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

При оценке песков одного месторождения с различной зернис­ тостью следует отдавать предпочтение песку с более крупными зернами, так как последний является более чистым в химическом и минералогическом отношении. При выборе песков следует учи­ тывать характер производимых отливок. Для крупных отливок надо применять более крупный песок, так как он обеспечивает более вы­ сокую газопроницаемость и огнеупорность формовочных смесей; для мелких отливок — более мелкозернистый песок в целях полу­ чения более чистой поверхности.

Пески делят на две категории А и Б. К категории А относятся пески с большим остатком основной фракции песка на крайнем верхнем сите (нз трех смежных), к категории Б — пески с большим остатком на крайнем нижнем сите.

Кварцевые пески с рассредоточенной зерновой структурой раз­

(сита 02, 016 и 01); 4 — с общей рассредоточенностью КРО (в основ­ ной фракции на трех любых ситах менее 60%). Суммарный остаток на ситах должен быть для первых трех групп не менее 60%.

. При маркировке песка на первом месте ставят обозначения класса, на втором — группы и на третьем — категории. Например, кварцевый песок средней зернистости обозначается 1К02А, 2К02А, ЗК02А или 1К02Б, 2К02Б, ЗК02Б; песок с рассредоточенной зер­

Ж016, ОЖ01.

Для повышения чистоты поверхности отливок применяют взамен кварцевого песка высокоогнеупорные формовочные материа­ лы: цирконовый песок, оливинит, хромистый железняк, магнезит.

Цирконовый песок ZrSiO„ отличается высокими физико-химичес- скими свойствами, обладает хорошей теплопроводностью и большой плотностью, не дает пригара на поверхности отливок. Температура его плавления свыше 2400° С.

Цирконовый песок применяют для приготовления облицовочных и стержневых смесей, а также формовочных красок для крупных отливок. Вследствие большей теплопроводности цирконовый песок способствует более быстрому охлаждению отливки по сравнению с обычными формовочными материалами, что дает возможность регу­ лировать процесс затвердевания и кристаллизации металла.

Оливинит — магнезиальный силикат Mg2Si04. Огнеупорность оливинита 1750—1830° С. Оливинитовые пески по эффективности и экономичности занимают среднее место между цирконовыми и кварцевыми Наиболее эффективно применение оливинита в про­ изводстве отливок из марганцовистой стали благодаря получению высокой чистоты поверхности отливок.

Хромистый железняк FeO -Сг20 3 (хромит) в молотом виде вводят в состав облицовочной смеси, используемой для форм крупных стальных отливок. Температура плавления (1450—1850° С) хро­

49

мистого железняка понижается с увеличением содержания окислов железа. Хромистый железняк применяют в виде порошка, просеян­ ного через сито с ячейками 1,5 мм. После просева хромистый желез­ няк должен иметь следующий зерновой состав: остаток 60—70% на ситах 1—04 и 30—40% на ситах 1—063.. Хромистый железняк не должен содержать посторонних примесей, понижающих его огнеупорность.

Природные свойства хромистого железняка: высокая огнеупор­ ность, постоянство объема при нагревании, отсутствие химического

2800° С. В состав магнезита, кроме MgO, который образуется после обжига, входят песок, глина, известь и окислы железа. Магнезит применяют в облицовочных смесях для отливок из высокомарган­ цовистой стали 110Г13Л (сталь Гадфильда).

Шамот (40% А1.,03, остальное SiО.,) представляет собой предва­ рительно (до спекания) обожженную огнеупорную глину; имеет высокую огнеупорность 1670—1750° С. Шамот применяют для изготовления сухих форм крупных стальных отливок.

§ 3. ФОРМОВОЧНЫЕ г л и н ы

Литейными формовочными глинами называются горные породы, состоящие из тоикодисперсных частиц водных алюмосиликатов и обладающие связующей способностью, термохимической устой­ чивостью, что позволяет использовать их в качестве связующего для приготовления прочных и не пригорающих к отливке формо­ вочных смесей.

Классификация глин по ГОСТ 3226—65. В зависимости от мине­ ралогического состава формовочные глины разделяются на четыре вида: каолинитовые — К, гндрослюднстые — Г, монтмориллонитовые (бентонитовые) — М, полимпнеральные — П. Чаще применяют каолинитовые и бентонитовые глины, так как они обладают боль­ шей термохимической устойчивостью.

Бентонитовые глины имеют следующие преимущества по срав­ нению с обычными глинами:

1. При смешивании с кварцевым песком или смесью, бывшей в употреблении, требуется в 2—3 раза меньше бентонита, чем обыч­ ной глины, так как бентонит обладает значительно большей свя­ зующей способностью.

2. При использовании бентонита в смесь вводят меньше воды, благодаря этому улучшается газопроницаемость и снижается брак отливок по газовым раковинам.

50

3.Формовочные смеси на бентоните обладают большей теку­ честью н лучше заполняют опоки и стержневые ящики.

4.Бентонитовые смеси уменьшают засоры в отливках и улуч­ шают их поверхность

5.При изготовлении стержневых смесей на бентоните можно наполовину сократить расход связующих.

В зависимости от связующих свойств, определяемых пределом прочности при сжатии технологической пробы, формовочные глины делятся на классы и сорта (табл. 12).

глина III сорта, 2-го класса, 2-й группы.

По ГОСТ 3226—65 формовочные глины рекомендуется применять в составах песчано-глинистых смесей в зависимости от метода формовки и материала отливки. Например, для чугунных отливок со стенками толщиной от 10 до 50 мм и мелких стальных при фор­ мовке по-сырому рекомендуется применять глины марок I—Ш /1—ЗТг; для стальных отливок со стенками толщиной более 20 мм при формовке по-сырому — глины марок I—П/1—3 (Т2 — Ts), а при формовке по-сухому — глины марок I—Ш /1—2 (Тх — Т3).

Глину выбирают с учетом условий образования на отливках наименьшего пригара и обеспечения максимальной термохимической устойчивости формовочной смеси. При этом следует иметь в виду, что при введении в формовочную смесь большого количества глины с высокой термохимической устойчивостью (ТХУ) огнеупорность смеси может оказаться ниже, чем при введении небольшого коли­ чества глины с низкой ТХУ. Например, в результате замены каолинитовой глины меньшим количеством высокосвязующей бентони­ товой глины можно, сохранив достаточную прочность, увеличить огнеупорность смеси. Уменьшение количества глины в смеси при

51

применении бентонита позволяет также снизить влажность смеси и прилипаемость смеси, повысить ее газопроницаемость, снизить брак по газовым раковинам и засорам.

§ 4. СВЯЗУЮЩИЕ

Связующие вводят в формовочные и стержневые смеси для связывания песчинок и придания прочности в сыром или сухом состоянии формовочным и стержневым смесям.

Ксвязующим предъявляют следующие требования. Они должны:

1.Равномерно распределяться по -поверхности формовочных

песков при приготовлении формовочных и стержневых смесей.

2.Не прилипать к модели и стержневому ящику во время изготовления стержней и форм.

3.Обеспечивать достаточную прочность в сыром и сухом состоя­

нии.

4.Сообщать смеси пластичность для получения хорошего отпе­ чатка модели в форме.

5. Способствовать быстрому высыханию стержня и формы и не поглощать влагу при сборке форм и- хранении стержней на складе.

6. Не выделять много газов при сушке, и заливке металла

вформу, обеспечивать податливость формы и стержня.

7.Не снижать огнеупорности формовочного материала и не увеличивать пригара на отливках.

людей (т. е. не разъедать рук и не выделять вредных газов), быть дешевыми и не дефицитными.

Классификация связующих дана в табл. 13. В основе класси­ фикации лежат два признака: а) природа материала (органические и неорганические, водные и неводные); б) характер затвердевания (необратимый, промежуточный, обратимый). Водные и неводные связующие не смешивают между собой, так как это почти всегда понижает прочность смеси во влажном и в сухом состоянии, осо­ бенно, если в качестве водного связующего используют формовоч­ ную глину.

Необратимо затвердевающие связующие при затвердевании претерпевают сложные химические превращения; в основе затвер­ девания лежат процессы полимеризации вещества. Обратимо за­ твердевающие связующие восстанавливают свойства после охлаж­ дения (битумы, пеки, канифоль) или при действии растворителя (декстрин, пектиновый клей).

Связующие, затвердевающие необратимо, сообщают наибольшую удельную прочность сухим стержням (более 5 кгс/см2 на 1% свя­ зующего); связующие с промежуточным характером затвердева­ ния — среднюю прочность [3—5 кгс/(см2 -1 %)]; обратимо затвер­ девающие связующие — наименьшую прочность [до 3 кгс/(см2 •!%)!,

52