1. Сырьевые материалы для изготовления форм.

Для изготовления отливок применяют множество способов литья: в песчаные формы, в оболочковые формы, по выплавляемым моделям, в кокиль, под давлением, центробежное литье и др. Область применения того или иного способа литья определяется объемом производства, требованиями к геометрической точности и шероховатости поверхности отливок, экономической целесообразностью и другими факторами. К формовочным материалам относятся все материалы, используемые для изготовления разовых форм и стержней. Исходные формовочные материалы делят на две группы: основные и вспомогательные материалы.

Основные: огнеупорный наполнитель (кварцевый песок, циркон, магнезит и др.); связующие материалы, обеспечивающие прочность связи частиц наполнителя (глина, жидкое стекло, лигносульфонат технический, смолы и др.).

Вспомогательные материалы – различные добавки (торф, опилки, уголь и др.), придающие смесям определенные свойства (газопроницаемость, податливость, непригораемость и т.д.).

В качестве огнеупорной основы формовочных и стержневых смесей наибольшее распространение получил кварцевый песок из-за высокой огнеупорности, прочности и твердости, дешевизны. Основу песков составляет кремнезем SiO2, имеющий температуру плавления 1713 °С, твердость (по шкале Мооса) 7, плотность 2,5 – 2,8 г/см³. Наряду с кремнеземом в формовочных песках присутствуют вредные примеси (полевой шпат, слюда, окислы алюминия, железа и другие соединения), ухудшающие свойства песка. Недостатком кварца является способность его при нагреве претерпевать полиморфные превращения, в ре­зультате которых изменяется структура зерен кварца, что сопровождается значительным изменением объема зерен и приводит к постепенному их разрушению и уве­личению содержания в песке пылевидных частиц.

Требования к формовочным пескам и общие технические условия представлены в ГОСТе 2138– 91. Пески формовочные. Общие технические условия. По ГОСТ 2138 – 91 формовочные пески подразделя­ют на классы и группы. Класс песка определяется его химическим составом — содержанием SiO₂ глинистой составляющей и вредных примесей, группа песка — размерами его зерен. Пески, содержащие до 2% глины, назы­вают кварцевыми, а содержащие от 2 до 50% — глинис­тыми.

2. Связующие материалы для изготовления форм.

Основное назначение связующих материалов (крепителей) - обеспечение необходимой прочности формы в сухом состоянии. Крепители -делятся на органические и неорганические. К органическим относятся масла, пеки, канифоли, декстрин, сульфитно-спиртовая барда и др., к неорганическим - формовочная глина, цемент, жидкое стекло и др.

Из неорганических связующих материалов наибольшее распространение получили формовочные глины, этилсиликат, жидкое стекло. Глина является наиболее рас­пространенным связующим материалом в формовочных смесях. Формовочные глины, как и пески, относятся к осадочным горным породам. Они состоят из мельчай­ших частиц водных алюмосиликатов с размерами <0,022 мм, обладающих высокой связующей способностью и термохимической устойчивостью, а также пластичностью после увлажнения. Отличительной особенностью глины являет­ся способность набухать в воде, причем чем больше гли­на способна удерживать воды, тем выше ее связующие и пластические свойства.

Кроме указанных выше минералов глины содержат ряд примесей (кварц, полевые шпаты, слюды, карбонат, гипс, окислы и сульфиды железа), ухудшающие качество глин. Наиболее широко распространены в литейном производстве каолиновые и бентонитовые гли­ны.

Требования к формовочным глинам и общие технические условия представлены в ГОСТе 3226-93. Глины формовочные огнеупорные. Общие технические условия.

Для предотвращения пригара и улучшения чистоты поверхности отливок используют противопригарные материалы: для сырых форм – припылы; для сухих форм – краски.

В качестве припылов используют: для чугунных отливок – смесь оксида магния, древесного угля, порошкообразного графита. Противопригарные краски представляют собой водные суспензии этих материалов с добавками связующих.