2.2 Характеристика формувальних і стрижневих сумішей

Формувальними матеріалами називаються матеріали, які застосовують для виготовлення ливарних форм і стрижнів. Формувальні матеріали поділяють на вихідні формувальні матеріали, формувальні і стрижневі суміші, допоміжні формувальні склади.

Вихідні формувальні діляться на дві групи: основні - вогнетривка основа суміші (кварцовий пісок і т.д.), сполучні матеріали (глина, різні смоли, інщі звязувальні речовини); допоміжні, наприклад різні добавки (вугілля, деревяне борошно, торф), що додають формувальної або стрижневої суміші певні властивості

Формувальні і стрижневі суміші готують з вихідних формувальних матеріалів і з відпрацьованиз сумішейю Склад сумішей залежить від призначення, способу формування. Як свідчить статистика більша половина браку відбувається з вини неякісного формувального матеріалу, тому вибір раціональних сумішей й дотримання технологій їх приготування є важливими чинниками у зменшені браку й поліпшені якості виливків

Допоміжні формувальні склади це матеріали (фарби, клеї замазки) необхідні для обробки та виправлення форм та стрижнів.

Основою отримання формувальних і стрижневих сумішей служить природний кварцовий пісок, до якого в ролі звязуючої речовини додають глину й необхідні допоміжні матеріали

До необхідних властивостей форм і стрижнів (які залежать від якості формувальних матеріалів відносять:

• Механічні властивості

• Газопроникність

• Здатність протистояти дії тепла, що виділяється виливком

• Здатність відводити із потрібною швидкістю тепло від виливка

• Здатність не сплавлятись з металлом (хімічна інертність)

Формувальні суміші за своїм призначенням поділяються на 3 види:

• Облицювальна слугує для безпосереднього контакту з металомю Вона складається з матеріалів кращої якості і приготовляється ретельнішк

• Наповнювальна служить для заповнення решти обсягу форми та виготовляється з менш якісної сумішію. До складу входить переважно відпрацьована і суміш і небагато свіжих компонентів. Для цього типу сумішей важливими критеріями є міцність і газопроникність.

• Єдина пвоинна мати висок і постійні властивості: міцність, газопроникність, пластичність. Такі властивості досягаються застосуванням високоякісних матеріалів – кварцових пісків, бентонітових глин і спеціальних домішок.

Для виготовлення даної деталі я буду використовувати єдину суміш

Таблиця 2.1 склад і властивості формувальної суміші

Формувальна суміш
Склад	Властивості
Відпрацьована суміш 94…96%	Вогнетривкість 1713 °С
Свіжі матеріали (кварцовий пісок, глина) 3…5%	Міцність 0,03…0,08 МПа
Добавки (кам’яновугільний пил та ін) « 0,5%	Вологість 4…6%

Стрижні під час заливання перебувають у найнесприятливіших умов, оскільки вона найчастіше з усіх боків контактують з рідким металом У зв’язку з цим матеріал стрижнів повинен мати більшу, ніж у форми, газопроникність, міцність, піддатливість, виживаністю, непригорянність.

Стрижневі суміші вибирають в залежності від конфі­гурації і розмірів стержнів, положення їх у формі, сплаву, що заливається, і товщини стінки виливка.

Стержні поділяють на п’ять класів. До першого класу відносять стержні складної конфігурації, з дуже тонкими перетинами, що мають мале число то­нких знаків. Стержні з усіх боків оточені металом. У висушеному стані вони повинні мати високу міцність і газопроникність.

Стержні другого класу разом з тонкими ребрами мають масивні части­ни і розвинені знаки. Значна частина поверхні стикається з металом. Для додання стержням достатньої міцності у вологому стані в суміш вводять 3-5 % глини.

Стержні третього класу мають конфігурацію середньої складності. За­звичай це центрові стержні. Вони повинні мати середню міцність у вологому і висушеному станах. Ці вимоги виконуються при введенні в суміш комбіно­ваних речовин.

До четвертого класу відносять стержні нескладної конфігурації. У су­мішах використовують водні речовини.

Стержні п'ятого класу - масивні стержні, які утворюють великі порож­нини в крупних виливках. Основною речовиною, що пов’язує в сумішах є глина (7…10%), оскільки стержні мало прогріваються і органічні матеріали в них не згорають і не розкладаються. Для збільшення податливості в суміші для стержнів цього класу додають тирсу.

Для стержнів першого і другого класів застосовують кварцові піски; для стержнів третього і четвертого класів можна використовувати менш де­фіцитні глинисті піски і вводити до 60% відпрацьованої суміші.

Склад й властивості стрижневих сумішей залежно від типу стрижнів наведено нижче в таблиці. Склад і властивості стрижневих сумішей

Таблиця 2.2 Склад і властивості стрижневих сумішей

Клас стрижнів	Вміст, % за масою					Властивості суміші
	Основних матеріалів			Додаткових		Газопроникність	Вологість %	Межа міцності кПа
	Пісок 1К02А 1К016	Глина	Оборотна суміш	Оліфа Оксоль 4ГУ, КО	Сульфітна барда			За стискуванням у вологому стані	за розтяганням у сухому стані
I	100	-	-	1,5-2,5	-	130-150	1-3	2,94-5,8	685-980
II	100-97	0-3	-	2,0-3,0	2-3	100	2-4	4,9-9,8	490-685
III	100-96	0-4	0-1	-	1-3	100	3-4	9,8-15,7	342-558
IV	93-59	7-1	0-40	-	2-3	70	4-5	14,7-24,5	196-294
V	72-38	8-2	20-60	-	2-3	70	5-6	19,6-34,2	785-147

2.3 Технологія одержання виливка в піщано-глиняній формі

Як було вище написано процес отримання виливка складється з окремих операцій. Опишемо кожний етап.

2.3.1 Виготовлення модельних комплектів

Модельний комплект це сукупність пристосувань виділені на виготовлення стрижнів й отримання порожнин в ливарній формі. Модельний комплект включає у собі ливарну модель, стрижневі ящики, моделі елементів ливникової системи. Модельні комплекти, призначені для виробництва, виготовляють з твердих порід дерева – клена, червоного буку і берези, а модельні комплекти для одиночного і дрібносерійного виробництва з ялини і сосни. Деревина, що йде на виготовлення модельних комплектів, повинна мати необхідну міцність, щільність і пружність.

Міцність є основним показником довговічності моделей. Найбільше зчеплення волокон дерева можна побачити в довжині стовбура, тому вздовж волокон деревина має велику межу міцності як із розтягненні, так і при стисканні

Щільність залежить від товщини і густоти розташування волкон, їхнім виокремленням в деревині. Найбільшу щільність мають породи дерева, деревина яких має темний колір (бук, граб). Найбільш породи є і найбільш твердими, що сприятливо впливає на довговічність моделей.

Пружними є породи дерева які котрі мають велику питому вагу. Виняток становлять сосна та ялина, які за низької питомої ваги внаслідок однорідної будови деревини вирізняються високою пружністю. З вище сказаного, як матеріал виготовлення модельного комплеку приймаємо сосну