25. Мех свойства смесей во влажном состоянии, методы испытаний, факторы влияющие на них пределы измерений для разных способов изготовления стержней.

Твердость характеризует способность поверхностного слоя форм или стержня противостоять проникновению более твердого тела (металлического шарика). Поверхностная твердость формы или стержня зависит от степени уплотнения смеси, количества и качества связующих материалов, а также от режимов их упрочнения. Оценку твердости производят с помощью специальных приборов-твердомеров и выражают в условных единицах.

Прочность характеризует способность смеси сохранять заданную конфигурацию полости литейной формы в период ее изготовления и транспортирования, а также при заливке. В соответствии с ГОСТ 29234–91 прочность смесей оценивают предельной величиной нагрузки, при которой разрушается уплотненный образец смеси. Различают прочность смесей во влажном, упрочненном, нагретом и прокаленном состояниях.

Прочность смеси во влажном состоянии зависит главным образом от количества и состояния содержащейся в ней глины, а также от величины влажности, зернового состава формовочного песка, степени уплотнения смеси и некоторых других факторов. На рис. 1.4 приведена схема методов оценки прочности смеси во влажном состоянии.

Наиболее часто прочность смеси во влажном состоянии оценивается при сжатии (см. рис. 1.4,а), реже при срезе (см. рис. 1.4,б), изгибе (см. рис. 1.4,в) и растяжении (см. рис. 1.4,г).

Рис. 1.4. Схема методов оценки прочности смесей во влажном состоянии: а – при сжатии; б – при срезе; в – при изгибе; г – при растяжении

Вопрос №26 Газопроницаемость песков и смесей.

Газопроницаемость – способность смеси, через единицу площади в единицу времени пропускать газ или воздух в объеме 2 литра.

Чем больше песка в формовочной смеси и чем он крупнее, тем выше газопроницаемость смеси. Газопроницаемостью обладают материалы с открытыми порами. Величину газопроницаемости пористых материалов определяют по формуле, основанной на законе фильтрации Дарси: К =V•h/F•∆p•τ, где К- Газопроницаемость; V - объем воздуха, проходящего за время τ через образец с поперечным сечением F и высотой h при перепаде давлений ∆p.

Определение прочности смесей. Прочность смесей на сжатие во влажном состоянии определяется на стандартных образцах диаметром и высотой 50 мм, прошедших испытание на газопроницаемость. Образец помещается на прибор и подвергается постепенно увеличивающемуся сжатию силой Р до разрушения.

Прочность смесей на разрыв в сухом состоянии определяют на специальном фасонном образце «восьмерке» который разрывается при определенной, постепенно возрастающей силе Р.

Через образец пропускают воздух и по времени прохождения воздуха через образец и по давлению, которое образуется перед образцом, судят о газопроницаемости смеси. Газы ( воздух) проникают через поры, которые образуются между зернами песка.

Для форм, подвергающихся сушке в печах, к формовочной смеси добавляют мелкие опилки, солому, торф и другие вещества, способные при сушке сгорать и увеличивать газопроницаемость смеси благодаря образованию в ней мелких пор.

Формовочные смеси для обычной ручной и машинной формовки состоят из песка ( основа смеси), связующих ( глина, вода), противопригарных добавок ( молотый каменный уголь, пылевидный кварц, маршалит, мазут), добавок, повышающих податливость и газопроницаемость смеси ( древесные опилки, сульфитно-спиртовая барда), которые при соприкосновении с жидким металлом выгорают, образуя в смеси поры

Формовочные смеси для обычной ручной и машинной формовки состоят из песка ( основа смеси), связующих ( глина, вода), противопригарных добавок ( молотый каменный уголь, пылевидный кварц, маршал-лит, мазут), добавок, повышающих податливость и газопроницаемость смеси ( древесные опилки, лигносульфо-нит), которые при соприкосновении с жидким металлом выгорают, образуя в смеси поры.

На свойства ЖСС влияют различные факторы. Газопроницаемость смеси увеличивается по мере спадания пены и после упрочнения образца возрастает до 400 ед. Устойчивость пены меси составляет примерно 10 - 20 мин; она может быть уменьшена в 1 5 - 3 раза при введении в жидкую композицию до 1 - 3 % пе-ногаснтеля ( керосина), а также при повышении температуры окружающего воздуха и при уменьшении дисперсности наполнителя смеси.

Наиболее широко используют высококачественный мелкозернистый кварцевый песок с минимальным содержанием глины. Наличие глины уменьшает газопроницаемость смеси и приводит к дополнительному расходу связующего - смолы. При крупнозернистом песке ухудшается чистота поверхности отливок. В некоторых случаях для улучшения чистоты поверхноепь и улучшения качества форм, повышения их прочности, термической стойкости в смесь вводят окись магния ( до 2 %), хромомагнезит и другие специальные добавки. Наиболее качественным связующим для оболочковых форм является пульвербакелит ( связующее ПК-104) - фенолформальде-гидная смола с добавками уротропина. При нагреве 70 - 80 С такая смола размягчается, при 100 - 120 С плавится, превращаясь в клейкую жидкость. Поверхность зерен песка покрывается тонкой пленкой смолы. При дальнейшем нагреве до 200 - 250 С смола необратимо твердеет, обеспечивая высокую прочность оболочковой формы. При еще более высоком нагреве - выше 400 - 450 С - смола начинает выгорать, что приводит к снижению, а затем к полной потере прочности форм-оболочек.