Формовочные и стержневые материалы и их свойства.

Формовочные материалы — совокупность природных и искусственных материалов, используемых для приготовления формовочных и стержневых смесей.В качестве исходных материалов используют формовочные и кварцевые пески и литейные формовочные глины.

Формовочная смесь — это многокомпонентная смесь формовочных материалов, соответствующая условиям технологического процесса изготовления литейных форм. Формовочные смеси по характеру использования делят на облицовочные, наполнительные и единые.

Облицовочная смесь — это формовочная смесь, используемая для изготовления рабочего слоя формы. Такие смеси содержат повышенное количество исходных формовочных материалов (песка и глины) и имеют высокие физико-механические свойства.

Наполнительная смесь — это формовочная смесь для наполнения формы после нанесения на модель облицовочной смеси. Поэтому ее приготовляют путем переработки оборотной смеси с малым количеством исходных формовочных материалов (песка и глины). Облицовочные и наполнительные смеси используют при изготовлении крупных и сложных отливок.

Единая смесь — это формовочная смесь, применяемая одновременно в качестве облицовочной и наполнительной смеси. Такие смеси применяют при машинной формовке и на автоматических линиях в серийном и массовом производствах. Единые смеси изготавливают из наиболее огнеупорных песков и глин с наибольшей связующей способностью, чтобы обеспечить их долговечность.

Формовочные смеси должны обладать следующими основными свойствами: прочностью, газопроницаемостью, огнеупорностью, пластичностью, податливостью, непригораемостью, малой газотворностью,  малой гигроскопичностью и долговечностью.

Прочность – способность смеси оказывать сопротивление разрушению форм и стержней; сырая прочность создаётся в основном за счёт глины. Высокая сухая прочность достигается введением связующих материалов.

Газопроницаемость – свойство смеси пропускать через себя газы. Газопроницаемость зависит:

а) от содержания глины; увеличенное содержание глины снижает газопроницаемость смеси, так как глина хорошо обволакивает зёрна плёнкой и закрывает поры;

б) от зерновой структуры песка, чем крупнее зерна песка, чем больше промежутки между ними, тем выше газопроницаемость.

Сухие формы имеют более высокую газопроницаемость, чем сырые.

Огнеупорность – способность материала смеси сопротивляться размягчению или расплавлению под действием высокой температуры металла.

Пластичность – способность формовочной смеси изменять под давлением свою форму без образования трещин и сохранить её.

.Податливость – способность формовочных материалов сокращается в объёме в результате усадки отливок. Газотворность – свойство смеси выделить газы во время заливки металла.

Технология изготовления литейных форм и стержней

Основными операциями изготовления литейных форм являются: уплотнение формовочной смеси для получения точного отпечатка модели в форме и придание форме достаточной прочности; устройство вентиляционных каналов для вывода газов из полости формы; извлечение модели из формы; отделка и сборка формы.

Литье в оболочковые формы

Литье в оболочковые формы – процесс получения отливок из расплавленного металла в формах, изготовленных по горячей модельной оснастке из специальных песчано-смоляных смесей.

Оболочковые формы обладают следующими свойствами: достаточной прочностью, газопроницаемостью, податливостью, негигроскопичностью.

Технологический процесс литья в оболочковые формы (рис. 4.1, 4.2) начинается с того, что предварительно нагретую плиту, к которой закреплена металлическая модель, покрывают смесью из термореактивной смолы. Под действием тепла смола плавится, на модельной плите образуется однородная полутвердая оболочка. Для удаления избытка смеси бункер переворачивают. Модельную плиту дополнительно подогревают для окончательного отверждения оболочки. Твердую оболочку-полуформу снимают с модельной плиты и соединяют с соответствующей другой оболочкой-полуформой. Соединенные между собой оболочки помещают в опоку и засыпают формовочнойсмесью.

К недостаткам относятся высокая стоимость смесей, ограниченный размер отливок (до 1500 мм).

Преимущества способа литья в оболочковые формы: возможность получения тонкостенных отливок сложной формы; гладкая и чистая поверхность отливок; качественная структура металла за счет повышенной газопроницаемости форм; возможность автоматизации; небольшие допуски на обработку резанием.