Лекции Вайс / Типовые составы формовочных смесей

Таблица 6 - Типовые составы песчано-бентонитовых смесей, применяемых для формовки по-сырому при изготовлении чугунных отливок

Смесь и способ формовки	Отливки	Состав формовочной смеси, %				Влажность, %	Газопроница-емость	Предел прочности при сжатии, кПа
		Оборотная смесь	Кварцевый песок	Бентонит	Добавки
Единая для автоматических пескодувно-прессовых линий формовки типа Дисаматик	Мелкие	93-98	2,5-6,0	0,2-1,0	0,1-1,2 молотый уголь 0,02-0,06 крахма-листые	3,2-4,0	100	170-210
Единая для автоматической формовки прессованием	Мелкие Средние	91-96 88-93	3-7 6-10	1,2-3,0 бентонито-угольная суспензия 0,5-1,5	0,02-0,04 крахмалисты 0,01-0,03 ПАВ 0,5-1,0 молотый уголь	3,1-3,5 3,5-4,0	100 120	150-190 90-140
Единая для машинной формовки встряхиванием с подпрессовкой	Мелкие Средние	93-94 90-95	5-6 3-8	0,5-1,0 1,0-2,5	0,5-1,0 пек 1,0-1,5 молотый уголь 0-0,5 мазут	3,5-4,5	100	50-70 40-60
Облицовочная для машинной формовки встряхиванием с подпрессовкой	Средние и крупные	40-75	20-50	4,0-8,0	1,0-2,0 молотый уголь 1,0-1,5 ЛСТ	4,0-5,0	130	40-60

Облицовочные смеси отличаются от единых повышенным содержанием свежих материалов (песка и глины) и упрочняющих добавок, таких как ЛСТ ( 1-2%), древесный пек (2-3%), связующих СП, КТ, КВ, СБ.

Наполнительная смесь приготовляется из отработанной смеси с добавкой 5-10% свежих материалов.

Средние и крупные чугунные отливки, требующие повышенной чистоты и точности (например, станины токарных станков), изготовляют в поверхностно подсушиваемых формах. Облицовочная смесь содержит 3– 4,5% быстротвердеющих связующих СП, СБ и КТ, 35 – 40% отработанной смеси, 40 – 45% кварцевого песка и 4 – 8% огнеупорной глины. Для получения отливок с чистой поверхностью в состав смеси вводят 3 – 4% древесных опилок, торфа и т.п. Перед сушкой формы окрашивают противопригарными красками. Формы с поверхностной подсушкой на связующих КТ, СП, СБ могут храниться 1 – 2 суток.

Быстротвердеющие смеси на жидком стекле применяют в единичном и мелкосерийном производстве чугунных отливок массой от нескольких килограммов до 20 т (таблица 7).

Таблица 7 - Составы быстротвердеющих облицовочных смесей для форм чугунных отливок

Характеристика отливки	Отработанная смесь	Состав смеси в вес. %					Влажность, %	Газопроницаемость	Предел прочности, кПа
		Кварцевый песок	Зерновой состав	Глина	Связую-щее	Добавки			на сжатие по- сырому	на разрыв по- сухому
Средней сложности, массой до 1 т	35	60	К0315	3 - 5	КТ 2-3	-	6,0 - 8,0	60	34,3 - 44,1	147 - 196
Особо сложные, массой 1,2 т	30	57	К02	3	КТ 2,0	Древесные опилки 10	4,5 - 6,0	70	26,5 - 34,3	245
Сложные, массой до 3 т	45	50	К02	-	СП, СБ 3,5	-	3,0 - 5,0	160	29,4 - 34,3	294 - 490
Средней сложности, массой 3-5 т	15-20	80 - 75	К02	-	Жидкое стекло модуля 2,2 – 2,5	Каменный уголь 5	4,0 - 5,0	70	19,6 - 29,4	≥784
Сложные, массой до 3 – 5 т	-	90 - 92	К02	5 - 3	Жидкое стекло 5,0-5,5	Каменный уголь 5, мазут 0,5	2,4 - 3,0	150	14,7 - 29,4	686 - 1176

В состав жидкостекольной смеси необходимо вводить 5 – 6% каменного угля марки ПЖ. Наполнительной смесью служит обычная песчано-глинистая смесь. Жидкостекольные смеси являются причиной значительного пригара на поверхности чугунных отливок, поэтому формы следует окрашивать красками на основе графита. Верх форм крупных отливок массой 3 т и более, а так же отливок, имеющих большие поверхности (например, толстостенные плиты), нельзя изготовлять из жидкостекольных смесей. В результате резкого теплового удара верх формы разрушается, и смесь отслаивается крупными кусками. Верх таких форм изготавливают из обычных песчано-глинистых смесей. Формы сушат перед заливкой. Мелкие формы заливают после продувки СО₂ или провяливания на воздухе. Крупные и средние формы сушат в стационарных сушилах или горячими газами от переносных сушил.

