книги из ГПНТБ / Титов, Н. Д. Технология литейного производства учебник для машиностроительных техникумов

используют пылевидный кварц или циркон с теми же связующими, что и для чугунных отливок.

При литье чугуна для создания восстановительной атмосферы в форме в начале заливки в краску рекомендуется вводить до 5% древесноугольной и каменноугольной пыли, остальные 95% со­ ставляют графит, молотый антрацит и маршалит.

2.В краске ТГ пектиновый клей заменяют 3% патоки.

3.Краску ТБ применяют при литье алюминия, краску ТГ — бронз.

Составы красок для форм чугунных и стальных отливок при­ ведены в табл. 19 и 20.

Таблица 20

Составы формовочных красок для форм и стержней стальных отливок, % по массе

. Краски СТ-1, СТ-2 и СТ-3 применяются для стержней стальных отливок со стенками толщиной 20—40 мм.

В процессе окраски стержней или форм необходимо регулярно перемешивать краску, чтобы не было осаждения составляющих. При окраске стержней окунанием необходимо для устранения на­

70

плывов стряхивать излишек краски, также следует избегать заливки вентиляционных каналов.

После приготовления краску проверяют на плотность и проч­ ность слоя краски методом окрашивания стандартного образца. Для лучшего прилипания краски к поверхности формы или стержня применяют специальные закрепляющие краски, например, состоя­ щие из 25% сульфитной барды, 75% воды, 2,5% пектинового клея. Краску наносят обычным способом.

Сушка окрашенных форм и стержней ускоряется при применении

Пасту применяют для натирки стержней в том случае, если краска не обеспечивает достаточной чистоты поверхности отливки и точности ее размеров. Вследствие необходимости ручного труда пасту применяют редко.

Натирочные пасты готовят безводными из 4 частей серебристого графита и 1 части растительного масла (по объему). Иногда дефи­ цитное масло заменяют сульфитной бардой, а к графиту добавляют тальк. После натирки стержни подвергают сушке при 220—240° С.

ВНИИЛИТМАШ рекомендует безмасляную пасту, состоящую из 50% (по массе) талька, 15% шамота, 20% графита серебристого, 15% глины. Полученный порошок в сухом виде растворяют в воде (на 1 кг сухой смеси 0,5—0,6 л воды). Стержни сушат при 110— 150° С в течение 15—20 мин. Если пасту наносят на горячий стер­ жень, то дополнительной сушки не требуется.

Замазки применяют для ремонта и заделки швов, получающихся при склеивании стержней. Ремонтировать можно стержни, имею­ щие трещины, забоины и другие пороки на неответственных местах. Стержни со сквозными трещинами и отбитыми частями значительных размеров не ремонтируют.

Наиболее широко для стержней чугунных отливок применяют замазку, состоящую из 65% (пО массе) песка 2К0063, 25% серебри­ стого графита и 10% формовочной глины, просеянной через сито 016. После перемешивания всех составляющих добавляют воду (на 1 кг порошка 0,3 л воды); для повышения пластичности часто вводят 0,5% (по массе)-мыльного порошка. Замазка стержней для стальных отливок содержит 40% огнеупорной глины, 30% пылевидного кварца и 30% кварцевого песка; порошок из этих составляющих смешивают с 2% сульфитной барды и в эту смесь добавляют 13% воды (по массе).

Клей применяют для склеивания отдельных частей стержня. Для клея обычно используют водорастворимые связующие, а также

71

прочности при разрыве должен быть не менее. 7 кгс/см3; 2) 40 дек­ стрина и 60 глины. Составляющие клеев размалывают в шаровой мельнице и смешивают с водой (65 частей воды на 100 частей полу­ ченного порошка).

Припылы или модельные пудры применяют для покрытия моделей и стержневых ящиков с целью устранения прилипания к мим фор­ мовочной смеси. В качестве припылов используют ликоподий и искусственные заменители.

Л н к о п о д и й — это порошок светло-желтого цвета, легкий, подвижный, мелкозернистый (проходит через сито 0063, на сите 005 остается 5%). Недостатком ликоподия является его дефицитность

ивысокая стоимость.

