Литье в песчанные формы (курсовой проект) / Стержневые смеси

СТЕРЖНИ И СТЕРЖНЕВЫЕ МЕСИ

Стержни применяют в основном для выполнения в отливках отверстий и полостей, а также наружных поверхностей отливок сложной конфигурации.

При заливке формы стержни обычно бывают со всех сторон окружены жидким металлом. Поэтому они должны обладать высокой газопроницаемостью, прочностью, податливостью, выбиваемостью, что обеспечивается выбором стержневой смеси соответствующего состава и конструкцией стержня.

Все стержни подразделяют на пять групп по геометрическим размерам, конфигурации, условиям работы в литейной форме и требованиям к качеству литой поверхности (рис. 1).

Рис. 1 – Классификация стержней

К первой группе (рис. 1, а) относятся стержни сложной конфигурации, имеющие тонкие, ажурные стенки, образующие в отливках сложные внутренние необрабатываемые полости, к чистоте которых предъявляют высокие требования, при этом знаки стержней малоразвиты. Примером могут быть стержни ленточного типа, выполняющие водяную рубашку головки блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания. Для этой группы стержней удельная прочность на разрыв σ_уд должна соответствовать 0,7…0,9 Н/мм².

II класс – стержни,

Ко второй группе (рис. 1, б) относятся стержни сложной конфигурации, которые имеют наряду с массивными частями тонкие выступы, перемычки. Они образуют в отливке полностью или частично обрабатываемые поверхности. Знаковые части стержней более развитые. К ним относятся, например, стержни, формирующие полость водяной рубашки блока цилиндров. σ_уд > 0,5…0,7 Н/мм².

К третьей группе (рис. 1, в) относятся стержни средней сложности, в которых отсутствуют тонкие стенки и имеются большие знаковые части, как, например, в центровых стержнях, формирующих цилиндровую и картерную части блока цилиндров. Стержни выполняют в отливках полости, к чистоте поверхности которых предъявляют повышенные требования. σ_уд > 0,35…0,50 Н/мм².

К четвертой группе (рис. 1, г) относятся массивные стержни простой конфигурации, образующие в отливках обрабатываемые и необрабатываемые поверхности, к чистоте которых особых требований не предъявляется. Например, стержни, формирующие полости станин станков. Для таких стержней связующее должно обеспечивать σ_уд > 0,2 …0,3 Н/мм².

К пятой группе (рис. 1, д) относятся массивные стержни простой конфигурации, формирующие внутренние и внешние полости в крупных отливках. Для них σ_уд > 0,2 Н/мм².

Смесь для стержней I группы должна обладать высокой прочностью, поверхностной твердостью, высокой пластичностью во влажном состоянии, минимальной газотворностью, хорошей податливостью и выбиваемостью.

Смесь для стержней II группы должна удовлетворять тем же самым требованиям, но быть более прочной во влажном состоянии, чтобы массивные и высокие части стержня не разрушались под собственной массой.

Смесь для стержней III группы должна иметь высокую прочность во влажном состоянии, хорошую податливость и выбиваемость.

К первой, второй и третьей группам относятся стержни для изготовления автомобильных отливок, отливок сантехники. Для них используются связующие на основе смол, масел, продуктов переработки различных производств. В таблице приведены типовые составы стержневых смесей.

Смеси для стержней IV и V групп должны иметь высокую прочность во влажном состоянии, хорошую податливость и выбиваемость. Для четвертой группы используют жидкое стекло, а для пятой группы – неорганические связующие (глина, жидкое стекло, цемент).

Стержни получают в ящиках вручную или на машинах с помощью тех же приемов, что и при формовке. Отделение литейного цеха, в котором изготовляют стержни, называют стержневым.

Таблица 1 – Состав и свойства стержневых смесей для отливок из чугуна и стали

Группа стержней	Состав смеси, % вес.							Газопроница-емость	Влажность, %	Предел прочности, кПа
	Основные материалы			Глинистая составля-ющая	Древесные опилки	Связующие				при сжатии по-сырому	при растяже-нии по-сухому
	Кварцевый песок	Глина	Отработан- ная смесь			КлассаА	ЛСТ
I	100	-	-	до 2	-	А1 1,0-1,5	-	130	1,0-3,0	2,9-3,9	686-980
II	100-97 100-97	0-3 0-3	- -	3-5 2-5	- -	А1 2,0-3,0 А2 3,0-4,0	2-3 2-3	100 100	2,0-4,0 2,0-4,0	4,9-5,8 4,9-5,8	490-686 490-686
III	100-96 97-96	0-4 3-4	0-1 0-1	3-6 3-6	- -	А3 3,0-6,0 А1 2,0-3,0	1-3 2-3	100 100	3,0-4,0 2,0-4,0	9,8-15,7 9,8-15,7	343-588 343-588
IV	98-59	7-1	0-4	5-7	0,2	-	2-3	70	4,5-5,5	14,7-24,0	196-294
V	72-38	8-2	20-50	7-10	0,3	-	0-3	70	5,0-6,0	19,6-34,3	78-147

Таблица 2 – Состав и свойства стержневых смесей для отливок из цветных сплавов

Сплав	Группа стержней	Состав смеси, % вес.					Влажность, %	Газопроницаемость	Предел прочности, кПа
		Песок		Связующее		Добавки			при сжатии по-сырому	при растяже-нии по-сухому
		Песок	Кол-во	Марка	Кол-во
Алюминиевые и магниевые	I	1К02	100	М	0,9-1,5	0,3-1,0 серы или до 0,5 борной кислоты	3,0-4,5	100	3,9-5,9	686-1176
	II	1К02 1К016	95-97 5-3	М 4ГУ	1,5-2,0 2,0-4,0		3,0-5,0	80-100	5,9-9,8	686-1470
	III	1К016 1К02	5-3 96-97	БМ	1,5-3,0		3,0-4,0	80	14,7-24,0	98-294
	IV	1К016 1К02 Отраб. смесь	4-3 48 48	ЛСТ	1,5-3,0		4,0	70	14,7-24,0	98-294
Медные	I	1К02	100	А-1	0,6-1,2	-	2,0-3,0	120	2,9-5,9	490-780
	II	1К02	100	М	1,0-1,2	Декстрин 0,2-0,3	3,0-4,5	100	3,9-5,9	686-1960
	III	1К02	80	ЛСТ	2,0-3,0	-	3,0-4,0	90	9,8-14,7	343-588
	IV-V	П01 1К02	20 70	А-2 ЛСТ	1,5-2,5 2,0	-	До 3,0	90	9,8-19,6	588-1470