Формовочные и стержневые смеси. Противопригарные покрытия
Формовочные смеси. Состав формовочных смесей определяется литейным сплавом, его температурой перед разливкой, размером и массой отливок, способом изготовления форм, характером производства и др. Экономически целесообразно получать отливки в сырых формах. Сухие формы лучше применять при изготовлении крупных, массивных или сложных отливок, когда в сырых формах их получить нельзя.
Формовочные смеси подразделяют на единые, облицовочные и наполнительные. В условиях крупносерийного и массового производства применяются единые смеси, в единичном и мелкосерийном производстве для изготовления крупных форм – две смеси: облицовочную, наносимую на поверхность модели, и наполнительную, заполняющую остальной объем формы. Формовочные смеси после каждого цикла обновляются путем добавки свежих исходных материалов. В зависимости от количества связующего (глины) формовочные смеси бывают тощие (10...15 % глины) и жирные (до 20 % глины).
Стержневые смеси. К стержневым смесям предъявляют более высокие требования, чем к формовочным, в отношении прочности, газопроницаемости, газотворности, податливости, выбиваемости, огнеупорности, так как стержень находится в более напряженных условиях по сравнению с формой.
Состав стержневых смесей зависит от сплава, конфигурации стержней, их размеров и др. Во всех случаях основным материалом являются пески и специальные связующие добавки. Песчано-глинистые стержневые смеси применяют в ограниченных количествах.
Приготовление формовочных и стержневых смесей
Приготовлению смесей предшествует подготовка компонентов. Пески предварительно сушат. После сушки пески охлаждают и просеивают.
Глину предварительно измельчают, затем сушат в барабанных печах при температуре 200...250 0С, просеивают и в смесь вводят в виде глинистой суспензии.
Специальные добавки поступают чаще всего в готовом виде. После дозировки компонентов смесь перемешивают в бегунах.
В общем случае приготовление формовочных и стержневых смесей включает в себя следующие операции: дозирование, перемешивание компонентов, увлажнение, вылеживание и рыхление.
Противопригарные покрытия. Для улучшения чистоты поверхности отливок на рабочую поверхность форм и стержней наносят специальные противопригарные покрытия – припылы (пылевидный кварц, графит, тальк) или суспензии. Могут также применятся покрытия для модифицирования и легирования.
Технология изготовления форм. Процесс получения литейных форм называется формовкой. Все многообразие способов формовки по принципу механизации можно разделить на две группы: ручную и машинную. Ручная формовка применяется в условиях единичного и мелкосерийного производства. При крупносерийном и массовом производстве используется машинная формовка.
Несмотря на механизацию и автоматизацию производственных процессов, изготовление форм вручную часто является наиболее целесообразным в условиях единичного, а иногда и мелкосерийного производства. Существует несколько вариантов ручной формовки, наиболее распространенным из которых является получение форм в опоках по разъемной модели (см. рис. 1.7). Последовательность выполнения приемов следующая. На модельную плиту 1 устанавливают нижнюю половину модели 2 и нижнюю опоку 3 плоскостью разъема вниз (рис. 1.7, б). На модель наносят слой облицовочной смеси толщиной 40...100 мм, который слегка уплотняют (рис. 1.7, в).
Рис. 1.7. Изготовление форм в двух опоках по разъемной модели
Затем опоку заполняют наполнительной смесью и уплотняют ручной или пневматической трамбовкой (рис. 1.7, г). Излишек формовочной смеси срезают линейкой вровень с кромкой опоки, делают наколы, улучшающие газопроницаемость формы (рис. 1.7, д). Опоку с заформованной в ней половиной модели поворачивают на 1800 и вновь устанавливают на модельную плиту. На нижней половине модели 2 фиксируют ее верхнюю половину 4 (рис. 1.7, е), устанавливают модели стояка 5 и других элементов литниковой системы, выпора 6. Плоскость разъема формы посыпают сухим песком и на нижнюю опоку устанавливают верхнюю 7. Модель и элементы литниковой системы покрывают слоем облицовочной смеси толщиной 40...100 мм, слегка обжимают и опоку заполняют наполнительной смесью. После уплотнения смеси трамбовкой срезают излишки смеси, делают вентиляционные наколы и извлекают модели стояка и выпора. Верхнюю полуформу снимают, поворачивают на 1800 и извлекают с помощью специального подъемника половины моделей отливки и литниковой системы. Затем в нижнюю полуформу устанавливают стержень 8, который оформляет внутреннюю полость отливки, и на нижнюю полуформу устанавливают с помощью штырей и фиксируют верхнюю полуформу (рис. 1.7, з). После скрепления опок или нагружения металлической плитой форма считается подготовленной к заливке.
Формы для изготовления крупных отливок перед сборкой и заливкой металла сушат, для мелких и средних отливок заливка металла может осуществляться в сырые формы.
После заливки, затвердевания металла и охлаждения отливки до температуры выбивки форму разрушают и выбивают стержни (рис. 1.7, и). Завершается технологический процесс обрубкой прибылей, выпоров литников, очисткой, термообработкой и окончательным контролем отливки.