Формовочные и стержневые смеси.

Формовочные материалы - это совокупность природных и искусственных материалов, используемых для приготовления формовочных и стержневых смесей. В качестве исходных материалов используют формовочные кварцевые пески и литейные формовочные глины. Глины обладают связующей способностью и термической устойчивостью, что позволяет получать отливки без пригара. Если глина не

обеспечивает необходимых свойств смесей, применяют различные связующие материалы. Кроме того, используют противопригарные добавки (каменноугольную пыль, графит), защитные присадочные

материалы (борную кислоту, серный порошок) и др.

Формовочная смесь - это многокомпонентная смесь формовочных материалов, соответствующая условиям технологического процесса изготовления литейных форм.

Формовочные смеси должны иметь:Достаточная прочность форм и стержней, Формуемость, Текучесть(СП-ть обтекать модель),Огнеупорность(брак-пригар, спекание смеси на поверхности), Газопроницаемость, Податливость(СП-ть сокращаться в объеме),теплостойкость и теплопроводность

Огнеупорность - способность смеси и формы сопротивляться размягчению или расплавлению под воздействием температуры расплавленного металла. Чем крупнее песок, тем меньше в нем примесей и пыли, и чем больше кремнезема, тем огнеупорнее смесь. При низкой огнеупорности на поверхности отливки образуется пригар - прочное соединение формовочной или стержневой смеси с поверхностью отливки.

Прочность - способность материала формы не разрушаться при извлечении модели из формы, при транспортировании и заливке форм. Прочность формовочной смеси повышается с увеличением содержания глины, с уменьшением размеров зерен песка, плотности.

Газопроницаемость - способность смеси пропускать через себя газы. Газопроницаемость тем выше, чем больше песка в формовочной смеси и чем он крупнее, а также чем меньше содержание

глины в формовочной смеси.

Пластичность - способность деформироваться без разрушения и точно воспроизводить отпечаток модели. Пластичность смеси увеличивается с повышением

в ней до определенного предела связующих материалов и воды, а также песка с мелкими зернами.

Податливость - способность формы или стержня сжиматься при усадке отливки.

Формы для чугунных отливок получают из формовочной смеси, приготовляемой из глинистых песков. Для мелких отливок при машинной формовке применяют единые формовочные смеси, по составу и свойствам близкие к облицовочным. Крупные формы для чугунных отливок изготовляют из облицовочной и наполнительной смесей.

Стержневая смесь - это многокомпонентная смесь формовочных материалов, соответствующая условиям технологического процесса изготовления литейных стержней. Стержни при заливке расплавленного металла испытывают значительные тепловые и механические воздействия по сравнению с формой, поэтому стержневые смеси должны отличаться более высокими огнеупорностью, газопроницаемостью, податливостью, малой газотворной способностью, легко выбиваться из отливок и т.д.

Стержневые смеси

b. ЖСС – жидкоподвижные самотвердеющие смеси.( Состав смеси: кварцевый песок до 97%, феррохромовый шлак до 5%,жидкое стекло до 7%,вода до 2%.

При изготовлении формы смесь заливают и подают ее в течение 2-3 минут.

Достоинства:

• Исключается трудоемкая формовка,

• Повышается производительность труда,

• Повышается качество отливки.

c. ХТС – химически твердеющие смесии. Состав: (кварцевый песок, фенол-формальдегидная смола,

смесь сыпучая, но не требует уплотнения, т.к. при добавлении отвердителя застывает. Отвердитель

– бензосульфат кислота. Живучесть смеси – 20 минут.

d. Керамические смеси: процесс изготовления этих смесей – шоу-процесс. Состав: пылевидный кварц,

связующее – гидролизованный этилсиликат. Не требует уплотнения, т.к. при добавлении отвердителя

застывает. Смесь можно отнести к ЖСС, т.к. она тоже обладает жидкотекучестью. Метод используется

для получения крупногабаритных отливок высокого качества.

