Свойства формовочных смесей и их влияние на качество отливок

1. Цель работы

1.1. Изучить основные свойства формовочных смесей.

1.2. Приобрести практические навыки определения отдельных технологических свойств формовочных смесей.

1.3. Установить влияние свойств формовочных смесей на ка-чество получаемых отливок

2. Теоретическая часть

Материалы, которые используются для изготовления литейных форм и стержней, называют формовочными. При их смешивании по заданной технологии получают формовочные и стержневые смеси.

Формовочные смеси применяются для изготовления литейной формы. Стержневые смеси служат для изготовления специальных вставок (стержней), используемых для получения в отливках отверстий. Часто формовочные и стержневые смеси объединяют общим названием «формовочные смеси» [1].

2.1. Формовочные смеси

Основными исходными компонентами формовочных смесей являются песок и глина. Поэтому формовочные смеси, приготовлен-ные на их основе, называются песчано-глинистыми. Кварцевый песок является огнеупорной основой смеси, а глина - связующим материа-лом. Содержание глины в смесях может колебаться от 5 до 15 % и бо-лее.

В качестве вспомогательных материалов часто используют для чугунного литья каменноугольную пыль или графит. Их вводят как противопригарные и разделительные вещества для исключения при-липания формовочной смеси к отливке и технологической оснастке. К противопригарным добавкам также относятся маршалит (тонко измельчённый кварцевый песок) и магнезит (MgCO₃) – для стального литья, тальк Mg₃Si₄O₁₀(OH)₂ – для цветного литья и др.

По состоянию формы перед заливкой формовочные смеси различаются на смеси для форм, заливаемых в сыром и в сухом состояниях.

По назначению различают единые, облицовочные и наполнительные смеси. Единые смеси имеют одинаковые технологи-ческие свойства по всему объёму и используют в массовом произ-водстве при машинной и автоматизированной формовке для получе-ния мелких и средних отливок, когда заливка металла производится в сырые формы. В мелкосерийном и индивидуальном производстве, особенно при изготовлении крупных отливок ответственного назна-чения, применяются облицовочная и наполнительная смеси. В этом случае облицовочные смеси служат для выполнения поверхности формы, непосредственно контактирующей с металлом отливки. Их применяют при изготовлении средних и крупных форм, которые подвергают сушке или поверхностной подсушке. Облицовочную смесь наносят на модель слоем толщиной 20…50 мм, остальной объём опоки заполняют наполнительной смесью. Наполнительная смесь готовится из отработанной (горелой) смеси с дополнением свежих материалов до 5 %. В качестве облицовочных смесей крупных форм часто используют самотвердеющие и химически твердеющие смеси, позволяющие исключить операцию сушки.

2.2. Стержневые смеси

Стержни воспринимают значительное давление со стороны заливаемого литейного сплава и работают в затрудненных условиях отвода газов. Поэтому к свойствам и составу стержневых смесей предъявляются повышенные требования. Стержневые смеси класси-фицируют, в основном, по содержанию в них связующих веществ – крепителей: 1) песчано – глинистые стержневые смеси из песка и гли-ны с введением некоторых добавок; 2) песчаные смеси на специаль-ных органических связующих веществ (олифа, льняное масло, суль-фитный щелок, декстрин, битум) и неорганических связующих кре-пителях (жидкое стекло, фосфатные связки, цементы и др.).

Выбор связующего вещества зависит от его удельной прочности, конструкции и назначения стержней. Все стержни из песчано-глинистых смесей и смесей на специальных крепителях проходят сушку.