Крупные чугунные отливки со стенками толщиной 20 -40 мм изготавливают в сухих песчано-глинистых формах.

Облицовочную смесь для них приготовляют из 40 – 50% отработанной смеси, 35 – 40% кварцевого песка и 10 – 14% огнеупорной глины. Для повышения податливости в смесь вводят древесные опилки, асбестовую крошку (2-3%). В качестве противопригарных материалов используют до 5% кокса, до 3% древесного пека и до 1,5% связующих СП и СБ.

Формовочные смеси для отливок из цветных сплавов приведены в табл. 8. Эти формовочные смеси изготовляют из тех же материалов, что и смеси для стали, чугуна, но допускается использование менее огнеупорных песков. Чтобы получить отливки с чистой поверхностью, используют мелкозернистые пески.

Отливки из цветных сплавов получают также в формах из быстротвердеющих смесей на жидком стекле. Крупные и средние формы упрочняют продувкой СО₂ или непродолжительным высушиванием (нагревом).

Жидкостекольные формы окрашивают графитовыми красками.

При заполнении литейной формы алюминиевые и магниевые сплавы вступают во взаимодействие с влагой формы. Чтобы избежать горения сплава в форме, в состав смеси вводят защитные присадки (4-8% от веса смеси): фтористые соли, ВМ, борную кислоту и серу.

Алюминиевые и магниевые сплавы, взаимодействуют с влагой формы, насыщаются водородом. что вызывает появление пористости и рыхлости в отливках. Вода способствует так же окислению сплавов и, как следствие образованию окисных плен, неспаев, шлаковых включений и т.п.

Таблица 8 - Состав формовочных смесей для отливок из цветных сплавов

Сплавы	Смеси	Состав смеси в вес. %					Влажность, %	Газопроницаемость	Предел прочности, кПа
		Отработанная смесь	Свежие материалы	Общее глиносодержание	Зерновой состав	Прочие добавки			на сжатие по- сырому	на разрыв по- сухому
Медные	Единая для формовки по сырому	82 - 88,5	7 - 10	8 - 12	016А, 01А	Мазут 1-1,5	4,5 - 5,5	30	29,4 - 49,0	-
	Облицовочная для формовки по сырому	40 - 80	18,5 - 59	8 - 12	016А, 01А	Мазут 1,5-1,0	4,5 - 5,5	30	29,4 - 49,0	-
	по-сухому	60 - 80	20 - 40	10 - 15	016А,	-	5,5 - 7,0	30	39,2 - 58,8	78,0 - 117,6
Алюминиевые	Единая для формовки по сырому	90 - 92	8 - 10	8 - 10	01А	-	4,5 - 5,5	20	29,4 - 49,0	-
	Облицовочная для формовки по сырому	60 - 80	20 - 40	8 - 12	01А	-	4-5	20	29,4 - 49,0	-
	по-сухому	60 - 80	19,5 - 39	8 - 12	01А	ЛСТ 0,5 - 1	5-6	30-70	39,2 - 58,8	68,6- 117,7
Магниевые	Единая	85 - 90	10 - 15	-	01А, 0063А	Фтористая присадка 5,0-9,0	4,5 - 6,0	30-70	39,2 - 78,0	-

Песчано-глинистые смеси для отливок из магниевых сплавов готовят с минимально возможной влажностью и высокой газопроницаемостью, так как фтористые присадки очень газотворны. Хорошие результаты дают синтетические смеси, приготовленные из отмытых кварцевых песков с добавкой 2-4% бетонита и влажностью в пределах 2 – 4%.

В настоящее время ведутся работы по применению безводных формовочных смесей, для изготовления которых используют синтетический связующий материал – бетон. Эти смеси позволяют получать качественные магниевые отливки при меньшем содержании защитных покрытий.