Показники міцності суміші на розрив, кПа

Грами	Кілограми
	0	1	2	3	4	5	6
0	-	160	320	480	640	800	960
50	8	168	328	488	648	808	968
100	16	176	336	495	656	816	976
150	24	184	344	504	664	824	984
200	32	192	352	512	672	832	992
250	40	200	360	520	680	840	1000
300	48	208	368	528	688	848	-
350	56	216	376	536	696	856	-
400	64	224	384	544	704	864	-
450	72	232	392	552	712	872	-
500	80	240	400	560	720	880	-
550	88	248	408	568	728	882	-
600	96	256	416	576	736	896	-
650	104	264	424	584	744	904	-
700	112	272	432	592	752	912	-
750	120	280	440	600	760	920	-
800	128	288	448	608	768	928	-
850	136	296	456	616	776	936	-
900	144	304	464	624	784	944	-
950	152	312	472	632	792	952	-

6. Добір формувальних сумішей

Якість та вартість відливок у значній мірі залежить від вірного вибору складу, технологічних властивостей формувальних сумішей.

При виборі складу формувальної суміші враховують:

- тип металу, що заливається та умови взаємодії металу з формою;

- складність та відповідальність відливок;

- наявність необхідних вихідних матеріалів;

- серійність виробництва;

- технологію виготовлення та збирання форм;

- планову собівартість відливки.

Технологічні властивості форми залежати від формувальної суміші.

Єдині суміші для отримання форм на автоматичних лініях повинні мати високі і постійні властивості: міцність, газопроникність, пластичність. Такі властивості досягаються застосуванням високоякісних матеріалів - кварцових пісків, бентонітових глин і спеціальних домішок.

Формувальні суміші, використовувані при виробництві стальних відливок, повинні володіти високою міцністю і термохімічною стійкістю, оскільки температура заливки сталі значно вище температури заливки інших ливарних сплавів.

Формувальні суміші для форм чавунних відливок виготовляють звичайно із глинястих пісків. Для дрібних відливок при машинній формовці застосовують єдині суміші, які по складу і властивостям близькі до облицювальних сумішей. В якості протипригарної домішки в суміш для формовки по-сирому добавляють кам’яновугільний порошок.

При формовці по-сирому крупних форм використовують облицювальну і наповнювальну суміші. В облицювальні суміші для формовки по-сухому, особливо форм для тонкостінних складних відливок, в якості підвищення піддатливості добавляють тирсу або торф’яні крихти. Наповнювальну суміш звичайно не освіжають; вона представляє собою оборотну суміш.

Формувальні суміші, використовувані при виготовлені форм для відливок із кольорових сплавів повинні забезпечувати в першу чергу чистоту поверхні відливок. Особливо це важливо для сплавів, які мають велику рідкотекучість, наприклад для олов´янистих бронз. При виготовлені відливок із кольорових сплавів вогнетривкість сумішей має другорядне значення, так як сплави розливають при відносно низьких температурах.

Для запобігання утворення механічного пригару формувальні і стержневі суміші приготовляють із дрібнозернистих пісків. В формувальні суміші вводять велику кількість відпрацьованої суміші. При виготовлені відливок із мідних сплавів в суміш в якості протипригарного засобу добавляють мазут.

Для алюмінієвих сплавів стержні і форми повинні бути особливо піддатливі, так як при високих температурах міцність алюмінієвих сплавів незначна.

Магнієві сплави відрізняються великою хімічною активністю. В сирих піщаних формах магній розкладає вільну воду, а в сухих вступає в взаємодію з хімічно зв’язаною водою. Для захисту магнію від окислення в процесі заливки і остаточного охолодження в формувальну і стержневу суміші добавляють 4 - 10% фтористої присадки (суміш кислого фтористого амонію NH₄F*HF і борної кислоти Н₃ВО₃ ), сірий колір або чисту борну кислоту.

