Требования предъявляемые к формовочным и стержневым смесям
Prokurors.ru

Юридический портал

Требования предъявляемые к формовочным и стержневым смесям

Формовочные и стержневые смеси

1 Требования, предъявляемые к формовочным и стержневым смесям, вытекают из условий их работы. Смеси должны обладать следующими свойствами: огнеупорностью, пластичностью, проч­ностью, газопроницаемостью, податливостью и непригораемостью.

Огнеупорность — способность смеси не размягчаясь выдержи­вать высокие температуры заливаемого в форму жидкого металла. От огнеупорности будет зависеть чистота поверхности отливки.

Пластичность — способность смеси давать четкий отпечаток модели (при изготовлении формы) или стержневого ящика (при из­готовлении стержня).

Прочность — способность уплотненной смеси сохранять форму без разрушения при транспортировке готовой формы и заливке ее металлом.

Газопроницаемость — способность формовочной и особенно стер­жневой смеси пропускать через стенки формы и стержень выделя­ющиеся газы из охлаждающегося металла. При недостаточной газо­проницаемости возможно образование газовых раковин в отливке.

Податливость — способность смеси не препятствовать линей­ной усадке закристаллизовавшегося металла отливки. Охлаждение затвердевшего металла сопровождается уменьшением размеров отливки (линейная усадка), в результате чего металл прочно сжи­мает стержень и выступающие части формы. Это вызывает напря­жения в отливке, а так как усадка происходит при высокой темпе­ратуре, когда еще металл недостаточно прочен, то при плохой подат­ливости смеси могут образоваться трещины.

Непригораемость — способность смеси не образовывать пригар песка на поверхности отливки, затрудняющий ее механическую обработку.

Кроме того, формовочные и стержневые смеси должны быть негигроскопичными, долговечными и дешевыми.

2 Состав формовочных и стержневых смесей. Наиболее полно указанным свойствам отвечают смеси, приготовленные из кварце­вого песка и глины. Кварцевый песок играет роль наполнителя, а глина – связующего материала. Глина улучшает такие свойства смеси, как огнеупорность, прочность и пластичность, но ухудшает газопроницаемость и податливость. Поэтому глины в смеси вводят не более 8…12 % по объему, остальное кварцевый песок, который обеспечивает хорошую огнеупорность и газопроницаемость. Круп­нозернистый песок обеспечивает высокую газопроницаемость, но дает шероховатую поверхность отливки и повышает пригар песка, так как жидкий металл заходит в поры между зернами и охватывает их. Мелкий песок дает гладкую поверхность отливки, но резко сни­жает газопроницаемость смеси. Поэтому при производстве крупных отливок, где требуется отвод большого количества выделяющихся газов, применяют крупнозернистый песок, а при получении мелкого литья, где чистота поверхности является главным требованием, используют мелкозернистый песок.

Предупреждают пригар вводом в смесь противопригарных доба­вок, таких как каменноугольная пыль, тальк, графит, которые в виде припыла наносят на поверхность форм для чугунных отли­вок. Из маршалита, магнезита, циркона изготавливают противо­пригарные краски, которыми красят стержни и полость форм для стальных отливок.

Стержни работают в наиболее тяжелых условиях, так как они окружены жидким металлом со всех сторон (за исключением зна­ковых частей). Поэтому стержневая смесь должна обладать более высокой прочностью, газопроницаемостью и податливостью. Глина как связующая добавка в стержневой смеси применяется только для крупных стержней простой формы. Для тонких и сложных стержней в качестве связующей добавки в стержневой смеси используют оксоль, жидкое стекло, смолы, декстрин, патоку и др. Для повышения газопроницаемости и податливости в стержневую смесь вводят древесные опилки или торф (2. 3 %), которые в процессе сушки стерж­ня выгорают, образуя поры, что повышает газопроницаемость и по­датливость.

Виды формовочных смесей и их применение. Наиболее ши­роко используют облицовочные, наполнительные и единые формо­вочные смеси.

Облицовочные смеси применяют при ручной формовке для обра­зования рабочей поверхности литейной формы, которая контакти­рует с жидким металлом. При формовке ее наносят на модель слоем толщиной 15. 20 мм. Она обладает лучшими свойствами и приго­тавливают ее из свежих песка и глины с добавкой противопригар­ных материалов.

Наполнительную смесь насыпают поверх облицовочной, запол­няя остальную часть литейной формы. Эту смесь приготавливают из оборотной, переработанной после выбивки опок смеси с добавкой 5…10 % свежих песка и глины.

Единые смеси применяют в массовом производстве при машинной формовке для набивки всего объема литейной формы. Приготавли­вают ее из оборотной смеси с добавкой до 50% свежих песка и глины.

По состоянию формы перед заливкой металла различают смеси для изготовления форм: сырых, подсушенных, сухих, химически твердеющих и самотвердеющих.

Сырые формы (наиболее экономичные) изготавливают из боль­шого количества оборотной смеси и широко применяют для не­ответственных отливок из чугуна, стали и цветных сплавов массой до 3000 кг.

