7.Смесеприготовительное отделение

Лекции 15-16

Формовочные и стержневые смеси и их характеристика

Формовочные и стержневые смеси являются основными компонентами технологического процесса изготовления отливок в разовых песчаных фор­мах. Их свойства и составы выбираются в зависимости от технологии из­готовления форм и стержней, рода металла и массы отливки.

Формовочные смеси классифицируются в три группы:

1. Сырые песчано-глинистые смеси малой прочности. Окончательную проч­ность эти смеси приобретают при формовке в результате механическо­го воздействия (уплотнения) без какого-либо дополнительного тепло­вого или химического упрочнения. В формах из таких смесей получают отливки массой до 100 кг и в отдельных случаях - до 250кг.

2. Упрочняемые смеси средней прочности, приобретаемой в результате механического уплотнения на модели в процессе формовки и последую­щей тепловой обработки (сушки, подсушки). К этой группе относятся песчано-глинистые смеси для формовки посухому и быстросохнущие смеси с добавкой различных связующих для сокращения времени на подсушку форм. Область применения для производства отливок массой более 250 кг, а в отдельных случаях и массой < 100 кг.

3. Самотвердеющие смеси высокой прочности, которая приобретается на модели в результате химического процесса. Эти смеси делятся на жидкие (ЖСС), пластичные (ПСС), для СО₂-процесса и холоднотвердею­щие (ХТС). Область их применения та же, что и для смесей по П.2. Эти смеси интенсивно вытесняют сухие глинистые смеси в производс­тве средних и крупных отливок.

Формовочные смеси делятся на облицовочные, наполнительные и еди­ные. Облицовочные и наполнительные смеси используют,преимущественно для сухих и подсушенных форм. Сухие формы пригодны для изготовления любых отливок, а подсушенные только для отливок < 1000 кг, не имеющих массивных стержней.

Сырые глинистые и упрочняемые смеси средней прочности можно транспортировать ленточными конвейерами на значительные расстояния к местам изготовления форм и приготавливать их в смесеприготовительных отделениях (централизованных).

Формы из самотвердеющих смесей ЖСС почти не требуют какого-либо уплотне ния, ПСС и смеси для СО₂-процесса уплотняют в форме также, как песча­но-глинистые-на формовочных машинах или пескометах, а ХТС - посредс­твом вибрации на стендах.

Из-за малой живучести ЖСС, ХТС приготавливают непосредственно в местах изготовления форм и стержней.

1. Определение расхода смесей

Общий годовой расход формовочных смесей в массовом и крупносерий­ном производстве определяют расчетом, исходя из размеров и числа форм для всей номенклатуры отливок, за вычетом объема, занятого отливкой с литниковой системой и стержнями по каждому виду смеси. Результаты рас­чета сводятся в форму - (таблица 7.1.).

Годовой расход смеси определяют с учетом суммарного брака форм и отли­вок. При отсутствии этих данных их величину принимают равной 4-6% от числа форм.При отсутствии данных количества облицовочной смеси прини­мают равным 30-40% от всего расхода.

Во всех расчетах принимают следующие объемные массы формовочных смесей:

- разрыхленные - 1,25 тн/м³

- нормально уплотненные - 1,65 тн/м³

- уплотненные при высоком давлении - 1,8 тн/м³

Таблица 7.1.

Расчет расхода формовочных смесей по числу форм - (форма)

Размер	Выпуск	Масса	Число	Объем		Объем, м3/год										Расход смеси, т/год
формы, мм	отли- вок,	средняя отливок	форм в год, шт	формы, м3	всех форм			в том числе							обли-цовоч			наполнитель		всего смеси
	т/год	в форме, кг					метал ла		стерж ней	смеси				ная			ная		или единой
1	2	3	4	5	6		7		8	9				10			11		12
500400150150	12000	10	1200000	0,06	72000		2600		1016	68384				30180			90550		120730
800700300300	1800	50	360000	0,336	120960		3900		3756	113304				50000			150000		200000

