1. Классификация формовочных материалов и требования предъявляемые к ним.

Исходные формовочные материалы:

1.огнеупорные наполнители, связующие материалы и технологические добавки

2.формовочные и стержневые смеси

3.вспомогательные составы: противопригарные, клеи для склеивания, натирки.

Формовочные смеси и формы испытывают совместные меха­ническое, тепловое и химическое воздействия заливаемого спла­ва, и к ним предъявляются требования по многим критериям:

Огнеупорность — способность формовочных смесей вы­держивать высокие температуры, сохраняя целостность формы.

При выборе формовочных смесей учитывают температуру за­ливки сплава. Это особенно важно при изготовлении крупных тол­стостенных отливок, для которых время воздействия жидкого ме­талла на форму возрастает. Температура поверхности формы при этом достигает температуры заливки металла, что может привес­ти к оплавлению, спеканию формовочной смеси. Температуры плавления некоторых сплавов и огнеупорность (сталь 35л tп=1500,огнеупр=1700;чугун tп=1170,огнеупр=1500)

Прочность — способность форм (стержней) противостоять внешнему воздействию, без разрушения и без изменения геомет­рических параметров. Требования к прочности смесей меняются в процессе изготовления отливки. Прочность должна быть достаточ­ной, чтобы обеспечить целостность формы при протяжке, пере­мещении ее на конвейере, где возможны соударения, а также при заливке, чтобы противостоять статическому и динамическому дав­лению и тепловому воздействию жидкого металла.

Значения прочности формовочных смесей при сжатии для сы­рых форм находятся в пределах σ_w= 0,05...0,2 Н/мм², в том числе для ручной формовки — до 0,05 Н/мм², для машинной — от 0,05 до 0,1 Н/мм² и для ЛАВ — от 0,1 до 0,2 Н/мм².

Для изготовления крупных отливок характерно существенное повышение металлостатического давления и теплового воздействия на форму, поэтому для исключения подутия отливок необходима либо поверхностная сушка формы (подсушенные формы), либо сушка на всю толщу формы (сухие формы). Прочность формы при этом повышается. Для обеспечения заданных геометрической точ­ности и точности размеров отливок рекомендуется выбирать фор­мы с учетом массы отливок: для отливок массой до 1 т использу­ют сырые формы, отливки массой от 1 до 2 т изготавливают в подсушенных формах, а отливки свыше 2 т — в сухих формах.

Прочность смесей для стержней после теплового или химичес­кого упрочнения достигает σ_р = 1...3 Н/мм², при этом прочность смесей при сжатии для стержней в неупрочненном состоянии яв­ляется низкой (0,005 Н/мм²).

В процессе затвердевания и охлаждения отливки форма и стер­жень должны иметь хорошую податливость для предотвра­щения горячих и холодных трещин в отливках.

Во время выбивки необходимо обеспечить хорошее отделение формовочных смесей от отливки, т. е. их выбиваемость.

Выбиваемость, или остаточная прочность, — способность формовочных смесей отделяться от отливки при выбивке. Оста­точная прочность песчано-глинистых смесей не должна превы­шать σ_0СТ= 0,2 Н/мм².

Теплофизические свойства смесей определяют теп­лообмен отливки и формы, от которого зависит скорость затвер­девания, а следовательно, и структура отливок, и их механиче­ские свойства, а также время выбивки отливок. Кроме того, от теплообмена отливки с формой зависит глубина прогрева фор­мы, от которой, в свою очередь, зависит потеря активности ком­понентами смеси и необходимое их освежение (восстановление технологических свойств).

Теплофизические свойства формовочных материалов оценива­ются коэффициентами теплоаккумуляции b_ф и температуропро­водности a_ф:

где λ — коэффициент теплопроводности, Вт /(м- К); с — удельная теплоемкость, Дж/(кг*К); ρ — плотность вещества, кг/м³.

Пластичность — способность формовочных смесей дефор­мироваться и сохранять полученную деформацию после снятия нагрузки.

Газотворность — способность формовочных смесей выде­лять газы при заливке металла.

Газопроницаемость — способность формовочных сме­сей пропускать газы.

Гигроскопичность — способность формовочных смесей адсорбировать влагу из окружающей среды, при этом часто меха­нические свойства уплотненных смесей (особенно стержневых) снижаются.

Долговечность — способность формовочных смесей к мно­гократному использованию.