Ис к у с с т в е н н ы е п у д р ы (заменители ликоподия) полу­ чают специальной обработкой тонких порошков из трепела, доло­ мита и других подобных материалов. При обработке зерна порошка обволакиваются тончайшей пленкой водонепроницаемых веществ (парафина, жира, воска, стеарина).

Прилипание формовочной смеси к модели можно предотвратить протиранием модели керосином с серебристым графитом или подо­ гревом ее до температуры 40° С. Пленка керосина на поверхности

модели препятствует смачиванию ее водой и прилипанию смеси. В целях экономии керосина для смачивания моделей и стержневых ящиков применяют смесь, состоящую из 50% (по массе) керосина и 5010 мазута. Подогрев модели способствует подсушке ее поверх­ ности и препятствует конденсации влаги на модели в случае не­ остывшей формовочной смеси.§

§ 8. ПРИГОТОВЛЕНИЕ ФОРМОВОЧНЫХ И СТЕРЖНЕВЫХ СМЕСЕЙ

Формовочные и стержневые смеси приготовляют из свежих песчано-глинистых формовочных материалов, добавок и отрабо­ танной смеси. В зависимости от массы отливок расход формовочных смесей колеблется от 500 до 1300 кг, а свежих материалов от 500 до 1000 кг на 100 кг годных отливок (по данным московских заводов ЗИЛ и «Станколит»).

Технологический процесс приготовления формовочных смесей складывается из следующих основных операций: 1) предваритель­ ной обработки свежих формовочных материалов и добавок; 2) пред­ варительной обработки отработанной формовочной смеси; 3) при­ готовления смеси из предварительно подготовленных свежих и отработанных формовочных смесей, добавок и связующих.

Предварительная обработка свежих формовочных материалов включает операции сушки песка, тонкого измельчения каменного угля, просеивания песка и угля. Отработанная смесь перед повтор­ ным использованием охлаждается, разрыхляется, подвергается магнитной сепарации и просеивается.

Сушка песка и глины производится в различных печах (трубча­ тых, вертикальных и горизонтальных) и на плитах. Наиболее рас-

72

пространены вертикальные и горизонтальные сушильные печи. Вертикальные печи применяют для сушки кварцевых и малоглини­ стых песков. Для жирных же песков и глин их не применяют вслед­ ствие налипания материалов на диски и плужки. Широкое приме­ нение находят установки для сушки песка в кипящем слое. В меха­ низированных цехах песок и глину сушат в барабанах с водяным охлаждением песка после сушки (рис. 24). Свежий песок сушат при 250° С. Производительность таких сушил от 5 до 20 т/ч и выше.

Сырой песок или глина грейфером или ленточным транспорте­ ром засыпается в приемный бункер. Из него песок через специаль­ ный дозатор 1 поступает в барабан 2, где и происходит его сушка.

Сушило имеет топку 3, барабан 2, электродвигатель, который вра­ щает барабан, разгрузочную камеру и дымосос 4. Сухой песок из барабана 2 попадает в водоохлаждаемую установку 5. После охла­ ждения сухой песок подается в запасные бункера или непосредст­ венно в бегуны. Преимущество горизонтального барабанного сушила в том, что оно исключает пережог материала.

В последнее время стали применять установки с сушкой песка горячим воздухом. Песок из бункера загружают в трубу, в которую снизу подается воздух, нагретый до 200—250° С. Сырой песок увле­ кается вверх со скоростью 15—17 м/с и быстро высыхает. Произ­ водительность установки может доходить до 15 т/ч сухого песка.

Сухую глину размалывают и просеивают до порошкообразного состояния. Глину размалывают в бегунах или же в шаровых мель­ ницах. Тонкое размельчение глины и каменного угля достигается в шаровых мельницах. Шаровая мельница представляет собой металлический барабан, футерованный стальными плитками с зазо­ рами между ними. Глину или каменный уголь загружают в барабан через воронку. При вращении барабана стальные шары, находя­ щиеся внутри него, размалывают глину или уголь. Размолотый материал проваливается через зазоры между плитками и просеи­

73

вается через сито. Готовый материал высыпают из барабана. Произ­ водительность шаровых мельниц 100—8000 кг/ч.

