суміші зберігати свої властивості після повторного використання;

14) “живучість”-властивість суміші зберігати свої фізико-механічні властивості від моменту їх приготування до використання.

В ливарних цехах контроль якості формувальних і стержньових сумішей зводиться до визначення наступних фізико-механічних характеристик: вологості, газопроникності, границі міцності при стиску у вологому і висушеному станах, границі міцності при розтягу, а іноді при зрізі і згині. Крім цього, при розробці нових складів сумішей проводять визначення газотворності, обсипальності, поверхневої твердості, довговічності, текучості, здатності до вибивання і “живучості”.

1.1. Склад формувальних сумішей

Необхідні властивості формувальних сумішей досягають шляхом підбирання відповідного складу: піску, глини і різних додатків.

Піски. Основною частиною формувальних пісків являються зерна кварцу (кремнезем, SiO₂). Крім них в склад пісків входять глинясті мінерали (не більше 50%). В залежності від вмісту кремнезему піски діляться на класи (таблиця 1).

Таблиця 1

Класифікація формувальних пісків

		Вміст гли-	Вміст	Вміст шкідливих домішок, %
Пісок	Клас	нястих складових, %	SiO2, %	Сірка сульфідна	Оксиди лужних і лужно-земелних металів	Оксид заліза
Кварцовий	1К	до 2	97	не допус-кається	K2O+ +Na2O1,5 CaO+ +MgO1,0	0,75
	2К	до 2	96	0,25	1,5	1,0
	3К	до 2	94	0,25	2,0	1,5
	4К	до 2	90			
Кварцово- польовошпатовий	КП	до 2	90			
Пісний	П	2 до 10				
Напівмасний	НЖ	10 до 20				
Масний	Ж	20 до 30				
Дуже масний	ДЖ	30 до 50				

Зерновий склад піску визначається за допомогою ситового аналізу - розсіву піску через набір стандартних сит. Основною фракцією піску вважається найбільша сума залишків просіяного піску на трьох суміжних ситах, показаною у вагових частинах. Для розсіювання піску встановлено наступний набір сит:

Таблиця 2