32. Формовочные и стержневые смеси

Материалы, применяемые для изготовле­ния разовых песчано-глинистых и некоторых других ли­тейных форм и стержней, называют формовочными. В литейном производстве применяют большое количест­во разнообразных формовочных и стержневых смесей, которые должны иметь определенные свойства:

Пластичность — способность легко воспринимать и отчетливо сохранять форму (хорошо формоваться).

Прочность — способность сохранять форму при воз­действии внешних сил (толчки, сотрясения, ударное действие заливаемого металла).

Податливость — способность не препятствовать усадке при охлаждении отливки. Лучшей податливостью обладает крупный окатанный речной песок. Глина ухуд­шает податливость. Для улучшения податливости в формовочные смеси добавляют опилки, торф.

Огнеупорность — способность смеси противостоять местному перегреву от заливаемого в форму металла. Формовочные и стержневые смеси не должны сплав­ляться или размягчаться от соприкосновения с расплав­ленным металлом и пригорать к поверхности отливки. Кварцевый песок и белая глина имеют высокую огне­упорность.

Газопроницаемость — способность смеси хорошо про­пускать пары воды и газы, образующиеся при сопри­косновении горячего металла с влажными формами. Если газопроницаемость смеси недостаточна, то в от­ливках образуются газовые раковины. Хорошая газо­проницаемость — у смеси на крупном речном песке. Глина ухудшает газопроницаемость.

Долговечность —- способность смеси сохранять рабо­чие свойства при повторном использовании.

Главные составные части формовочных смесей — песок, глина (8. ..12%) и бывшая в употреблении го­релая земля (50.. .90 %).

Формовочные смеси разделяют на облицовочные, наполнительные и единые. Облицовочная смесь непо­средственно соприкасается с металлом. Толщина слоя зависит от размеров моделей и составляет 20.. .50 мм. Облицовочная смесь должна обладать всеми вышеперечисленными свойствами. Наполнительные смеси слу­жат для набивки остальной части формы. Они в первую очередь должны быть прочными и газопроницаемыми. Единой смесью набивают всю форму при машинной формовке.

Металл заливают в сырую форму или предваритель­но высушенную. Заливка в сырую форму непосредствен­но после формовки выгодна, однако не всегда возмож­на. Прочность сырых форм для крупного литья недо­статочна, поэтому в данном случае применяют сухие формы. Для формовки в сырую применяют «тощие» смеси, содержащие до 12 % глины.

При изготовлении форм с последующей их сушкой применяют «полужирные» и «жирные» формовочные смеси с 10.. .20 % глины. Иногда в эти смеси добавля­ют торф или опилки, что увеличивает газопроница­емость и податливость форм.

Высушенные формы для чугунного литья покрывают изнутри формовочными красками, содержащими гра­фит. Для стальных отливок применяют формовочные краски, содержащие порошок кварца.

В последние годы большое распространение получи­ли быстротвердеющие формовочные смеси с жидким стеклом, которые твердеют при продувке их углекислым газом или при выдержке на воздухе.

К стержневым смесям предъявляют более высокие требования, чем к формовочным, в отношении газопро­ницаемости, прочности, податливости и огнеупорности. В процессе заливки форм они находятся в более тяже­лых условиях, испытывая большое термическое и меха­ническое воздействие жидкого металла. Состав стержневых смесей выбирают в зависимости от положения стержней в форме, от их конфигурации и вида залива­емого сплава. Стержни делят на пять классов.

К первому классу относят стержни сложных очерта­ний с очень тонкими сечениями, имеющие небольшое число тонких знаков. Стержневая смесь содержит 100 % кварцевого песка, связующим является А-1 (не­органическая группа). Стержни в форме омываются со всех сторон металлом.

Стержни второго класса имеют массивные части и очень тонкие ребра или выступы, развитые знаки. Зна­чительная поверхность стержней соприкасается с металлом. Стержневая смесь состоит из 97 % кварцевого песка, 3 % глины, связующим служит А-2.

Стержни третьего класса — это различные центро­вые стержни, имеющие конфигурацию средней слож­ности и образующие внутренние необрабатываемые, но' ответственные поверхности в отливках. Смесь состоит из 96. . .97 °/о кварцевого песка, 3. . .4 % глины, связую­щего вещества группы А-3.

Для придания смеси достаточной прочности во влаж­ном состоянии в нее вводят сульфитно-спиртовую бар­ду в количестве 2,5.. .3,5 %.

Стержни четвертого класса имеют несложную кон­фигурацию, образуют внутренние обрабатываемые по­верхности. Стержневая смесь содержит до '40 % отра­ботанной смеси, 56.. .95 % кварцевого песка, 4.. .9 °/о глины, 2. . .3 % сульфитно-спиртовой барды.

Массивные стержни пятого класса образуют боль­шие внутренние полости в крупных отливках. Основным связующим веществом в смесях для таких стержней служит глина (7. ..10%), так как стержни мало про­греваются и органические материалы в них не сгорают и не разлагаются. В смеси добавляют опилки для уве­личения податливости.