Состав формовочной(стержневой) смеси

1. Огнеупорный наполнитель-кварцевый песок 5%(SiO2)

2. Связующее-жидкое стекло

3. Вода(зависит от веса 6% воды должно быть)

5. Способы получения разовых песчаных форм. Механическое упрочнение формовочной смеси

Большинство литейных форм песчаные, изготавливаются из формовочной смеси.При формовке(изготовлении песчаных форм) применяется различные способы упрочнения:

1. Механическое упрочнения: происходит за счет уплотнения формовочной смеси. Исходная плотность 1,5 г/см3,конечная 1,8г/см3. Уплотнение смеси происходит за счет увеличения в точке контакта зерен кварца и уменьшение толщины пленок связующего

А. Встряхивание:

( рис. 4.25, в) осуществляют при подаче сжатого воздуха под давлением 0,5 ... 0,8 МПа в нижнюю часть цилиндра 1, что поднимет встряхивающий поршень 2 на высоту 25 ... 80 мм. При этом впускное отверстие 10 перекроется боковой поверхностью поршня, а нижняя его кромка откроет выхлопные окна 7, воздух выйдет в атмосферу. Давление под поршнем снизится, и стол 3 с укрепленной на нем подмодельной плитой 4 упадет на торец цилиндра 8.

Скорости стола, а, следовательно, и модельной плиты упадут до нуля, в то время как формовочная смесь в опоке 5 и наполнительной рамке б, продолжая двигаться вниз по инерции, уплотняется. В момент, когда канал 9 встряхивающего поршня окажется против отверстия 10 встряхивающего цилиндра, сжатый воздух снова войдет в полость встряхивающего цилиндра. Это повлечет за собой новый подъем встряхивающего стола и новый удар его о торец и т.д.

Встряхивающий стол обычно совершает 120 ... 200 ударов в минуту. В результате повторных ударов происходит уплотнение формовочной смеси в опоке. При этом слои формовочной смеси, лежащие у модельной плиты, будут плотнее, чем слои, лежащие в верхней части формы. Встряхиванием уплотняют формы высотой до 800 мм. Уплотнение верхних слоев формы встряхиванием совмещают с прессованием. Это обеспечивает высокую равномерную плотность форм

Б Прессование, от 1,8г/см3 до 1,9 г/см3. Сочетание А и Б в машинной формовке.тогда уплотнение по высоте опоки происходит равномерно.

Уплотнение формовочной смеси прессованием (рис. 4.25, а) осуществляют при подаче сжатого воздуха 0,5 ...0,8 МПа в нижнюю часть цилиндра 1, в результате чего прессовый поршень 2, стол 3 с прикрепленной к нему модельной плитой 4 поднимаются. При этом колодка 7, закрепленная на траверсе 8, входит внутрь наполнительной рамки 6 и уплотняет формовочную смесь в опоке 5. Плотность формовочной смеси уменьшается по мере удаления от прессовой колодки из-за трения формовочной смеси о стенки опоки. Неравномерность плотности формовочной смеси тем больше, чем выше опока и модели. Прессование используют для уплотнения формовочной смеси в опоках высотой 200 ... 250 мм.

Для достижения равномерной плотности формовочной смеси в опоке используют многоплунжерные прессовые колодки (рис. 4.25, б). При прессовании стол 4 машины движется в сторону многоплунжерной прессовой колодки 1. Вследствие различной степени сопротивления формовочной смеси в форме плунжеры 3 под действием давления масла на поршень 2 прессуют находящиеся под ним участки формы независимо от соседних.

В . Послойное. Происходит при уплотнении смеси ручной формовкой, вибрацией с помощью пескометных и пескострельных устройств.

осуществляют рабочим органом пескомета - метательной головкой, выбрасывающей пакеты смеси на рабочую поверхность модельной плиты. В стальном кожухе 4 метательной головки вращается закрепленный на валу 6 электродвигателя ротор 5 с метательной лопаткой 2. Формовочная смесь подается в головку 1 непрерывно ленточным конвейером 3 через окно в задней стенке кожуха. При вращении лопатки (1000 ...1200 мин^-1) формовочная смесь собирается в пакеты 7 и центробежной силой выбрасывается через выходное отверстие в опоку 8. Попадая на модель 9 и модельную плиту 10, смесь уплотняется за счет кинетической энергии равномерно по высоте опоки. Метательную головку равномерно перемещают над опокой. Пескомет является высокопроизводительной машиной, поэтому его применяют для уплотнения крупных литейных форм. Управление работой пескомета автоматизировано.