Подсушенные (полусухие) формы изготавливают из облицовоч­ной смеси, содержащей 2. 4 % быстротвердеющих связующих кре­пителей. Такие формы применяют для получения ответственных отливок из чугуна и стали с поверхностями большой протяженности (станины, столы станков и др.).

Сухие формы изготавливают из смесей с повышенным содержа­нием глины и меньшим количеством оборотной смеси, т. е. Солее прочных и менее газопроницаемых и податливых. Чтобы облегчить выход газов и повысить податливость, в смеси для сухих форм вводят добавки, выгорающие при сушке (опилки, торф). Сухие формы применяют только для ответственных и крупных (более 1000 кг) отливок из различных сплавов.

Химически твердеющие формы применяют в единичном и мелко­серийном производстве средних и крупных отливок. Изготавливают их из смеси, содержащей жидкое стекло, которое быстро твердеет при пятиминутной продувке углекислым газом. Такие смеси повы­шают производительность при формовке в 3. 5 раз, сокращают про­должительность сушки в 10. 30 раз и экономят топливо, необходи­мое для сушки.

Самотвердеющие формы и стержни изготавливают из жидких самотвердеющих смесей (ЖСС). Опоки и стержневые ящики зали­вают смесью, в которую вводят химические реагенты, переводящие смесь в жидкотекучее состояние. ЖСС хорошо заполняет все извилины формы (стержневого ящика). Отпадает необходимость в уплотнении смеси. Стержни и формы из ЖСС затвердевают по всему объему при нормальной температуре за 30. 40 мин. ЖСС дают возможность механизировать и автоматизировать формовку не только в массовом, но и даже в единичном производстве; повысить точность отливок; совместить смесеприготовительное, формовочное и стержневое отделения в одном; улучшить условия труда, избавив литейный цех от шума, пыли и вибраций.

Дата добавления: 2014-01-11 ; Просмотров: 2058 ; Нарушение авторских прав?

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Состав и назначение формовочных и стержневых смесей

Формовочные смеси применяют для изготовления форм, а стержне­вые смеси – для изготовления стержней. Они состоят кварцевого песка, огнеупорной глины и различных добавок.

Свойства формовочных материалов, применяемых для изготовления смесей, играют большую роль в получении качественной отливки. А сос­тав (стержневых и формовочных) смесей и предъявляемые к ним требо­вания в отношении пластичности, газопроницаемости, прочности, податливости и противопригарности зависят от веса отливок и состава заливаемости металла.

Основными материалами для изготовления формовочных смесей являются бывшая в употреблении формовочная смесь (горелая или оборотная) и свежие материалы, которые служат только для замены песчаных зерен, превратившихся в пыль, и для восполне­ния связующей способности глины.

Формовочные смеси по способу применения подразделяются на об­лицовочные, наполнительные и единые. Лицевой слой формы, непосредственно соприкасающийся с жидким металлом, делают из смеси большой прочности и приготовляют более тщательно. Такая смесь называ­ется облицовочной.Её составляют с использованием 30-50 % материалов. Остальную часть формы делают из другой смеси менее высококачественной и более дешевой. Эта смесь называется наполнительной. Она состоит из, оборот­ной смеси с добавкой 1-3 % песка для восстановления газопроницаемости глины и для повышения прочности. При массовом производ­стве Формы обычно изготовляют из однородной смеси, называемой единой. Она состоит из 90-95 % обратной смеси с добавкой песка и глины для её освежения.

Составы формовочной смеси различны для форм, подвергаемых перед заливкой сушке, и для форм, заливаемых всырую (табл.1). При из­готовлении формы с последующей их сушкой применяют формовочные смеси с 10 – 20 % глины. Для формовки всырую применяют формовоч­ные смеси, содержащие от 2 до 10 % глины.

Таблица 1 – Соотношение исходных материалов в формовочных смесях

Вид литья Состав и вес, %
оборотная смесь свежие материалы: песок и глина каменный уголь мазут
для литья всырую
Чугунное 75-90 Остальное 2-3
Стальное 50-75 -“-
Бронзовое -“- 1-1,5
Латунное 60-80 -“- -“-
Алюминиевое -“-
для литья в сухую
Чугунное 40-60 Остальное
Стальное 50-75 -“-
Бронзовое 60-70 -“-

Основой составляющей формовочной смеси является кварцевый песок, в котором содержание кремнезема для стального литья должно быть не менее 97%, для чугунного – 90-95% и цветного- 80-90%. В зависимости от содержания кремнезема, глинистой сос­тавляющей и вредных примесей все пески делятся на к в а р ц е в ы е (К)г л и н и с т ы е . К кварцевым пескам откосятся пески, содержащие не менее 90-97 % SiO2 и не более 2 % глинистой составляющей (ГОСТ 2138-56).Пески, содержащие глинистых веществ до 50 %, относятся к глинистым. Глинистые пески делятся на несколько классов: тощие Т (от 2 до10% глины), полужирные П ( от 10 до 20 % глины), жирные Ж ( от 20 до 30 % глины), очень жирные ОЖ ( от 30 до 50 % глины).

