Тема 1.3.2 Модельный комплект, его назначение и состав. Формовочные и стержневые смеси

Вопросы:

1. Модельный комплект: литейная модель, стержневой ящик, опоки, модели выпоров и каналов литниковой сис­темы; их назначение и характеристика.

2. Формовочные и стержневые смеси, их виды, состав.

3. Приготовление формовочных и стержневых смесей.

1. Модельный комплект – это комплект формовочных приспособлений, необходимый для образования при формовке рабочей полости литейной формы. В его состав входят:

Литейная модель (рис. 5, а) – приспособление для получения в литейной форме отпечатка, соответствующего конфигурации и раз­мерам отливки. В зависимости от сложности изготовляемой отливки модели делают цельными и разъемными из двух и более частей. Верти­кальным стенкам модели придают конусность, называе­мую формовочным уклоном, который необходим для облегчения выемки модели из формы. Значение уклона зависит от размера модели и составляет 0,5...2,5°. Чем больше размер модели, тем меньше уклон. Размеры мо­дели должны быть больше размеров отливки на значе­ние усадки металла. Усадкой называют Рис.5

уменьшение раз­меров отливки при ее охлаждении. Для чугунов усадка равна 1%, а для сталей – 2%. Во многих отливках пре­дусматривают припуски на механическую обработку.

Стержне­вой ящик – приспособ­ление, имеющее рабочую полость для получения в ней стержня нужных размеров и очертаний из стержневой смеси. Стержневые ящики чаще всего делают разъемными из двух частей (рис.5, б).

Литейный стержень является элементом литейной формы и служит для образования отверстия, полости или иного сложного контура в отливке.

Литниковая си­стема – это система каналов и элементов литейной формы для подвода расплавленного металла в полость формы, обеспечения ее заполнения и питания отливки при затвердевании. В её состав входят чаша, стояк, шлакоуловитель, питатель и выпор.

Мо­дели и стержневые ящики делают из дерева (единичное про­изводство), чугуна, алюминиевых сплавов, пластмасс и других материалов (серийное и массовое производство). Модельной плитой называют плиту, на которой закрепляют части модели и литниковую систему, служащую для набивки одной из парных опок при неразъемных моделях.

2. Формовочная смесь – многокомпонентная смесь фор­мовочных материалов, в состав которой входит кварцевый песок, глина, молотый каменный уголь, опилки и др. до­бавки.

Формовочные смеси должны обладать прочностью, пластичностью, газопроницаемостью, непригораемостью, податливостью и долговечностью. Прочность – способ­ность не разрушаться при изготовлении разовой литей­ной формы и в процессе заполнения ее металлом. Подат­ливость – способность сжиматься при усадке металла. Долговечность – способность формовочной смеси к мно­гократному использованию. Все эти требования обеспе­чиваются соответствующим составом смеси. Чем больше глины в формовочной смеси, тем выше ее пластичность и прочность, но ниже газопроницаемость. Каменноуголь­ная пыль, мазут, графит улучшают непригораемость, а опилки – поддатливость смеси.

По назначению формовочные смеси делят на облицо­вочные, наполнительные и единые. Облицовочной формо­вочной смесью покрывают модель первым слоем. Наполнительная смесь служит для наполнения формы после нанесения обли­цовочной смеси. Единую смесь (формовочную или стержневую) используют одно­временно в качестве облицовочной и наполнительной смеси и применяют при машинной формовке.

Стержневые смеси служат для изготовления песча­ных стержней. Состав и свойства стержневых смесей зависят от их назначения.

Стержневой смесью называют многокомпонентную смесь формовочных материалов, соответствующую усло­виям технологического процесса изготовления неметал­лических линейных стержней. Данные смеси состоят из кварцевого песка (до 97%), глины (до 3%) и крепите­лей (патока, декстрин, льняное масло и др.).

Свойства такой смеси следующие: газопроницаемость не менее 70 см/мин, пре­дел прочности при сжатии в сыром состоянии 0,15…0,25 кгс/см², предел прочности при растяжении в сухом состоянии 4…5 кгс/см².

3. Технологический процесс приготовления формовоч­ных смесей заключается в перемешивании составляю­щих компонентов смеси с последующим ее выстаиванием и разрыхлением.

Рис. 6 Рис. 7

Перемешивание производится в сме­шивающих бегунах (рис. 6). Время перемешивания сос­тавляет для единой смеси 3…5 мин, для наполнительной смеси около 3 мин и для облицовочной смеси 6…10 мин. Затем формовочные смеси загружают в бункера, где выстаиваются в течение нескольких часов для равномер­ного распределения влаги. Перед подачей в формовоч­ное отделение смесь разрыхляют аэраторами (рис. 7) или передвижными ленточными разрыхлителями. Под­готовка исходных материалов и приготовление формо­вочных смесей производится в землеприготовительном отделении.

Горелая, отработанная смесь, выбитая из опок перед повторным использованием, подвергается переработке, которая состоит из охлаждения, отделения металличес­ких включений (брызг металла, каркасов стержней, кусков холодильников), размельчения и просеивания. Для удаления металлических частиц применяют магнит­ный сепаратор, а для просеивания – сита барабанного ти­па. Для размятия твердых комьев смеси, образующихся после выбивки сухих форм, применяются гладкие валки.

Затем, для придания формовочной смеси указанных выше свойств, в нее вводят необходимое количество све­жих материалов (песок, глину и пр.) и воды, после чего смесь тщательно перемешивается в смешивающих бе­гунах.

Процесс приготовления стержневых смесей заклю­чается в перемешивании составляющих компонентов смеси в смешивающих бегунах в течение 12 мин и последующем выстаивании ее в бункерах. Приготовле­ние смесей производится в землеприготовительном от­делении. Отсюда готовая смесь транспортируется в от­деление изготовления стержней.