15.3.3. Формовочные и стержневые смеси. Литейные формы и стержни.

Формовочные смеси применяют для изготовления форм разового литья, а стержневые смеси для изготовления стержней. Следует учесть, что стержни работают в более тяжелых условиях (со всех сторон окружены жидким металлом) и поэтому к стержневым смесям предъявляют самые высокие требования.

Разовые литейные формы изготовляют из песчаных формовочных смесей. Состав смесей зависит от свойств литейного сплава. Формовочные смеси должны об­ладать необходимым комплексом свойств, чтобы отливка отвечала определенным требованиям. Главные из этих свойств: огнеупорность, пластичность, прочность, га­зопроницаемость, непригораемость, податливость, безвредность для работающих. Формовочную смесь после разрушения формы не выбрасывают, а применяют для из­готовления очередной порции формовочной смеси. Отработанную формовочную смесь называют оборотной или горелой землей. Например, на одном из заводов при­меняют:

при производстве отливок из серого чугуна, %		при производстве крупных стальных отливок, %
оборотная смесь кварцевый песок глинисто-угольная эмульсия крепитель влажность	80-95 7-12 0,5-1,0 1,0-1,2 3,8-4,4	оборотная смесь песок жидкое стекло влажность	50 40 5,5-6,0 3,4-4,5

С технико-экономической точки зрения формовочные смеси можно изготов­лять трех типов: облицовочные (дорогие), наполнительные (дешевые) и единые (имеющие оптимальные свойства).

Дозировка составляющих формовочных смесей осуществляется на специаль­ных устройствах. В полупостоянную форму литейный сплав заливают несколько раз и ее не раз­рушают при извлечении отливки. Такие формы изготовляют из огнеупорных мате­риалов, шамота, асбеста, графита и др.

Постоянные формы изготавливают из легированных сталей или чугуна. Каж­дая такая форма выдерживает, в зависимости от свойств заливаемого сплава, от не­скольких десятков до нескольких тысяч заливок. Эти формы дороги и их применение экономически оправдано в условиях серийного и массового производства отливок.

Для получения в отливках отверстий и полостей применяют литейные стержни. При производстве отливок из легкоплавких сплавов применяют сборные стальные стержни, но в большинстве случаев их изготовляют из песчаных стержневых сме­сей. Для повышения прочности стержни армируют стальным или чугунным, каркасом. Для увеличения газопроницаемости в них изготовляют газоотводные каналы. Как правило, стержни сушат, что также повышает прочность и газопроницаемость. Применение специальных крепителей ускоряет процесс сушки. Примеры составов стержневых смесей, взятые из практики работы одного из заводов следующие:

Для отливок из серого чугуна, %		Для стальных отливок, %
песок кварцевый глина огнеупорная сульфатная барда крепитель влажность	90 2,8 4,8 2,4 2,2-2,8	песок кварцевый глина огнеупорная сульфатная барда крепитель влажность	94 0,9 2,3 2,8 2,0-2,8

Стержни изготовляют в стержневых ящиках.

Литейные формы изготовляют в специальных жестких рамках - (токах, кото­рые защищают форму от разрушения. Опоки могут быть стальными, чугунными и деревянными.

В последний период времени на многих заводах внедрен принципиально иной технологический процесс изготовления стержней и форм из жидких самотвердею­щих смесей.

Сущность этого метода заключается в том, что в песчано-шлаковые смеси вво­дят в определенном соотношении химические добавки (продукты переработки нефти, щелочь, жидкое стекло и др.) под действием которых смеси переходят в «жидко-подвижное» состояние. Жидкие смеси заливают в стержневые ящики (или на модели) и через 30-50 мин получают твердые стержни или формы. Процесс самозатвердевания смеси происходит на воздухе без подогрева и одновременно по всему объему стерж­ней и форм.

Устранение операции уплотнения стержней и форм резко снижает трудоем­кость их изготовления в & несколько раз повышает производительность труда и съем литья с единицы площади цеха. Применение жидких самотвердеющих смесей (ЖСС) улучшает также условия труда - устраняет пыль и шум, производимый формовочны­ми машинами. Значительно снижается брак отливок и улучшается их качество - по­вышаются точность и чистота поверхности. Эта технология применена для изготов­ления любых по размерам форм и стержней для чугунного, стального и цветного ли­тья в условиях индивидуального, мелкосерийного и крупносерийного производства.