В зависимости от величины и формы зерен кварца пески делятся на несколько групп. Например, средний песок, относящийся по ГОСТ 2138-56 группе 02, состоит из зерен величиной 0,315; 0,2 и 0,16 мм. Для форм стального литья применяются кварцевые сред­ние и мелкие пески К02А, К016А. Для чугунного и цветного литья –

Читать еще:  Нужна ли местная прописка?

– полужирные пески П02А, П01бА. Размеры зерен 0,3150,2 и 0,16 им.

К категории глин относятся пески, содержащие свыше 50 % глинистой составляющей. Они представляют собой породы, состоящие из тонкодисперсных частиц водных алюмосиликатов.

Огнеупорные глины придают формовочным смесям пластичность во влажном состоянии и повышенную прочность и газопроницаемость в сухом виде.

Стержневые смеси состоят в основном из квар­цевого песка с минимальным содержанием глинистых составляющих и связующих материалов.

Стержни во время заливки формы металлом находятся в менее благоприятных условиях, чем форма. В большинстве случаев стержни почти со всех сторон (за исключением знаков) окружены расплавленным металлом. Поэтому материал стержней должен обладать боль­шей, чем материал формы, газопроницаемостью, прочностью, податливостыо, противопригарностью. Кроме того, стержни должны обладать, возможно, меньшей газотворностью, не должны быть гигроскопичными и легко выбиваться из затвердевшей отливки.

По составу стержневые смеси разделяют на песчано-глинистые и песчано-масляные. Песчано – глинистые смеси, содержащие 96-97 % кварцевого песка и 3-4 % глины, применяют в основном при изготовлении крупных стержней на каркасах. Песчано-масляные состоят ив кварцевого песка (100 %) с добавкой (1,5-3 % от общего веса) связующих веществ ( крепителей) (табл.2).

Таблица 2 – Соотношение исходных материалов в стержневых смесях

Состав в вес. % Связующие материалы в % к весу зерновой части смеси
Кварцевый песок Глина
Для чугунного литья
Растительное масло, олифа 0,8-1,6
Рематол 4 ГУ 2-4
96-97 3-4 Торфяной или древесный пек
Для стального литья
Рематол 1,2-3
Рематол 4 ГУ 1,5-3
96-97 3-4 Торфяной или древесный пек

В формовочные и стержневые смеси для увеличения газопрони­цаемости и пластичности добавляют опилки, каменноугольную пыль и другие добавки. В качестве связующих материалов используют олифу, растительные масла, древесный или торфяной пек, барду сульфитного щелока. Эти вещества повышают прочность формовочных и стержневых смесей.

В последние годы широко начали применяться быстротвердеющие смеси с добавкой жидкого стекла (табл.3). Формы и стержни из быстротвердещих смесей с жидким стеклом обеспечивают резкое улучшение качества поверхности отливок и устранение пригара.

В зависимости от требований, предъявляемых к формовочным смесям, для их изготовления используют различные марки жидкого стекла ( ГОСТ 8264-56).Жидкое стекло марки А применяется, если смесь должна сохранять длительное время свои пластические свойства; марки В – когда необходимо быстрое затвердевание смеси. Во всех остальных случаях применяется жидкое стекло марки Б.

Таблица 3 – Соотношение исходных материалов в быстротвердеющих смесях

Номер смеси Состав в вес. %
Кварцевый песок Отработанная смесь Формовочная глина Едкий натр Жидкое стекло Мазут
95-97 3-5 0,5-1,5 4,5-6,0 0,5
50-70 30-50

Для средних по весу отливок используют сухой мелкозернистый кварцевый песок марок КО16А, КО16Б, КО1А, а для мелких отливок – среднезернистый марки K025А (ГОСТ 2138- 56).

Формовочная глина (ГОСТ 3226-65) сушится, дробится, размалывается и просеиваемся через сито с ячейками 0,5-1мм. Отработанную смесь вводят для повышения прочности быстротвердеющей смеси во влажном состоянии,

Едкий натр (10-20 % -ный растворNaO2) повышает прочность смеси в сухом состоянии и сохраняет пластические свойства смесей в течение длительного времени.

Для облегчения выбивки стержней из отливок в состав смеси вводится до- 3 % боксита, размолотого до 0,5-1,0 мм. Чтобы умень­шить прилипаемостъ смеси к моделям и стержневым ящикам ,в состав ее добавляют до 0,5 % мазута.

При приготовлении быстротвердеющих смесей в бегуны загру­жают сначала песок, затем отработанную смесь, размолотую глину и боксит. Сухие материалы перемешивают в течение 2 мин, после чего последовательно вводят едкий натр, жидкое стекло и мазут. Продолжительность контролируется по достижению заданной прочности смеси во влажном состоянии. Чем продолжительнее перемешивание, тем выше прочность во влажном состоянии и ниже прочность смеси пос­ле затвердевания. Избыточная продолжительность перемешивания мо­жет вызвать полную потерю смесью пластических свойств.

При формовке модели, модельные плиты, модели литниковой систе­мы, выпоров и прибылей протирают керосином.

Готовую форму продувают углекислым газом С02.Углекислый газ, взаимодействуя с жидким стеклом, образует пленки геля кремниевой кислоты, которые способствуют упрочнению смесей.

