2. Классификация формовочных материалов

Исходя из теоретических положений о формировании свойств формовочных и стержневых смесей, а также процессов, происхо­дящих в литейной форме при ее изготовлении и эксплуатации, сде­лаем вывод, что основное влияние на качество будущей отливки оказывают исходные формовочные материалы. Учитывая огромное многообразие материалов, используемых для приготовления смесей и противопригарных красок, в зависимости от выполняемых функ­ций их укрупненно можно разделить на три основные группы:

- основная огнеупорная часть, называемая наполнителем;

- связующие материалы, служащие для придания смесям тре­буемой прочности;

- вспомогательные материалы (добавки), выполняющие функ­ции отвердителей, поверхностно-активных веществ (ПАВ), проти­вопригарных и противоужиминных материалов, а также компонен­тов, способных регулировать такие свойства смесей, как порис­тость, податливость, прилипаемость, текучесть, теплоаккумулируюшая способность, выбиваемость и т.д.

В зависимости от вида сплава, габаритных размеров отливки, ее сложности и серийности производства ко всем составляющим сме­сей и к смесям в целом предъявляются самые разнообразные требо­вания, но общими для всех являются:

- высокая огнеупорность и термостойкость;

- инертность к расплавленному сплаву;

- низкая газотворная способность;

- экологическая безопасность;

- экономическая целесообразность их применения в конкретном технологическом процессе.

Более подробная характеристика основных наполнителей формо­вочных смесей и противопригарных красок приведена в разделе 3.

Одним из основных показателей, определяющих области исполь­зования наполнителя, является его температура плавления или огне­упорность. Так, если у кварцевых песков температура плавления на­ходится в пределах 1550-1713 °С в зависимости от степени чистоты материала, а у оливиновых минералов - 1750-1860 °С, то у цирконо-вых песков этот показатель превышает 2000 °С. Учитывая это, квар­цевые наполнители наиболее эффективно использовались в смесях, служащих для изготовления чугунных отливок. А такие огнеупорные наполнители, как оливиновые и цирконовые пески, - для получения стальных и крупных чугунных отливок. Не менее важным свойством наполнителей с точки зрения протекания процессов кристаллизации отливок являются такие теплофизические характеристики, как теп­лоемкость, теплопроводность, теплоаккумулирующая способность.

Для связующих материалов, формирующих прочностные свой­ства смесей и красок в исходном и нагретом состояниях, также су­ществует ряд характеристик, определяющих качество и возмож­ность использования связующих в тех или иных технологиях изго­товления форм, стержней и противопригарных красок. В разделе 4 представлены современная классификационная система связующих материалов, их основные свойства и области применения.

Что касается добавок, то этому классу вспомогательных мате­риалов иногда незаслуженно уделяется мало внимания. Вместе с тем они играют существенную роль при формировании свойств ^смесей и красок и оказывают большое влияние на качество отливок. Многообразные вспомогательные материалы можно классифицировать по областям применения следующим образом:

а) для использования в составах формовочных и стержневых смесей в качестве отвердителей, материалов, регулирующих меха­нические, технологические, теплофизические свойства, а также снижающих трудоемкость изготовления отливок;

б) для использования в составах противопригарных красок в ка­честве отвердителей, растворителей и регуляторов технологических свойств;

в) для изготовления специальных составов, используемых в тех­нологиях изготовления и сборки форм (замазки, клеи, натирки, жгу­ты и т.д.).

Только изучение свойств и возможностей исходных формовоч­ных материалов позволяет осуществлять правильный синтез смесей с заранее заданными свойствами, гарантирующими высокое качест­во отливок.