Файл: Титов, Н. Д. Технология литейного производства учебник для машиностроительных техникумов.pdf

Ц и р к о н о б е з ж е л е з н е н н ы й также применяют для приготовления огнеупорных красок для форм и стержней стальных отливок.

Т а л ь к — минерал, водный силикат магния, применяют для приготовления противопригарной краски. Связующая часть краски состоит из мелкой огнеупорной формовочной глины, бентонита или органических водорастворимых добавок, обеспечивающих относи­ тельно высокую прочность.

Д р е в е с н ы е о п и л к -и вводят в стержневые смеси для увеличения газопроницаемости и податливости стержней. Перед употреблением опилки должны быть сухими и проходить через сито 2,5.

Взамен древесных опилок можно применять торф, содержащий около 70—73/о летучих веществ, не более 5—6% золы, до 25—30% влаги.

Недостатком опилок и торфа является их гигроскопичность. Поэтому вместо древесных опилок п торфа применяют асбестовую крошку, она иегигроскопнчна и обладает хорошей формуемостью.

§ 6. ФОРМОВОЧНЫЕ И СТЕРЖНЕВЫЕ СМЕСИ

Свойства смесей

Для получения качественных форм, стержней и годных отливок формовочные и стержневые смеси должны обладать технологичес­ кими свойствами, отвечающими определенным требованиям.

Для хорошего уплотнения формовочной смеси в опоке боль­ шое значение имеет пластичность смеси — способность деформи­ роваться под действием приложенных внешних усилий или соб­ ственной массы, что обеспечивает получение отпечатка модели или заполнение полости стержневого ящика. Пластичность фор­ мовочной и стержневой смеси зависит от свойств составляющих смеси и применяемых связующих. Например, смесь с масляным связующим обладает большой пластичностью; песчано-глинистые смеси имеют небольшую пластичность.

Литейная форма должна обладать достаточной прочностью, чтобы при сборке, транспортировке и заливке металлом она не разрушалась. Поэтому и формовочная смесь должна обладать определенной прочностью — способностью сопротивляться разру­ шению под действием нагрузки. Прочность формовочной смеси зави­ сит от зернистости песка, влажности, плотности и от содержания глины или связующих в смеси. С увеличением плотности, уменьше­ нием размера зерен песка, увеличением глиносодержания прочность смеси возрастает.

Сыпучесть смеси влияет на зависание ее в бункерах, на запол­ нение и равномерность распределения смеси при засыпке в опоку, на качество и длительность перемешивания смеси в смесителях.

58

С сыпучестью связана к о м к у е м о с т ь — способность смеси образовывать комки. Сыпучесть и комкуемость зависят от прочности связей песчинок в местах контакта. Начальная (насыпная) плотность смеси повышает равномерность уплотнения формы. Поэтому смесь

н о с т ь — сопротивление поверхностного слоя формы или стержня истиранию. Поверхностная прочность характеризуется осыпаемо­ стью.

В процессе заливки и охлаждения отливки стенки формы нагре­ ваются металлом до высоких температур, равных практически тем­ пературе металла, поэтомуформовочные материалы должны обла­ дать высокой огнеупорностью. Это одно из главных требований, предъявляемых к формовочным материалам.

Огнеупорность — способность смеси сопротивляться размяг­ чению или расплавлению под действием высокой температуры жид­ кого металла — зависит от огнеупорности составляющих смеси и количественного их соотношения. Чем больше примесей в песке и глине, тем меньше огнеупорность формовочных и стержневых сме­ сей. Чем крупнее песок и чем меньше в нем примесей, пыли и больше кремнезема, тем более огнеупорна смесь.

В процессе заливки формы металлом органические материалы, входящие в состав формовочной смеси (связующие, опилки), сго­ рают и выделяют газы, влага испаряется и образует большое коли­ чество паров. Способность смеси выделять газы при заливке называется газотворностью. Она определяется количеством газов, выделяющихся из 1 кг смеси. Образующиеся газы, пары и воздух стремятся выйти из формы через поры формовочной смеси. Поэтому она должна иметь достаточную газопроницаемость.

Газопроницаемость — свойство смеси пропускать через себя газы — зависит от качества и количества глинистых составляющих и кварцевого песка. Чем больше песка в формовочной смеси и чем он крупнее, тем выше газопроницаемость смеси, и' наоборот. Газо­ проницаемость зависит также от формы зерен песка, влажности, наличия пыли, угля, степени, уплотнения и т. п. Чем больше пыли в песке, тем меньше газопроницаемость. При быстром газообразова­ нии и недостаточной газопроницаемости смеси давление газа пре­ вышает давление залитого металла, и газ стремится выйти из формы не через смесь, а через металл. В этом случае в отливках могут появиться и газовые раковины.

В процессе затвердевания и охлаждения размеры отливки уменьшаются вследствие усадки металла. Однако форма препят­ ствует усадке, в результате в отливке могут возникать напряжения и появляться трещины. Поэтому формовочная смесь должна обла­ дать податливостью — способностью сокращаться в объеме и пе­ ремещаться под действием усадки отливки.