Если форма изготовлена из смеси 3 (табл.З), то ее продувают СО2 до удаления модели из формы. Подвод углекислого газа осу­ществляется через отверстия диаметром 2-3 мм в пустотелой модели. Длительность продувки 15-20 сек. Если форма изготовлена из смеси 1 или 2, то ее продувают СО2 после удаления модели из формы.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Требования к формовочным и стержневым смесям и их свойствам

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Требования к формовочным и стержневым смесям и их свойствам

Качество отливки во многом зависит от:

а – технологии изготовления форм и стержней;

б – условий кристаллизации (взаимодействия формы с жидким металлом);

г – химического состава, свойств формовочных и стержневых смесей и технологии их приготовления.

К основным свойствам формовочных смесей относятся: пластичность, прочность. огнеупорность, гигроскопичность, газотворность и газопроницаемость.

Пластичность– способность смеси деформироваться под действием приложенной нагрузки. Формовочные и стержневые смеси должны обладать пластичностью, чтобы точно воспроизводить конфигурацию модели в форме. Таким свойством обладают материалы, ко­торые могут пластически деформироваться под действием слабых усилий, например, нажатия руки. Формовочные смеси имеют структуру, состоящую из зерен кварца, покрытых оболочкой связующего. Благодаря силам сцепления, зерна кварца прочно соединяется между собой. Для отделения их друг от друга или перемещения необходимо приложить усилие сдвига, которое будет тем больше, чем выше вязкость связующего. Таким образом, чем выше вязкость связующего, тем менее пластична формовочная (стержневая) смесь.

Прочность формовочных смесей зависит от их химического состава. Заданная прочность литейной формы достигается уплотнением формовочной (стержневой) смесей в процессе изготовления формы (стержня) и соотношением связующих элементов и наполнителей и различных добавок.

Огнеупорность– способность формовочных (стержневых смесей) противостоять, не расплавляясь, воздействию высоких температур. Стенки полости формы при заливке металла нагреваются до температур, равных температуре металла. При заливке стали эта температура составляет 1580

1550°С, чугуна I340

I400°C, алюминиевых сплавов 700-730°С. Вследствие этого температура плавления ма­териала Формы должна быть выше температуры заливаемого металла, т.е. формовочная смесь должна обладать высокой огнеупорностью – способностью выдерживать высокие температуры без расплавления. Благодаря высокой температуре и протекающим химическим реакциям на границе металл-форма могут образоваться легкоплавкие силикаты металла, проникающие в поры песчаной формы. В результате на поверхности отливок образуется пригар, ухудшающий чистоту ее поверхности.

Кроме температуры и химических реакций, на величину пригара влияет пористость формы, а также продолжительность теплового воз­действия жидкого металла на стенки формы. Чем выше огнеупорность формовочной (стержневой) смеси и чем более инертна она к химиче­ским реакциям при высоких температурах, тем меньше пригар на от­ливках. Во многих случаях стержни со всех сторон окружены жидким металлом и прогреваются им на всю толщину, поэтому стержневые смеси должны приготовляться из более огнеупорных песков.

Гигроскопичность – способность формовочной (стержневой) смеси поглощать воду из воздуха. Гигроскопичность зависит от свойств связующего, входящего в состав смеси. Гигроскопичность смеси должна быть минимальной, так как влагонасыщение поверхности Формы (в процессе сборки и выдержки на воздухе) может быть причиной образования газовых раковин в отливке.

Долговечность- способность смеси почти не те­рять своих свойств при многократном использовании. Долговечность формовочной смеси является важной характеристикой, определяющей экономичность ее использования.

Формовочная (стержневая) смесь после заливки в форму металла частично теряет свои первоначальные свойства. Такие смеси называются отработанными. Отработанные смеси подвергают регенерации – специальной обработке, при которой удаляются пыль, остатки связующих и т.д. При дальнейшей переработке смеси для повышения прочности в нее добавляют глину. Повторное использование отработанных формовочных смесей, их регенерация значительно снижают расход свежих формовочных материалов и повышают экономичность про­изводства.

Газотворность и газопроницаемость. При нагревании стенок формы (стержня) жидким металлом влага, входящая в состав формовочной смеси, связующие, добавки (опилки, уголь) образуют большое количество паров и газов. Свойство смеси выделять при нагревании пары и газы называется газотворной способностью, пары и газы, образующиеся в слоях формы, соприкасающихся с жидким металлом, под действием тепла расширяются и перемещаются как внутрь формы (по каналам между песчинками) так и через металл. Если сопротивление движению паров и газов по каналам между песчинками будет больше сопротивления движения газов через металл, то в отливке могут появиться газовые раковины. Для получения отливок без газовых раковин формовочная (стержневая) смесь должна пропускать газы, т.е. обладать высокой газопроницаемостью. Из стержней, выполняющих полости и отверстия в отливках, газы, образующиеся при разложении связующего, выделяются более интенсивно. Это способствует образованию газовых раковин в отливке. Поэтому стержневые смеси должны обладать особенно малой газотворной способностью и высокой газопроницаемостью. Газопроницаемость смесей зависит от величины и формы зерен песка, от содержания глины и влаги, а также от степени уплотнения смеси при формовке. Можно приготовить образцы с высокой пористостью, вместе с тем эти образцы не будут газопроницаемы, поэтому можно считать, что в отношении отвода газов имеют значение только те поры и каналы, которые соединяют внутреннюю часть формы с ее поверхностью. Формовочная смесь является газо­проницаемой, если через нее при заданном давлении в течение оп­ределенного времени проходит определенное количество газов.