Вместо сухой глины часто применяют глинистую и глиноуголь­ ную эмульсию (раствор глины или глины и угольного порошка в воде). При использовании эмульсии глину и бентонит можно не сушить и не молоть, в связи с чем отпадает ряд операций по под­ готовке и транспортировке этих материалов. Глинистая эмульсия должна иметь плотность 1,09—1,15 г/см3, ее приготовляют следую­ щим образом: в бак-мешалку с водой загружают глину и переме­ шивают в течение определенного времени до достижения эмульсией заданной плотности. Готовую эмульсию выпускают через вентиль бака-мешалки.

Глиноугольную эмульсию приготовляют в баке-концентраторе,

вают на обычном сите или на передвижной смесеприготовительной установке (ройере), где происходит отделение металлических частиц и других посторонних примесей. В механизированных цехах отра­ ботанная смесь подается из-под выбивной решетки ленточным транс­ портером в смесеприготовительное отделение. Крупные комки смеси, образующиеся после выбивки форм, обычно разминают гладкими или рифлеными вальцами. Металлические частицы отделяют магнитными сепараторами, установленными на участках передачи отработанной смеси с одного транспортера на другой (рис. 25).

Лента 1 с формовочной смесью 2 огибает шкив 4, внутри кото­ рого смонтирован электромагнит. Немагнитные частицы формовоч­ ной смеси соскальзывают с ленты, а магнитные частицы 3 (застыв­ шие капли металла, крючки, шпильки и т. д.) продолжают дви­ гаться вместе с лентой, пока не прекратится действие магнитного

песка из отработанных смесей и приведении его свойств в соответ­ ствие с установленными техническими требованиями на формовочные пески. В зависимости от условий работы цеха регенерацию отрабо­ танной смеси производят различными способами: мокрым, электрокоронным и специальным для смесей, приготовленных на жидком стекле.

74

Мокрый способ регенерации применяют главным образом в це­ хах, имеющих гидравлические или пескогидравлические установки для очистки отливок. При мокром способе зерна песка с помощью воды отмываются от глины и мелкой пыли, которые потоком воды уносятся в отстойники и далее в отход. Промытый и обеспыленный песок оседает на дно сборника, откуда грейфером подается в су­ шильную печь, а затем просеивается и используется для приготов­ ления формовочных смесей.

При электрокоронной регенерации отработанная смесь разде­ ляется на частицы разных размеров с помощью высокого напря­ жения. Песчинки, помещенные в поле электрокоронного разряда, заряжаются отрицательными зарядами. Если электрические силы, действующие на песчинку и притягивающие ее к осадительному электроду, больше силы тяжести, то песчинки оседают.на поверх­ ности электрода. Изменяя напряжение на электродах, можно разделять песок, проходящий между ними, по фракциям.

Регенерация формовочных смесей с жидким стеклом осуществ­ ляется специальным способом, так как при многократном исполь­ зовании смеси в ней накапливается более 1—1,3% щелочи, что увеличивает пригар, особенно на чугунных отливках. Во вра­ щающийся барабан установки для регенерации подают одновре­ менно смесь и гальку, которые, пересыпаясь с лопастей на стенки барабана, механически разрушают пленку жидкого стекла на зернах песка. Через регулируемые жалюзи в барабан поступает воздух, отсасываемый вместе с пылью в мокрый пылеуловитель. Затем песок вместе с галькой подают в барабанное сито для отсеи­ вания гальки и крупных зерен с пленками. Годный песок из сита транспортируют на склад.

Приготовление формовочных и стержневых смесей. Очень важ­ ными операциями являются увлажнение и перемешивание смеси. Тщательное перемешивание смеси необходимо для равномерного распределения ее составляющих. При перемешивании глина и свя­ зующее обволакивают зерна песка, комья отдельных составляющих разрушаются и равномерно распределяется влага. Хорошо переме­ шанная смесь обладает максимальной прочностью и газопроницае­ мостью. Для перемешивания смеси применяют лопастные смесители или бегуны.