Высокая прочность и газопроницаемость формовочной смеси обеспечиваются однородностью — равномерным распределением в

59

формовочной смеси составляющих компонентов в результате тща­ тельного перемешивания. ■

Формовочные и стержневые смеси должны обладать минимальной прилипаемостыо к модели или стержневому ящику, что зависит от содержания влаги, связующей добавки и ее свойств. Прилипаемость смеси повышается с увеличением количества жидкости в смеси. Сульфитно-спиртовая барда увеличивает прилнпаемость смеси, масляные связующие уменьшают ее.

Гигроскопичность — способность формовочной и стержневой смеси поглощать влагу из воздуха — зависит от свойств связую­ щей добавки. Стержни, изготовленные из смесей на сульфитной барде, обладают большой гигроскопичностью. Поэтому собранные формы с такими стержнями нельзя выдерживать перед заливкой металла, в противном случае увеличивается брак по газовым рако­ винам.

Долговечность — способность смеси сохранять свойства при повторных заливках. Чем долговечнее смесь, тем меньше добавляют в отработанную смесь свежих формовочных материалов при ее переработке. Освобождение отработанной смеси от пыли, введение свежего песка и глины позволяют восстановить свойства смеси.

Выбиваемость — способность стержневой смеси легко удаляться при выбивке ее из охлажденной отливки — зависит от количества песка, глины н вида связующего в стержневых смесях.

Формовочные смеси

Состав формовочных и стержневых смесей чрезвычайно разно­ образен, он зависит от рода сплава, массы, толщины стенки и кон­ фигурации отливки, предъявляемых к ней требований, характера производства.

Формовочные смеси делят:

1)по характеру использования — на единые, облицовочные, наполнительные;

2)по состоянию формы перед заливкой — на смеси для форм,

заливаемых в сыром состоянии, и смеси для форм, заливаемых

всухом состоянии;

3)в зависимости от класса применяемого песка на естественные

исинтетические.

Если всю форму изготовляют из одной смеси, то такую смесь называют единой. Единые смеси применяют для машинной формовки при серийном и массовом производстве. Эти смеси приготовляют из наиболее огнеупорных песков и глин с наибольшей связующей способностью, чтобы обеспечить долговечность смеси. При перера­ ботке для повторного использования в них вводят достаточное количество свежих материалов для придания им высоких техноло­ гических свойств.

Облицовочную смесь наносят на модель, после уплотнения она образует слой формы толщиной 15—50 мм (в зависимости от тол­

60

щины стенки отливки), соприкасающийся с жидким металлом. Облицовочную смесь всегда применяют вместе с наполнительной смесью, которая заполняет остальной объем опоки. Наполнительная смесь должна иметь газопроницаемость не ниже облицовочной, при этом условии наполнительная смесь не будет препятствовать прохождению газов и паров воды, образующихся в поверхностном слое облицовочной смеси в начальный момент заливки. При изго­ товлении тонкостенных отливок наполнительная смесь должна иметь высокую ’ податливость для предотвращения образования трещин в отливках.

Единая и облицовочная смеси должны обладать достаточной прочностью, чтобы обеспечивать сопротивление формы давлению жидкого металла при заливке. При применении облицовочной смеси значительно сокращается расход свежих формовочных материалов

идобавок на 1 т годных отливок, однако усложняются технология

имеханизация изготовления формы.

Освежительная смесь предназначена для восстановления отра­ ботанной смеси, содержит свежие пески, глину, связующие, добавки в количествах, необходимых для восстановления технологических свойств отработанных смесей.

В природе встречаются пески, содержащие такое количество глины, которое позволяет после увлажнения и перемешивания использовать их в качестве формовочной смеси. Такие смеси назы­ вают естественными. Примером может служить тамбовский песок, используемый для изготовления форм отливок из цветных сплавов. Обычно эти смеси имеют пониженные газопроницаемость'и огне­ упорность.

Синтетические смеси — это смеси, в которые глину вводят в виде самостоятельной добавки; их наиболее широко применяют на практике.

Формовочные смеси для отливок из чугуна и стали. Чугунные и стальные отливки изготовляют в сырых и сухих цесчаных формах. Процесс получения отливок в сырых песчаных формах является более экономичным в связи с сокращением цикла изготовления отливки. Наряду с этим процесс имеет и недостаток — малую прочность сырой формы, поэтому по-сырому практически можно получить отливки массой до 3000 кг. Сухие формы обычно применяют для средних и крупных отливок в единичном и мелкосерийном про­ изводстве.

Выбор формовочной смеси для чугунных н стальных отливок зависит от массы отливки, толщины ее стенки и технологии изготов­ ления формы.

Д л я ф о р м о в к и ' п о - с ы р о м у ч у г у н н ы х о т ­

кой бентонита или прочносвязующих глин, лучшей их формуемостью.

61