Читать еще:  Судебная практика сокращение штатов

В качестве единицы измерения газопроницаемости принимается количество см 3 газа (воздуха), проходящего в I мин. через слой формовочной смеси площадью в 1 см 2 и высотой в I см при разнице давления в I см водяного столба.

Определяется газопроницаемость пропусканием 2000 см 3 воздуха комнатной температуры через стандартный образец диаметром, и высотой 5,0см. При этом фиксируют давление воздуха «р» перед образцом и время «τ» прохождения всего объема воздуха. Величину газопроницаемости вычисляют по формуле:

где V- объем воздуха, прошедшего через образец в см 3 , он равен 2000 см 3 ; h – высота образца, в см, (5 см); F – площадь поперечного сечения образца в см2 , она равна 19,635 см 2 ; р – давление воздуха перед образцом в см водяного столба; τ – время прохождения через образец 2000 см 3 /мин воздуха.

Подставляя вместо буквенных выражений их значения, формула примет вид:

Газопроницаемость смеси назначается для конкретных условий изготовления отливки. В общем случае можно указать пределы изменения газопроницаемости, ориентировочные значения которых приведены в табл.1.

Формовочные и стержневые смеси

1. Требования, предъявляемые к формовочным и стержневым смесям,

вытекают из условий их работы. Смеси должны обладать следующими свой­ствами: огнеупорностью, пластичностью, прочностью, газопроницае­мостью, податливостью и непригораемостью.

Огнеупорность — способность смеси не размягчаясь выдерживать высокие температуры заливаемого в форму жидкого металла. От огнеупор­ности будет зависеть чистота поверхности отливки.

Пластичность — способность смеси давать четкий отпечаток модели (при изготовлении формы) или стержневого ящика (при изготовлении стержня).

Прочность — способность уплотненной смеси сохранять форму без разрушения при транспортировке готовой формы и заливке ее ме­таллом.

Газопроницаемость — способность формовочной и особенно стержне­вой смеси пропускать через стенки формы и стержень выделяющиеся газы из охлаждающегося металла. При недостаточной газопроницаемости возможно образование газовых раковин в отливке.

Податливость — способность смеси не препятствовать линейной усадке закристаллизовавшегося металла отливки. Охлаждение затвердев­шего металла сопровождается уменьшением размеров отливки (линейная усадка), в результате чего металл прочно сжимает стержень и выступаю­щие части формы. Это вызывает напряжения в отливке, а так как усадка происходит при высокой температуре, котда еще металл недостаточно прочен, то при плохой податливости смеси могут образоваться трещины.

Непригораемость — способность смеси не образовывать пригар пескя на поверхности отливки, затрудняющий ее механическую обработку.

Кроме того, формовочные и стержневые смеси должны быть негигро­скопичными, долговечными и дешевыми.

2. Состав формовочных и стержневых смесей. Наиболее полно ука-
занным свойствам отвечают смеси, приготовленные из кварцевого пески
и глины. Кварцевый песок играет роль наполнителя, а глина — связу­ющего материала. Глина улучшает такие свойства смеси, как огнеупор­ность, прочность и пластичность, но ухудшает газопроницаемость и по­датливость. Поэтому в смеси глины вводят не более 8—12 % по объему, остальное — кварцевый песок, который обеспечивает хорошую огнеупор­ность и газопроницаемость. Крупнозернистый песок обеспечивает вы­сокую газопроницаемость, но дает шероховатую поверхность отливки и повышает пригар песка, так как жидкий металл заходит в поры между зернами и охватывает их. Мелкий песок дает гладкую поверхность от­ливки, но резко снижает газопроницаемость смеси. Поэтому при произ­водстве крупных отливок, где требуется отвод большого количества вы­деляющихся газов, применяют крупнозернистый песок, а при получении мелкого литья, где чистота поверхности является главным требованием, используют мелкозернистый песок.

Предупреждают пригар вводом в смесь противопригарных добавок, таких как каменноугольная пыль, тальк, графит, которые в виде при­пыла наносят на поверхность форм для чугунных отливок. Из маршалита, магнезита, циркона изготавливают противопригарные краски, которыми красят стержни и полость форм для стальных отливок.

Стержни работают в наиболее тяжелых условиях, так как они окру­жены жидким металлом со всех сторон (за исключением знаковых частей). Поэтому стержневая смесь должна обладать более высокой прочностью, газопроницаемостью и податливостью. Глина как связующая добавка в стержневой смеси применяется только для крупных стержней простой формы. Для тонких и сложных стержней в качестве связующей добавки в стержневой смеси используют оксоль, жидкое стекло, смолы, декстрин, патоку и др. Для повышения газопроницаемости и податливости в стерж­невую смесь вводят древесные опилки или торф (2—3 %), которые в про­цессе сушки стержня выгорают, образуя поры, что повышает газопрони­цаемость и податливость.

