Тема 2.2 Формові і стержневі суміші

1. Види формових сумішей та їх застосування.

2. Стержневі суміші.

3. Суміші для швидкісних технологій.

4. Протипригарні покриття і пасти.

5. Підготовка формувальних матеріалів.

6. Приготування формувальних і стержневих сумішей.

7. Визначення властивостей формувальних і стержневих сумішей.

Види формових сумішей та їх застосування

Формова суміш повинна мати такі властивості:

1. Пластичність – здатність деформуватися під дією зовнішніх сил для одержання відбитку моделі.

2. Міцність – здатність опиратися руйнуванню, щоб суміш могла витримати складання й заливку.

3. Вогнетривкість – здатність опиратися розм’якшенню під дією температури розплаву для запобігання пригару на відливках.

4. Газопроникність – здатність пропускати гази, які утворюються у формі при заливці.

5. Довговічність – здатність зберігати властивості при повторних заливках, важлива для економії свіжих формових матеріалів.

6. Податливість – здатність зменшувати об’єм, не перешкоджаючи усадці сплаву.

7. Здатність до вибивання – здатність легко видалятися з відливки при вибивці.

8. Негігроскопічність – здатність не поглинати вологу з повітря.

9. Низька газотворність – здатність виділяти пари і гази при заливці.

Формові суміші класифікують в залежності від:

1. характеру використання: облицювальні, наповнювальні, єдині;

2. стану форм перед заливкою: суміші для сирих форм, суміші для сухих форм, суміші, які підсушують, суміші для хімічно тверднучих форм;

3. роду металу: для відливок з чавуну, сталі, кольорових сплавів.

Облицювальна суміш застосовується для облицювання робочої поверхні форми, її наносять при формовці на модель шаром 15-100мм (залежно від товщини стінки і маси відливки), решту об’єму опоки заповнюють наповнювальною сумішшю. Застосування облицювальних сумішей скорочує витрати свіжих формувальних матеріалів і добавок на 1 т придатного литва, але ускладнює технологію і механізацію виготовлення форм.

Наповнювальна суміш – це оборотна суміш (перероблена), до її складу вводять до 6% свіжих матеріалів (або не вводять зовсім), служить для заповнення об’єму опоки зверху облицювальної суміші. Міцність її менше, ніж облицювальної, але газопроникність більше.

Облицювальну і наповнювальну суміш застосовують при виготовленні крупних форм.

Єдина суміш застосовується для наповнення всього об’єму форми, в основному, при машинній та автоматичній формовці дрібного і середнього литва, що заливають в сирі форми. Виготовляють з вогнетривких пісків і глин з великою зв’язуючою здатністю; для повторного застосування в них вводять достатню кількість свіжих матеріалів. За властивостями займає проміжне положення між наповнювальною і облицювальною сумішшю.

Відливки виготовляють в сирих і сухих формах.

Сирі форми – скорочується цикл виготовлення відливки, але мала міцність форми, тому в них одержують відливки масою до 3000 кг.

Сухі форми – для середніх і крупних відливок масою від 500 кг, вони мають підвищену міцність і газопроникність. Сухі форми попередньо фарбуються, а потім сушаться в сушильних печах протягом 8—12 год; такий процес трудомісткий и дорогий, тому там, де можливо, застосовують більш досконалі способи одержання відливок в хімічно тверднучих і підсушених формах.

Підсушені форми використовують для одержання з чавуну або сталі відповідальних відливок масою до 5000 кг, а також в тому випадку, коли в сирих формах вони отримуються недостатньо хорошої якості. Робочий шар підсушеної форми виготовляється з суміші, яка містить швидкосохнучий кріпильник. Підсушка виконується в сушильних установках, витрати часу на підсушку від 15 до 45 хв.

Вибір формової суміші для чавунних і стальних відливок залежить від маси і товщини стінки відливки та технології виготовлення форми.

В суміші для сирих форм для чавунних відливок вводять молоте вугілля (3-8%) для підвищення протипригарних властивостей і газопроникності, застосовують міцнозв’язуючі глини або бентоніт, вологість – 4 – 7%.

В суміші для сухих форм для чавунних відливок вводять деревну тирсу для підвищення податливості, застосовують середньозв’язуючі глини, вологість – 6 – 8%.

Піски для чавунних відливок – кварцові та глинисті.

Типовий склад і властивості формових сумішей (облицювальних) для чавунних відливок:

Вид суміші	Характеристика відливок		Склад суміші, %			Характеристика суміші
	маса, кг	товщина стінки, мм	оборотна суміш	свіжі матеріали	молоте вугілля	зерновий склад	вологість, %	газопро-никність, од.	міцність на стискання, кПа
Для формовки по-сирому	< 20	10	59-78	20-38	2-3	01-016	4,5-5,5	25-35	29-49
	20-200	25	40-78	20-52	2-8	016-02	4-5,5	40-60	29-49
Для формовки по-сухому	>100	30	35-70	27-62	деревна тирса 3-12	03	6-8	80-100	49-74

Формові суміші для стальних відливок повинні мати більшу вогнетривкість і міцність, тому що температура заливки сталі вище (≈1500^оС); виготовляють з кварцових пісків К₁, К₂, глини групи П, додають до 20% маршаліту, газопроникність – 80 – 130 од.

Типовий склад облицювальної суміші (по-сирому) для стальних відливок:

оборотна суміш - 40-80%;

кварцовий пісок - 16,5-53%;

глина - 3,6-8,5%;

сульфітна барда - до 5%.

Формові суміші для кольорових сплавів можуть мати меншу вогнетривкість, тому що менше їх температура плавлення, для них застосовують тощі і жирні піски (дрібнозернисті для чистоти поверхні), додають мазут як антипригарний засіб.

Суміші для автоматичної формовки виготовляють з якісних матеріалів – пісків К₁, К₂, бентонітових високоміцних глин і спеціальних добавок, газопроникність – не менше 100 од.