Лопастной смеситель — это машина непрерывного действия, он может быть встроен в автоматизированную смесеприготовитель­ ную систему. Смеситель часто применяют для приготовления смесей с низким содержанием глины (наполнительных смесей, сыпучих и т. д.) или смесей с жидкими связующими. Смеси с высо­ ким содержанием глины в лопастном смесителе плохо перемеши­ ваются и поэтому обладают низкими технологическими свойствами. Такие смеси обычно приготовляют в Катковых смесителях-бегунах.

На рис. 26 приведены бегуны моделей 111 и 112 для приготов­ ления формовочных смесей, применяемые в литейных цехах средней мощности. В цехах с большим объемом производства применяют

75

смешивающие бегуны модели 115. Эти бегуны называют центробеж­ ными смесителями.

На вертикальном валу 7 центробежного смесителя (рис. 27) монтируют траверсу 4, на которой подвешены на кривошипах 3 катки 2. Кривошипы 3 имеют шарнирное соединение с траверсой 4. При вращении вертикального вала 1 катки 2 под действием центро­ бежной силы устремляются к стенке чаши 5, но благодаря ограни­ чительному устройству они не доходят до нее, так что между стен­ кой чаши н рабочей поверхностью катка остается регулируемый зазор. В отличие от обычных бегунов здесь катки перемещаются

по стенке, а не по дну чаши. Под катки смешиваемый материал подается двумя скребками 6, которые прикреплены к траверсе 4 и установлены таким образом, что материал со дна чаши подни­ мается, попадая под катки. Готовый замес выбрасывается плужками через окно в дне чаши, открываемое пневматическим цилиндром. Смесь в бегунах охлаждается вентилятором. Цикл перемешивания в центробежном смесителе 1—1,5 мин.

П о р я д о к з а г р у з к и с о с т а в л я ю щ и х с м е с и . Сначала загружают сухие материалы: песок, глину и отработанную формовочную смесь. Сухую смесь перемешивают примерно 1—3 мин и затем увлажняют. В случае применения глинистой эмульсии (раствора глины в воде или же глиноугольной эмульсии) влажность регулируют добавлением раствора эмульсии и воды. После увлаж­ нения смесь еще раз перемешивается в течение нескольких минут. Связующие обычно загружают последними. Продолжительность

76

перемешивания составляет для смеси: наполнительной 2—3 мин, единой 3—5 мин и облицовочной 5—10 мин.

Для быстросохнущих облицовочных смесей особое значение имеют порядок загрузки и продолжительность перемешивания сме­ сей. Обычно быстросохнущие смеси приготовляют в смешивающих бегунах. При приготовлении смесей со связующими СП и СБ сна­ чала в бегуны загружают сухие материалы (отработанную смесь, глину, песок, добавки и пр.) и перемешивают в течение 5 мин, затем вводят связующее и воду, все перемешивают еще 7—10 мин. Готовая смесь должна вылежаться перед употреблением в течение нескольких часов для равномерного распределения в ней влаги.

Рис. 28. Схема механизированного участка приготовления единой и наполни­ тельной формовочной смеси

При приготовлении быстросохнущих смесей с жидким стеклом сначала загружают песок, глину и перемешивают 2—3 мин, потом добавляют едкий натр и смесь еще раз перемешивают 3—4 мин, затем вводят жидкое стекло и опять перемешивают 10—12 мин. После этого добавляют мазут и снова перемешивают в течение

4—5 мин.

Механизация приготовления наполнительной и единой формо­ вочных смесей. Формовочную смесь можно приготовлять в цент­ рализованной системе.

П р и г о т о в л е н и е с м е с и в ц е н т р а л и з о в а н ­ н о й с и с т е м е . Выбитая из опок смесь падает на ленточный транспортер 1 (рис. 28), в конце которого установлен магнитный сепаратор 2 для отделения металлических частиц (всплесков ме­ талла, шпилек) от смеси. Формовочная смесь по ленточному транс­ портеру 1 поступает в элеватор 3 и оттуда на сито 4, просеивается и далее по ленточному транспортеру 5 подается в шнековый смеси­ тель 6 непрерывного действия, где перемешивается. Затем смесь увлажняется в барабане 7 и элеватором 8 подается в бункера-отстой­ ники 9. Здесь формовочная смесь выдерживается в течение 1—1,5 ч

.77