3. Виды формовочных смесей и их применение. Наиболее широко используют облицовочные, наполнительные и единые формовочные смеси.

Облицовочные смеси применяют при ручной формовке для образования рабочей поверхности литейной формы, которая контактирует с жидким металлом. При формовке ее наносят на модель слоем толщиной 15—20 мм. Она обладает лучшими свойствами и приготавливают ее из свежих песка и глины с добавкой противопригарных материалов.

Наполнительную смесь насыпают поверх облицовочной, заполняя остальную часть литейной формы. Эту смесь приготавливают из оборот­ной, переработанной после выбивки опок смеси с добавкой 5—10 % све­жих песка и глины.

Единые смеси применяют в массовом производстве при машинной формовке для набивки всего объема литейной формы. Приготавливают ее из оборотной смеси с добавкой до 50 % свежих песка и глины.

По состоянию формы перед заливкой металла различают смеси для изготовления форм: сырых, подсушенных, сухих, химически твердею­щих и самотвердеющих.

Сырые формы (наиболее экономичные) изготавливают из большего количества оборотной смеси и широко применяют для неответственных отливок из чугуна, стали и цветных сплавов массой до 3000 кг.

Подсушенные (полусухие) формы изготавливают из облицовочной смеси, содержащей 2—4 % быстротвердеющих связующих крепителей. Такие формы применяют для получения ответственных отливок из чугуна и стали с поверхностями большой протяженности (станины, столы станков и др.).

Сухие формы изготавливают из смесей с повышенным содержанием глины и меньшим количеством оборотной смеси, т. е. более прочных и менее газопроницаемых и податливых. Чтобы облегчить выход газов и повысить податливость, в смеси для сухих форм вводят добавки, выгора­ющие при сушке (опилки, торф). Сухие формы применяют только для от­ветственных и крупных (более 1000 кг) отливок из различных сплавов.

Химически твердеющие формы применяют в единичном и мелкосе­рийном производстве средних и крупных отливок. Изготавливают их и? смеси, содержащей жидкое стекло, которое быстро твердеет при пятими­нутной продувке углекислым газом. Такие смеси повышают производи­тельность при формовке в 3—5 раз, сокращают продолжительность суш­ки в 10—30 раз и экономят топливо, необходимое для сушки.

Самотвердеющие формы и стержни изготавливают из жидких само-
твердеющих смесей (ЖСС). Опоки и стержневые ящики заливают смесью,
в которую вводят химические реагенты, переводящие смесь в жидкоте-
кучее состояние. ЖСС хорошо заполняет все извилины формы (стержне-
вого ящика). Отпадает необходимость в уплотнении смеси. Стержни и фор-
мы из ЖСС затвердевают по всему объему при нормальной температуре за
30—40 мин. ЖСС дают возможность механизировать и автоматизировать
формовку не только в массовом, но и даже в индивидуальном производ-
стве; повысить точность отливок; совместить смесеприготовительное,
формовочное и стержневое отделения в одно; улучшить условия труда,
избавив литейный цех от шума, пыли и вибраций. I

4. Приготовление формовочных и стержневых смесей начинают с под­готовки исходных материалов. Кварцевый песок сушат, просеивают и распределяют по бункерам над смесителями. Глину и каменный уголь дробят, сушат и затем тонко измельчают. Отработанную смесь регене­рируют: спекшиеся куски дробят и пропускают через магнитный сепара­тор для отделения металлических включений. После подготовки все ис­ходные компоненты смешивают в нужных пропорциях в бегунах. Ув­лажненная формовочная смесь ленточным транспортером направляется в бункер-отстойник для выдержки в течение 3—4 ч для выравнивания влажности по всему объему. Окончательно готовую формовочную и стерж­невую смеси транспортером подают к месту формовки.

§ 9. Технология ручной формовки

1. Общие сведения. При изготовлении крупных отливок (станины металлорежущих станков, прокатных станов, изложницы и др.), а также в индивидуальном и мелкосерийном производстве мелких и сред­них отливок широко используют ручную формовку.

Характерной особенностью ручной формовки является большое раз­нообразие методов изготовления формы: в двух опоках (по неразъемной п разъемной моделям, по модели с отъемными частями, с перекидным «болваном», с подрезкой); по шаблонам; по скелетной модели; в трех или

более опоках; в стержнях; в почве и др. Формовка по модели с отъемными частями, по шаблонам, по скелетной модели (ниже будет рассмотрена), в стержнях, в трех и более опоках, с перекидным «болваном» (здесь не рассматриваются) может быть выполнена только вручную.

Технологический процесс ручной формовки состоит из следующих основных элементов: набивка нижней опоки; набивка верхней опоки; удаление модели из формы; отделка формы; сборка и нагружение формы.

