Формовочные материалы

Для изготовления оболочковых форм применяют пески, термореактивные смолы, увлажнители, разделительные составы и клеи.

В качестве огнеупорных наполнителей используются кварцевые или цирконовые пески, электрокорунд и другие огнеупорные материалы. От качества наполнителя зависят расход смолы, прочность формы и качество поверхности.

В качестве связующего при изготовлении спекаемых оболочковых форм применяются фенолформальдегидные смолы, относящиеся к термореактивным смолам. Применение фенолформальдегидных смол ограничивается их высокой стоимостью, которая значительно сказывается на себестоимости литья.

При литье цветных сплавов фенолформальдегидные смолы целесообразно полностью или частично заменять более дешевыми (в 2,5 раза) мочевиноформальдегидными смолами, температура разложения которых ниже, чем фенолформальдегидных смол.

Песчано-смоляную смесь приготовляют смешиванием сухого обогощенного песка с порошкообразной смолой в смесителе. Такая смесь называется неплакированной, которая при технологических операциях изготовления форм, транспортировке расслаивается из-за различной плотности компонентов. Полученные из таких смесей формы и стержни имеют нестабильные прочность и газотворность, их нельзя использовать при пескодувном способе изготовления форм и стержней.

Для того чтобы порошкообразная термореактивная смола не отделялась от песка, в процессе использования смеси применяются различные увлажнители и растворители: керосин, глицерин, парафин, озокерит, фурфурол, ацетон, спирт и др. Они способствуют равномерному покрытию зерен песка связующим материалом, улучшая технологические свойства смесей, обеспечивают более экономичный расход смолы и уменьшают пылеобразование.

Такие смеси называются плакированными.

Различают холодное, теплое и горячее плакирование, которые отличаются температурой песка, смолы и продуваемого воздуха.

Чтобы оболочка легко снималась с горячих модельных плит, а стержни легко вынимались из горячих ящиков, рабочие поверхности покрываются специальными разделительными составами. К ним относятся кремнийорганические жидкости, а также отходы производства синтетического каучука.

Для склеивания полуформ применяются различные марки клеев: на основе мочевиноформальдегидных смол, жидкого стекла с добавкой пылевидного кварца и др.

Для приготовления сухой песчано-смоляной смеси на 100 частей песка берут 5–8 частей порошкообразной смолы. Процесс приготовления песчано-смоляных смесей мало отличается от приготовления песчано-глинистых смесей и осуществляется на том же оборудовании.

Модельная оснастка

К модельной оснастке относят: модели, модельные плиты, элементы литниковых систем, стержневые ящики и вспомога­тельные приспособления. Все элементы модельной оснастки изготавливают из одинакового металла – стали и чугуна. Это вызвано тем, что материалы с разными коэффициентами рас­ширения приводят к деформации модельной оснастки, а различная теплоемкость не дает возможности получать оболочки одинаковой толщины.

Для мелкосерийного производства модельную оснастку изготавливают из алюминиевых литейных сплавов АЛ2 и АЛ4 с анодированной поверхностью. Стоимость механической обработки модельной оснастки из алюминиевых сплавов примерно в два раза меньше, чем из чугуна, но ее стойкость значительно ниже. Кроме того, точность отливок также снижается из-за болee высокого коэффициента линейного расширения алюминиевых сплавов.

Размеры металлических моделей определяют с учетом расширения в рабочем диапазоне температур 150...300 °С. Размер нагретой модели определяют по формуле

,

где – расчетный размер модели при комнатной температуре;  – коэффициент линейного расширения материала модели; t – температура нагрева модели, ^оС.

Следовательно, расчетный размер модели

,

где k – коэффициент усадки заливаемого в оболочковую фор­му сплава, %.