- жидкие самотвердеющие смеси - 1,35 тн/м³

- холоднотвердеющие смеси- 1,55 тн/м³

При мелкосерийном производстве расчеты расхода формовочных смесей также рекомендуется вести по принятым размерам и числу изготавливаемых форм. Лишь при отсутствии технологических данных на большую часть или на всю номенклатуру проектной программы допускается определять расход формовочных смесей на 1 тонну отливок в зависимости от их массы. Сред­ние нормы расхода формовочных смесей для серийного производства чугун­ного литья (формовка в опоках) приведена в форме-таблице 7.2.

Форма-таблица 7.2.

Средние нормы расхода формовочных смесей для

серийного производства чугунного литья (формовка в опоках)

группа отливок	размер опоки в	высота формы,	средняя масса годных	расход смеси на 1т. годных отливок, тонн
по массе, кг	свету	мм	отливок в форме, кг	облицовочная	наполнительная	всего или единой
<20	500*400	300	10	3,8	5,7	9,5
10-100	800*700	600	50	4,2	6,3	10,5
50-150	1000*800	700	90	3,9	5,8	9,7
50-250	1200*1000	800	160	3,7	5,5	9,2
100-500	1400*1000	900	250	3,0	4,4	7,4
100-1000	1600*1200	1000	400	2,8	4,1	6,9
500-1000	2000*1600	1100	700	2,9	4,3	7,2
500-1500	2500*1600	1200	1000	2,7	4,0	6,7
1000-2000	2500*2000	1200	1250	2,6	3,9	6,5
1000-3000	2500*2500	1200	1600	2,5	3,9	6,4
2000-5000	4000*2500	1400	3000	2,4	3,6	6,0

Для стального литья данные таблицы умножать на 1,15-1,25. В таб­лице расход дан для смесей с = 1,65 тн/м³. Для других смесей делать перерасчет по соотношению плотностей. В нормах не учтены потери на просыпь, которые следует принимать в пределах 5-15% всего расхода.

Расход стержневых смесей определяют на основе данных стержневого отделения и группируют в форму-таблицу 7.3.

При отсутствии данных поправку на брак принимают в размере 8-10 % от массы стержней.

На основе данных расхода смесей и их рецептур расчитывают расход компонентов смеси по форме - таблица 7.4.

Форма-таблица 7.3.

Расчет расхода стержневых смесей

группа отли	вып уск отл.						расход смесей по группам стержней, по массе,кг																							об-щий рас-
вок по	т/ год	<16								16-40			40-100			100-1000				>1000									ход, т/год
мас се, кг		на 1т отл			в год				на 1т отл		в год		на 1т отл	в год			на 1т отл	в год			на 1т отл				в год
1	2	3			4				5		6		7	8			9	10			11				12					13
ито-го
годовой рас-ход

Форма-таблица 7.4.

Рецепты смесей и расчет расхода компонентов

	смеси															расход компонентов
вид		годовой расход, т					обор. смеси								кварцевый песок					регенерата				бенто-нит				...
		всего	с учетом потерь			%			т/год					%			т/год		%		т/год		%		т/год		%			т/год
1		2	3			4			5					6			7		8		9		10		11		12			13

Потери на просыпки учитываются коэффициентом 1,1-1,15 для напол­нительных смесей и коэффициентом 1,05- 1,1 - для облицовочных и стерж­невых смесей.

Итоговые данные этой таблицы используются в расчетах количества смесеприготовительного оборудования и складов.

Разность суммарного годового расхода смесей и использованной обо­ротной смеси удаляется в виде отходов в отвал; на регенерацию или уда­ляется вентиляцией в виде пыли.

В среднем с вентиляцией удаляется до 10% отходов. Количество от­ходов, поступающих на регенерацию принимают равным количеству исполь-

зуемого регенерата с учетом КПД регенеративных установок (0,75-0,8) и

транспортных потерь (5%).