2. Формовка в двух опоках по разъемной модели (рис. II 1.9) — самый распространенный метод получения разовых форм, так как подавляющее большинство отливок имеет сложную конфигурацию, требующую разъ­ема модели. Процесс формовки ведут в такой последовательности:

1) для изготовления нижней полуформы на подмодельную доску 3 устанавливают нижнюю половину модели 2 и накрывают нижней опокой 1 (а);

Читать еще:  Стимулирующие выплаты учителям

2) на модель наносят слой облицовочной и затем наполнительной сме­си, трамбовкой уплотняют ее, излишки срезают линейкой на уровне верхней кромки опоки и накалывают душником вентиляционные каналы 4(6);

3) готовую нижнюю полуформу переворачивают на 180°, устанавли­вают верхнюю полумодель 8, модели шлакоуловителя 9, стояка 6, выпора 5 и верхнюю опоку 7, соединив ее с нижней штырями 10 (в);

4) при набивке верхней полуформы повторяют в той же последова­тельности проделанное с нижней полуформой, а затем вырезают литниковую чашу 11, удаляют из формы модели стояка 6 и выпора 5 (г);

5) для удаления полумоделей из полуформ верхнюю полуформу 12 снимают с нижней 13 и переворачивают ее на 180°; формовочную смесь вокруг полумоделей смачивают водой; в” полумодели забивают подъем­ники 14, легкими ударами по подъемнику полумодели расталкивают в стороны и затем вертикально вверх удаляют из полуформ; таким же образом удаляют из формы модель шлакоуловителя 9 (д);

Рис. 111.10. Фор­мовка по модели с отъемными час­тями.

6) разрушенные участки полуформ исправляют; прорезают питатели 17 в нижней полуформе; устанавливают на стержневые знаки стержень 15; нижнюю полуформу накрывают верхней и нагружают грузами 16 (е);

7) после заливки формы металлом и его кристаллизации форму раз­рушают и освобождают готовую отливку вместе с литниковой системой (ж);

3. Формовку по модели с отъемными частями применяют в том случае,
если отливка имеет выступающие части, мешающие удалению модели из
формы без разрушения последней. Формовку такой отливки можно было
бы осуществить с помощью дополнительного разъема модели или приме-
няя дополнительный стержень. Если же выступающие части на модели
сделать отъемными, то можно избежать дополнительных разъемов мо-
дели и дополнительных стержневых ящиков, что усложняет и удорожает
формовку.

Процесс формовки по модели с отъемными частями приведен на рис. ШЛО. Отъемные части 1 и 2 (а) закрепляют на модели шпильками 3 ч 4. Последовательность формовки такая же, как и рассмотренная выше: сначала набивают нижнюю полуформу (б), затем ее переворачивают (в) и вынимают шпильки 3 с отъемных частей /. При набивке верхней полу­формы формовочную смесь под отъемными частями 2 уплотняют осторожно, вынимают из них шпильки 4 (отъемные части 2 теперь удерживаются формовочной смесью) и заканчивают набивку (г). Раскрывают форму, удаляют модель, а затем и отъемные части: с нижней полуформы — час­ти 1, а с верхней — полукольца 2 в стороны. В позиции (д) показана фор­ма в сборе.

4. Формовку по шаблонам используют в единичном и мелкосерийном
производстве крупных отливок, имеющих форму тела вращения (котлы,
чаши, маховики и др.). Процесс получения литейной формы осуществля-
ется без модели путем выгребания профиля отливки в уплотненной фор-
мовочной смеси шаблоном.

Шаблон — профилированная доска с вырезанным наружным или
внутренним профилем отливки. Изготовление шаблона значительно
проще, чем модели, не требует большого расхода древесины и трудоем-
ких работ. ‘

Формовку можно осуществлять с помощью вертикальных, горизон­тальных и протяжных шаблонов. На рис. 111.11 дана схема формовки

б 6

Рис. 111.19. Разливочные ковши.

(рис. Ш.19,а) и имеют рукоятку, а емкостью 25—60 кг (рис. III.19,6) — снабжены носилками. Крановыми чайниковыми ковшами емкостью 250— 800 кг (рис. III. 19, в) разливают чугун и цветные сплавы. Вертикальная огнеупорная перегородка 1 задерживает шлак 2, препятствуя его попа­данию в полость формы. Слой шлака защищает поверхность металла от окисления и снижает его теплоотдачу.

Сталь заливают в форму стопорными ковшами (рис. 111.19, г) через отверстие в керамическом стакане 8. Отверстие перекрывается стопором 3 с помощью рычажного механизма 4. На металлическую штангу 6 наса­живают керамические трубки 5 и керамическую пробку 7. Стопорные ковши емкостью 1—6 т снабжаются одним стопором, а емкостью 8—10 т — двумя.

3.2. Формовочные и стержневые смеси Требования, предъявляемые к формовочным и стержневым смесям

Смеси должны обладать: огнеупорностью  способностью, не размягчаясь, выдерживать высокие температуры заливаемого в форму жидкого металла, не спекаться, не оплавляться; пластичностью  способностью смеси воспринимать и сохранять конфигурацию модели или стержневого ящика (при изготовлении стержня); прочностью  способностью уплотненной смеси сохранять форму без разрушения при транспортировке готовой формы и заливке ее металлом; газопроницаемостью  способностью формовочной и особенно стержневой смеси пропускать выделяющиеся газы из охлаждающегося металла; податливостью  способностью смеси не препятствовать литейной усадке металла отливки. Охлаждение затвердевшего металла сопровождается уменьшением размеров отливки (линейная усадка), в результате чего металл прочно сжимает стержень и выступающие части формы. Это вызывает напряжения в отливке, а так как усадка происходит при высокой температуре, когда еще металл недостаточно прочен, то при плохой податливости смеси в отливке могут образоваться трещины; непригораемостью  способностью смеси не образовывать пригар песка на поверхности отливки, который затрудняет ее механическую обработку.

