§ 7.1.2. Вимоги до стрижнів

При заливанні розплаву у форму й у наступні періоди кристалізації й охолодження виливка стрижні, як правило, піддаються сильному тепловому і силовому впливам. Тому до стрижнів пред'являють більш високі експлуатаційні вимоги, чим до форм.

При укладанні (на сушильні плити) і транспортуванні сирі стрижні піддаються ударам і вібрації, що приводить до їх часткової деформації, а коли знаходяться тривалий час у сирих формах сухі стрижні усмоктують вологу з формувальної суміші, тим самим зменшують міцність і збільшують свою газотворну здатність.

У зв'язку з такими умовами експлуатації стрижні в сирому стані повинні мати високу міцність, а сухому – високу загальну і поверхневу міцності, мінімальну гігроскопічність і газотворну здатність, а також високу газопроникність, піддатливість, вибиваємість і непригораємість до виливка.

Усі перераховані вище і необхідні при експлуатації властивості стрижнів забезпечуються в такий спосіб:

• висока загальна міцність у сиром стані – застосуванням арматури, каркасів і складів стрижневої суміші, що підбираються ретельно, а також гачків, шпильок (цвяхів) для зміцнення виступаючих і тонких частин стрижня, підвищенням ступеня ущільнення стрижневої суміші, сушінням і використанням хімічнотвердіючих стрижневих сумішей;

• висока поверхнева міцність – покриттям стрижнів зміцнювачами (водяними розчинами сульфітної барди й іншими сполучними матеріалами);

• висока газопроникність – застосуванням для стрижневої суміші грубозернистих однорідних пісків зі зниженим змістом глини, виконанням у стрижнях штучних вентиляційних каналів, використанням, як каркаси, труб з отворами в стінках, застосуванням капронових газопроникних шнурів, висмикуванням через знак стрижня з його внутрішньої частини гумових джгутів, заповненням середньої частини стрижнів шлаком чи іншим пористим матеріалом і т.д.;

• гарна піддатливість— введенням у стрижневу суміш органічних добавок (тирса, торф і т.д.), що у процесі формування виливка вигорають, а також зниженням змісту глини в стрижневій суміші і застосуванням оболонкових і різних пустотілих стрижнів;

• непригораємість до виливка – введенням до складу стрижневих сумішей добавок які містять вугілля, високовогнетривких матеріалів, а також покриттям стрижнів протипригарними фарбами і натираннями;

• в ибиваємість стрижнів з виливків — використанням сполучних, вигоряючих при формуванні виливка, і наповнювача (тирса, торф і т.п.), а також зменшенням вмісту глини. У стрижні, виготовлені із сумішей, що містять рідке стекло (для полегшення вибивки з виливків), уводять мелене кам'яне вугілля, графіт, вапняний шлак ферохромового виробництва, торф'яну золу й інші матеріали.

§ 7.1.3. Конструктивні елементи стрижнів

У стрижнях розрізняють основу, що служить для оформлення порожнин і інших частин виливків, а також опорні знаки. Знаки призначені для точної установки і надійної фіксації стрижня в строго визначеному місці порожнини форми, а також для видалення газів зі стрижня, під час заливання форми розплавом і охолодження виливка.

З ручність установки стрижня у форму забезпечується доданням знаку достатньої конусності, а також наявністю зазорів між знаковими частинами форми і знаками стрижня. На мал. 7.6 приведені найбільш характерні способи установки і фіксації стрижнів у формі на знаках.

Правильність установки і надійність кріплення стрижня у формі забезпечується обґрунтованим вибором розмірів знаків, зазором між знаком стрижня і відповідною знаковою порожниною форми, а також пристроєм на знаках стрижнів фіксаторів. Для запобігання повороту стрижня навколо горизонтальної осі на одному з його знаків виконують фіксатори у виді прямого зрізу (мал. 7.7, а) чи у виді двох косих зрізів (мал. 7.7, б).

Фіксатор у виді трапецевидного виступу (мал. 7.7, в) одночасно виключає поворот стрижня навколо горизонтальної осі і подовжній зсув у формі. У стрижнях з вертикальними знаками поворот стрижня у формі щодо вертикальної осі усувається фіксаторами у виді зрізу нижнього знака (мал. 7.7, г).

У практиці зустрічаються випадки, коли доцільно закріплювати стрижні у верхній напівформі. Для того щоб стрижень не вивалився при спарюванні напівформ, його закріплюють за допомогою гаків з різьбленням і гайками (мал. 7.8, а) чи підв'язкою дротом (мал. 7.8, б).

Каркаси. Для підвищення міцності, зручності транспортування й установки у форми великих, середніх і частково дрібний стрижнів у них при виготовленні закладають арматуру у виді каркасів. З урахуванням матеріалу каркаси підрозділяють на дротові, литі, комбіновані і спеціальні.

Д ротові каркаси (мал. 7.9, а) застосовуються для невеликих стрижнів. Виготовляють їх із дроту діаметром 2-б мм і прутків діаметром до 20 мм відпаленої вуглецевої (м'якої) сталі. При виробництві фасонних каркасів сталеві елементи зв'язують дротом діаметром 0,6—2 мм.

Литі каркаси-планки (мал. 7.9, б) і каркаси у виді рамок з литими торцями (мал. 7.9, в) найчастіше відливають із сірого чавуна і рідше з вуглецевої сталі.

Комбіновані каркаси (мал. 7.9, г) являють собою сполучення литої чавунної підстави з дротовими елементами, а іноді і з литими торцями 3.

Спеціальні каркаси можуть мати форму коробки (мал. 7.9, д) чи труби (мал. 7.9, е) чи іншого пустотілого елемента з безліччю наскрізних отворів у стінках, необхідних для виведення газів зі стрижня.

Р озміри каркаса повинні бути на 10—60 мм менше відповідних частин стрижня, у яких вони розміщаються. Вески каркаса 2 з'єднують з основою каркаса так, щоб забезпечити зручність установки стрижня у формі. При наявності однієї вески її приєднують до підстави каркаса в середині так, щоб вона проходила через центр ваги стрижня. Великі і довгі стрижні постачають двома чи більше весками.

Вентиляційні елементи стрижнів. Для висновку газів зі стрижнів в атмосферу (мал. 7.10) додатково до заходів щодо збільшення газопроникності стрижневої суміші в середніх і великим по розмірі стрижнях передбачають спеціальні газовивідні канали або їхню внутрішню частину заповнюють пористим матеріалом (наповнювачем).

Холодильники — металеві пристосування, що розміщають в окремих частинах стрижня для прискорення затвердіння й охолодження найбільш масивних частин виливка. У якості холодильників використовують чавунні, сталеві литі фасонні елементи, шпильки, цвяхи. Іноді для цієї мети в стрижневу суміш додають чавунну стружку.

Шпильки і цвяхи застосовують для зміцнення стрижнів прошпилюванням, а також як холодильники.