Лабораторная работа № 1

Определение основных свойств формовочных смесей

1. Цель работы

1. Изучить основные формовочные материалы и их влияние на свойства формовочных и стержневых смесей.

2. Ознакомиться с приборами для испытания физико-механических свойств формовочных смесей и приобрести практические навыки производства испытаний формовочных смесей.

2. Приборы, материалы

1. Лабораторные смешивающие бегуны.

2. Лабораторный копер.

3. Прибор для определения газопроницаемости смесей.

4. Прибор для испытания смесей на прочность во влажном состоянии.

5. Прибор для ускоренного определения влажности смеси.

6. Технические весы и разновесы.

7. Формовочные материалы: кварцевый песок и глина.

3. Составы и свойства формовочных смесей

Формовочные материалы

Формовочными называют материалы, применяемые для изготовления литейных форм, стержней, формовочных красок и припылов.

Формовочные материалы подразделяют на основные (пески и глины) и вспомогательные. К вспомогательным относят связующие материалы (крепители), противопригарные, высокоогнеупорные и специальные.

Песок и глина – главные составные части большинства формовочных и стержневых смесей. Они являются осадочными горными породами и в природных условиях встречаются не в чистом виде, а в сочетании друг с другом. Их различают между собой по содержанию так называемых глинистых составляющих. Условились зерна размером менее 0,022 мм независимо от их химического состава относить к глинистой, а размером более 0,022 мм – к зерновой составляющей песка. Пески, содержащие до 2 % глинистой составляющей, называются кварцевыми, содержащие свыше 2, но не более 50 %, называются глинистыми, более 50 % – глинами. Чаще всего в качестве основного формовочного материала применяют кварцевые пески.

Важной характеристикой являются размер и форма зерен песка, который оказывает большое влияние на прочность, газопроницаемость, огнеупорность и долговечность смеси.

Глины – основной связующий материал в формовочных смесях. Назначение связующих материалов – обеспечение необходимой прочности смесей в сухом состоянии. Прочность песчано-глинистых смесей в значительной мере определяется происхождением глины, ее минералогическими и химическими свойствами, видом и количеством примесей, дисперсностью частиц.

Преимуществом глины является ее большая прочность в сыром состоянии, малая газотворная способность, низкая стоимость и доступность. К недостаткам следует отнести уменьшение газопроницаемости, текучести и податливости смесей, ухудшение выбиваемости литья и стержней, а также увеличение пригораемости смесей к отливке. Учитывая это, нужно стремиться вводить глину в смеси в возможно меньшем количестве.

В качестве связующих применяют также канифоли, декстрин (получают при обработке картофельного или маисового крахмала), сульфитно-спиртовая барда (отход сульфитного щелока, получаемого при обработке древесины слабой серной кислотой), цемент, жидкое стекло, крепитель 4ГУ (состоит из 25 % канифоли, 25 % масла и 50 % уайт-спирита – особо чистого керосина), крепитель ГТФ (генераторная тяжелая фракция сланцевой смолы).

Высокоогнеупорные материалы: шамот, хромистый железняк, магнезит, асбест.

Противопригарные материалы: каменноугольная пыль, мазут, древесно-угольная пыль, графит, маршалит (пылевидный кварц).

Классификация песчано-глинистых смесей

1. По применению при формовке смеси делят на облицовочные, наполнительные и единые.

Облицовочную смесь употребляют для покрытия рабочей поверхности формы, соприкасающейся с расплавленным металлом. К ней предъявляют наиболее высокие требования, поэтому в ее состав входит до 60 % свежих материалов.

Наполнительная смесь составляет основную часть литейной формы и насыпается поверх облицовочной смеси. Ее приготавливают переработкой выбитой из опок горелой смеси с последующим добавлением небольшого количества (5…10 %) боткойет основную часть литейной формы и насыпается поверх облицовочной смеси. металлом. приготовленнойсвежих материалов.

Единая смесь служит для набивки всего объема формы и применяется при машинной формовке в условиях массового производства. От наполнительной она отличается несколько большим содержанием исходных материалов (10…20 %).

2. В зависимости от состояния форм перед заливкой в них металла смеси подразделяют для сырых форм (формовка по сырому), для сухих форм, для поверхностно-высушиваемых форм, для химически твердых форм.

Смеси для сырых форм в основном состоят из большого количества оборотной смеси (смеси, бывшей в употреблении) и глинистых песков или глины. Для получения литья с более чистой поверхностью в такие смеси вводят каменноугольную пыль или мазут.

Смеси для сухих форм отличаются повышенным содержанием глины и меньшим количеством оборотной смеси, а следовательно, более высокой прочностью и несколько меньшей газопроницаемостью и податливостью. Для повышения газопроницаемости и податливости в эти смеси вводят выгорающие добавки: древесные опилки, торф.

Смеси для поверхностно-высушиваемых и химически твердеющих форм, кроме кварцевого песка, формовочной глины и оборотной смеси, содержат быстротвердеющие крепители, жидкое стекло и др.

3. Смеси различают по роду заливаемого в форму сплава: для чугунного, стального, цветного литья.

Смеси для чугунного литья состоят из кварцевого песка, прочносвязывающих глин и отработанной смеси. Чистота поверхности отливки, повышение механической прочности и противопригарных свойств достигаются введением в единые и облицовочные смеси каменного угля, мазута и связующих.

Смеси для стального литья состоят из высококачественного кварцевого песка, огнеупорной глины и меньшего количества отработанной смеси. Это вызвано тем, что температура заливки стали выше, чем чугуна, следовательно, форма должна быть более огнеупорной. Для упрочнения формы вводят связующие: сульфитную барду, патоку, жидкое стекло. Для получения чистой поверхности вводят до 20 % пылевидного кварца.

Смеси для цветного литья состоят из глинистых песков, отработанной формовочной смеси и мазута. Огнеупорность этих смесей может быть ниже, чем смесей для чугунного и стального литья, так как температура этих сплавов значительно ниже.

4. По характеру использования: формовочные и стержневые смеси.

Смеси для стержней состоят из кварцевого песка (97…100 %), небольшого количества глины или глинистых песков и связующих материалов (3…5 %), для крупных стержней простой формы в состав смеси вводят отработанную смесь (до 40 %) и древесные опилки (3…4 %).

0000000000000000000000000000