Кроме того, формовочные и стержневые смеси должны быть негигроскопичными, долговечными и дешевыми.

Состав формовочных и стержневых смесей

Формовочные смеси состоят из кварцевого песка и глины. Кварцевый песок играет роль основы, а глина  связующего материала. Глина улучшает огнеупорность, прочность и пластичность, но ухудшает газопроницаемость и податливость. Поэтому глину вводят не более 8…12 % по объему, остальное  кварцевый песок, который обеспечивает хорошую огнеупорность и газопроницаемость. Крупнозернистый песок обеспечивает высокую газопроницаемость, но дает шероховатую поверхность отливки и повышает пригар песка. Мелкий песок дает гладкую поверхность отливки, но снижает газопроницаемость смеси. При производстве крупных отливок, где требуется отвод большого количества выделяющихся газов, применяют крупнозернистый песок, а при получении мелкого литья, где шероховатость поверхности является главным требованием, используют мелкозернистый песок.

Пригар предупреждают вводом в смесь противопригарных добавок, таких как каменноугольная пыль, тальк, графит.

Стержни работают в наиболее тяжелых условиях, так как они окружены жидким металлом со всех сторон. Поэтому стержневая смесь должна обладать более высокой прочностью, газопроницаемостью и податливостью. Глина, как связующая добавка в стержневой смеси, применяется только для крупных стержней простой формы. Для тонких и сложных стержней в качестве связующей добавки используют оксоль, жидкое стекло, смолы, декстрин, патоку и др. Для повышения газопроницаемости и податливости в стержневую смесь вводят древесные опилки или торф (2…3 %), которые в процессе сушки стержня выгорают, образуя поры.

Виды формовочных смесей и их применение

Формовочные смеси делят на облицовочные, наполнительные и единые.

Облицовочную смесь применяют при ручной формовке. Ее наносят на

модель слоем толщиной 15…20 мм. Приготавливают ее из свежих песка и глины с добавкой противопригарных материалов.

Наполнительную смесь насыпают поверх облицовочной, заполняя остальную полость литейной формы. Эту смесь приготавливают из оборотной, переработанной после выбивки опок смеси с добавкой 5…10 % свежих песка и глины.

Единые смеси применяют в массовом производстве при машинной формовке для набивки всего объема литейной формы. Приготавливают ее из оборотной смеси с добавкой до 50 % свежих песка и глины.

По состоянию формы перед заливкой металла различают:

сырые формы, которые изготавливают из большого количества оборотной смеси и применяют для неответственных отливок из чугуна, стали и цветных сплавов массой до 3000 кг;

подсушенные (полусухие) формы из облицовочной смеси, содержащей 2…4 % быстротвердеющих связующих крепителей, для получения ответственных отливок из чугуна и стали с поверхностями большой протяженности (станины, столы станков и др.);

сухие формы из смесей с повышенным содержанием глины и меньшим количеством оборотной смеси, т.е. более прочные и менее газопроницаемые и податливые. Чтобы облегчить выход газов и повысить податливость, в смеси для сухих форм вводят добавки, выгорающие при сушке (опилки, торф). Сухие формы применяют только для ответственных и крупных (более 1000 кг) отливок из различных сплавов;

химически твердеющие формы из смеси, содержащей жидкое стекло, которое быстро твердеет при пятиминутной продувке углекислым газом. Такие смеси повышают производительность при формовке в 3…5 раз, сокращают продолжительность сушки в 10…30 раз и экономят топливо, необходимое для сушки;

самотвердеющие формы и стержни изготавливают из жидких самотвердеющих смесей (ЖСС). Опоки и стержневые ящики заливают смесью с химическими реагентами, переводящими смесь в жидкотекучее состояние. ЖСС хорошо заполняет все извилины формы. Отпадает необходимость в уплотнении смеси. Стержни и формы из ЖСС затвердевают по всему объему при нормальной температуре за 30…40 мин. ЖСС дают возможность механизировать и автоматизировать формовку, повысить точность отливок; совместить смесеприготовительное, формовочное и стержневое отделение в одном; улучшить условия труда, избавив литейный цех от шума, пыли и вибраций.

Приготовление формовочных и стержневых смесей начинают с подготовки исходных материалов. Кварцевый песок сушат, просеивают и распределяют по бункерам над смесителями. Глину и каменный уголь дробят, сушат и затем тонко измельчают. Отработанную смесь регенерируют: спекшиеся куски дробят и пропускают через магнитный сепаратор для отделения металлических включений. После подготовки все исходные компоненты смешивают в нужных пропорциях в бегунах. Увлажненная формовочная смесь выдерживается в бункерах-отстойниках 3…4 ч для выравнивания влажности по всему объему.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector