Адрес этой страницы' ?>

<<Предыдущая страница Оглавление книги Следующая страница>>

Глава II

ФОРМОВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И СМЕСИ

§ 6. КЛАССИФИКАЦИЯ И СВОЙСТВА ФОРМОВОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Для изготовления форм и стержней применяются формовочные и стержневые смеси, составленные из отдельных формовочных материалов. Формовочные материалы подразделяются на исходные, формовочные и стержневые смеси, вспомогательные составы и материалы. Исходные формовочные материалы подразделяются на основные и вспомогательные. К группе основных формовочных материалов относятся пески, глины и связующие, а к группе вспомогательных — различные добавки: опилки, торф, графит, каменноугольная пыль и др.

Формовочные материалы, смешанные друг с другом в определенных количественных отношениях, называются формовочными или стержневыми смесями.

К вспомогательным формовочным составам и материалам относятся формовочные краски, ремонтные составы, клеи и замазки, припылы и др., применяемые при отделке форм и стержней. На рис. 4 приводится классификация формовочных материалов по их применению в литейном производстве.

Литейная форма, как приемник расплава, должна обеспечивать условия для получения отливок хорошего качества. Поэтому, формовочные и стержневые смеси должны удовлетворять определенным требованиям, обладая рядом специальных свойств: пластичностью, влажностью, прочностью, газопроницаемостью, податливостью, огнеупорностью, текучестью и др.

Пластичность — способность смеси деформироваться под воздействием внешней нагрузки без нарушения целостности и сохранять полученную форму после снятия нагрузки. Пластичность необходима для отчетливого воспроизведения отпечатка модели или стержневого ящика. Требуемая пластичность достигается изменением в смеси содержания глины и воды.

Влажность оказывает большое влияние на свойства смеси. Недостаток влаги приводит к снижению прочности смеси и к получению дефектов у отливок из-за осыпаемости стенок формы; избыток влаги приводит к снижению прочности формы и снижению газопроницаемости. Поэтому наибольшее влияние влажность оказывает на качество отливок, получаемых в сырых формах.

Прочность — способность уплотненной смеси сопротивляться внешним усилиям. Прочность смеси нужна для того, чтобы изготовляемая форма не разрушалась при извлечении из нее модели, а также во время ее транспортировки и заливки. При недостаточной прочности смеси может произойти разрушение отдельных частей формы (обвалы), вследствие чего получится искажение конфигурации отливки.

Газопроницаемость формовочных и стержневых смесей — способность пропускать газы благодаря наличию пор между зернами песка. Это свойство смеси необходимо для удаления из полостей формы водяных паров и газов, выделяющихся из самой смеси и из расплава во время заполнения формы и затвердевания отливки.

Рис. 4. Классификация формовочных материалов по их применению в литейном производстве

При недостаточной газопроницаемости газы не успевают проходить через стенку формы наружу, задерживаются в расплаве и проникают в него, вызывая дефекты — газовые раковины. Газопроницаемость повышается при увеличении размера зерен песка, при большей его однородности, при уменьшении содержания измельченных примесей. При увеличении влажности глиняно-водяная пленка, покрывающая зерна песка, увеличивает газопроницаемость, сглаживая шероховатость зерен, но при наличии измельченной примеси (пыли) повышенная влажность приводит к уменьшению газопроницаемости, так как влажные комочки слипшейся пыли занимают часть пор. Поэтому при увеличении влажности смеси до некоторого предела газопроницаемость увеличивается, но при дальнейшем увеличении влажности непрерывно падает. Увеличение содержания глины приводит к уменьшению газопроницаемости. Наиболее ярко это проявляется при плохом перемешивании, когда глина в сухом виде подается в смеситель. В этом случае глина занимает большую часть пор между зернами, играет роль неактивного материала, не связывающего между собой зерна кварцевого песка. При плохом перемешивании происходит уменьшение прочности и газопроницаемости смеси.

Степень уплотнения смеси сильно влияет на газопроницаемость: чем выше уплотнена смесь, тем ниже газопроницаемость.

Учитывая большое влияние различных факторов на газопроницаемость, технологи-литейщики, разрабатывая технологический процесс, подбирают состав смеси таким образом, чтобы газопроницаемость смеси получалась максимальной.

Податливость — способность литейных форм и стержней перемещаться (деформироваться) под действием сил, возникающих при усадке отливок. Недостаточная податливость приводит к образованию горячих трещин у фасонных отливок. Податливость зависит от структуры смеси, рода крепителя, плотности набивки смеси и др. Наибольшие требования податливости предъявляются к стержневым смесям.

Огнеупорность — свойство формовочных материалов не размягчаться и не расплавляться под воздействием высокой температуры расплава. Недостаточная огнеупорность формовочных и стержневых смесей приводит к образованию на поверхности отливок термического пригара *, ухудшающего качество отливок и затрудняющего процесс очистки.

* Термический пригар — корка на поверхности отливок, сцементированная сплавившимися легкоплавкими составами формовочной смеси.

Непригораемость характеризует свойство формовочной и стержневой смеси легко отделяться от поверхности отливки в процессе выбивки форм и очистки. Это свойство смеси обуславливается взаимодействием ее составляющих с окислами заливаемого в форму расплава.

Долговечность — способность формовочных и стержневых смесей сохранять свои свойства после повторных заливок. Вследствие неравномерного нагрева смеси в форме, залитой расплавом, зерна песка в зонах высоких температур испытывают большие внутренние напряжения, что приводит к растрескиванию их и измельчению зернового состава оборотных смесей. Аналогично ведут себя и другие добавки, поэтому песчаная часть смеси при повторных заливках все больше обогащается мелкими фракциями, снижающими газопроницаемость и частично огнеупорность.

Глинистая часть смеси под воздействием высоких температур обжигается (теряет воду), а при повторных использованиях смеси присутствует как неактивное вещество, ухудшая ее свойства.

Текучесть — способность смеси под воздействием внешних нагрузок перемещаться из более уплотненных зон в менее уплотненные. Это свойство смеси имеет большое значение при изготовлении прессованием полуформ.

Выбиваемость — освобождение отливки из опоки и формовочной смеси после полного ее затвердевания и достаточного охлаждения. К трудновыбиваемым относятся жидкостекольные смеси, которые под воздействием высокой температуры спекаются в трудновыбиваемые комки. Выбиваемость смесей улучшают путем ввода специальных органических добавок.