§ 4. Формувальні й стрижневі матеріали.

Формувальні суміші застосовують для виготовлення форм, а стрижневі суміші - для виготовлення стрижнів.

Вони складаються з піску, глини й різних добавок.

Формувальні й стрижневі суміші повинні обладати пластичністю, газопроникністю, міцністю, потипригарністю й піддатливістю.

Пластичністю наз. здатність сумішей деформуватися під дією зовнішніх навантажень без порушення цілісності й зберігати надану їм форму після зняття навантаження. Ці властивості необхідні для одержання у формі виразного відбитка моделі. Пластичність зростає при збільшенні змісту в ній води до 3...5%, глини й сполучних матеріалів, а також піску із дрібним зерном.

Газопроникністю наз. здатність сумішей пропускати гази внаслідок своєї пористості. З формувальних матеріалів під час заливання форми сплавом виділяється велика кількість газів. Якщо газопроникність недостатня, то гази попадають у метал, де утворюють газові раковини. Чим крупніші й однорідніші по розмірам зерна піску, чим менше в суміші глини, тим вище газопроникність суміші. Газопроникність виміряється в умовних одиницях і буває від 30 до 150 одиниць.

Міцністю наз. здатність суміші витримувати зовнішні навантаження без руйнування. Ця властивість необхідна для того, щоб форма не деформувалася й не руйнувалася при транспортуванні й при впливі на неї тиску рідкого металу. Міцність зростає при збільшенні змісту в них глини, що зв’язувальних матеріалів і піску з дрібними кутастими зернами. Збільшення змісту води до 3...5% підвищує міцність суміші, при подальшому підвищенні вологості міцність знижується.

Протипригарністю наз. здатність сумішей не сплавлятися й не спікатися з розплавленим металом. Формувальні суміші іноді пригорають до виливка й утворюють на поверхні суцільну шкіру із суміші окису металу й піску, що сильно затрудняє мех. обробку. Протипригарність підвищується при збільшенні в ній чистого кварцового піску й знижується при наявності вапняку.

У якості протипригарної добавки до формувальної суміші, призначеної для чавунного лиття, служить кам'яновугільний пил, для бронзового лиття - мазут. Ці добавки, згораючи під час заливання металу, виділяють гази, які утворюють відновлювальне середовище й цим перешкоджають утворенню окислів і охороняють виливок від пригорання формувальної суміші.

Піддатливістю наз. здатність сумішей стискуватися під дією зовнішніх сил. Це необхідно для того, щоб форма або стрижень не перешкоджали усадці при затвердінні виливка. При недостатній піддатливості матеріалу форми у виливку, що остигає, виникають внутрішні напруження, що приводять до утворення тріщин. Гарною піддатливістю володіє кварцовий пісок. Глина, розташовуючись у проміжках між зернами піску, погіршує піддатливість.

Сполука й властивості формувальних матеріалів, застосованих для готування сумішей, відіграє велику роль в одержанні якісних виливків.

Основними матеріалами для виготовлення формувальних сумішей є: колишня у вживанні формувальна суміш (горіла) і свіжі добавки – пісок, глина, вода, і спеціальні присадки.

Формувальні суміші по способу застосування підрозділяються на: лицювальні, наповнювальні і єдині. Лицьовий шар форми, що безпосередньо стикається з рідким металом, роблять із суміші великої міцності й приготовляють більш ретельно. Така суміш наз. лицювальною. Основну частину форми роблять із ін. суміші – менш високоякісної й більше дешевої. Ця суміш наз. наповнювальною.

При масовому виробництві форми виготовляють із однорідної суміші, наз. единой.

Основною складовою частиною формувальної суміші є кварцовий пісок, зерна якого повинні бути різного розміру й форми, мати високу вогнетривкість, не оплавлятися й незначно руйнуватися при впливі рідкого металу. Кварцовий пісок завжди забруднений деякими домішками (окисом заліза, лужних і ін. металів і глинистих складових), які знижують його вогнетривкість. Кварцові піски залежно від вмісту глинистих речовин розділяють на кілька класів:

1. кварцові К (до 2% глини)

2. худі Т (від 2 до 10% глини)

3. напівжирні П (від 10 до 20% глини)

4. жирні Ж (від 20 до 30% глини)

5. дуже жирні ОЖ (від 30 до 50% глини).

Формувальні глини, що містять дисперсні мінеральні часточки в кількості більше 50% є зв'язувальною речовиною. Вони надають формувальним сумішам пластичність у вологому стані й підвищену міцність і газопроникність – у сухому. Особливо коштовним є дисперсна глина – бентоніт, що володіє великою сполучною здатністю й гарними фізико-механічними властивостями.

У формувальні й стрижневі суміші для збільшення газопроникності й пластичності додають обпилювання, кам'яновугільний пил; як зв’язувальні матеріали – лляне масло, оліфу, каніфоль і ін. речовини.