До стержневих сумішей висувають вимоги більш жорсткі, ніж до формувальних. Міцність стержня в сухому стані і його поверхнева твердість повинні бути вище вказаних параметрів форми. Стержневі суміші повинні мати велику вогнетривкість, піддатливість і невелику гігроскопічність, особливо при формовці по-сирому, високу газопроникність і малу газотвірну здатність, хорошу вибиваємість.

При одиничному i серійному виготовленні форм i стержнів широ­ко застосовують пiщано-рiдиносклянi суміші. Одною із причин широкого використання цих сумішей є можливість зміцнення виготовлених форм і стержнів без теплової дії. Зміцнення форм та стержнів може бути проведено, як витримуванням на повітрі (підв'ялюванням), так і продуванням вуглекислим газом або введенням у суміш хімічного реагенту, що викликає аналогічно вуглекислому газу коагуляцію рідкого скла. Другою причиною являється те, що завдяки тепловому сушінню тривалість процесу зміцнення цих сумішей значно менша, ніж піщано-глиняних. Третьою причиною широкого застосування цих сумішей можна вважати відносно низьку вартість рідкого скла й простоту його виготовлення. Однак ці суміші важко вибиваються, погано піддаються регенерації і дають підвищений пригар на чавунних відливках.

Пластичні самотвердiючi суміші виготовляються по двостадійній технології. Спочатку роблять базову суміш. На ділянку формування вона попадає в лопатевий змішувач у кількості, необхідній для виготовлення одної форми. Одночасно в змішувач уводять 2-3% ферохромового шлаку, який служити для затвердіння суміші. Після перемішування протягом 45-60 с готова суміш подається в опоку і розподіляється по поверхні моделі як облицювальна. Потім в опоку подається наповнювальна суміш, і форма ущільнюється струшуванням. Рідке скло і ферохромовий шлак взаємодіють по всьому об'єму суміші, у результаті вона твердіє. Після виготовлення форми з неї можна зразу ж вилучати модель, через 30 хв. на поверхню форми можна нанести покриття, а через 4-6 год. заливати металом.

Важливим досягненням вітчизняних учених являється розробка технології виготовлення форм i стержнів із наливних самотвердіючих сумішей (табл. 5.9-5.12). Переваги вказаної технології полягають у тому, що виключається трудомістка операція ущільнення форми: наливну суміш заливають у стержневий ящик або в опоку, де вона твердіє при нормальній температурі.

ХТС застосовують переважно для виготовлення стержнів, що пояснює високу вартість сполучників i ускладнення регенерації цих сумішей. Для виготовлення ХТС використовують кварцовий пісок, який містить не більше 0.5% глиняної складової і вологістю 0.3-0.5%. Підвищена вологість уповільнює твердіння суміші. Температуру піску слід підтримувати в межах 18-30 ^оС.

При крупносерійному i масовому виробництві ефективний процес виготовлення форм i стержнів у гарячій оснастці. Основу сумішей для цього процесу складають кварцові піски із зернистістю 02, 016,01. У якості сполучників використовують синтетичні смоли й інші швидкотвердіючі матеріали. Покращення технологічних властивостей досягається введенням різних добавок (оксид заліза, срібний графіт, стеарин цинку або кальцію й ін.). Для виготовлення стержнів у гарячих ящиках використовують сухі і сирі суміші.

Сухі пiщано-смолянi суміші поділяють на механічні i плакувальні. Механічну суміш піску, порошкоподібного сполучника й домішок використовують обмежено, тільки при бункерному способі формування оболонкових стержнів, коли суміш знаходиться в закритому об'ємі і не відбувається розшарування компонентів.

Більш технологічні плакувальні суміші. Вони представляють собою сухий зернистий матеріал, зерна якого покриті плівкою, у склад плівки входять сполучники й добавки. Для нанесення плівки на зерна піску застосовують холодний, теплий і гарячий способи плакування.

Основу пiщано-смоляних стержневих сумішей складають кварцові піски. Для прискорення затвердіння в них уводять каталізатори, а для регулювання технологічних властивостей - різноманітні добавки. У якості сполучників використовують синтетичні термореактивні смоли і полівиніловий спирт.