Классификация формовочных смесей


 

Вне зависимости от заливаемого металла формовочные смеси делят по характеру использования, по состоянию формы и классу применяемого песка.

Формовочные смеси, применяемые в литейном производстве, подразделяют по нескольким признакам:

1) по виду использования - облицовочные, наполнительные, единые;

2) в зависимости от применяемых при приготовлении смеси песков - природные (естественные) и искусственные (синтетические);

3) по роду применяемого для отливки металла - для стального, чугунного и цветного литья;

4) по состоянию формы перед заливкой - для форм, заливаемых в сыром состоянии, и для форм, заливаемых после сушки;

5) специальные формовочные смеси.

В массовом производстве применяют единые смеси, в единичном и мелкосерийном производстве для изготовления крупных форм - две смеси: облицовочную, наносимую на поверхность модели, и наполнительную, заполняющую остальной объем формы.

Единые смесидолжны обладать высокими свойствами, потому что они соприкасаются с жидким металлом. Степень освежения единых смесей (5-15 %) значительно меньше, чем у облицовочных (20-100 %), так как вводимые в единую смесь свежие пески и глины при одинаковом их расходе распределяются по всему объему формы, а не только в облицовочном слое. Степень освежения смесей зависит от количества заливаемого в форму металла, его температуры, а также от безвозвратных потерь смеси в процессе производства отливок.

Облицовочной называют такую смесь, которую используют для изготовления рабочего слоя формы, соприкасающегося с моделью (а, следовательно, и с отливкой). Облицовочная смесь, воспроизводящая отпечаток поверхности модели, первая принимает на себя температурные воздействия заливаемого в форму металла и должна обладать хорошей прочностью, пластичностью, огнеупорностью и газопроницаемостью. Поэтому облицовочная смесь содержит, как правило, большой процент свежих формовочных материалов и, как наиболее дорогая, используется в форме в небольших количествах, слоем 20-30 мм (на поверхности модели).

Наполнительные смеси отделены от металла слоем облицовочной смеси, поэтому к ним в основном предъявляют требования по газопроницаемости и прочности, которые должны быть не ниже, чем у облицовочных смесей. В наполнительные смеси свежие материалы не вводят.

Формовочные смеси при машинной формовке вследствие особенностей технологического процесса формовки используются одновременно в качестве облицовочной и наполнительной смеси и называются едиными.

Природные (естественные) смеси представляют собой глинистые пески марок П0063 и Ж005 с содержанием глины от 12 до 30%. Природные формовочные смеси широко применяют в производстве тонкостенных ажурных и кабинетных чугунных и цветных отливок для форм, заливаемых в сыром состоянии и после сушки. Эти смеси обладают хорошей пластичностью и прочностью.

Искусственные (синтетические) смеси - наиболее распространенные в производстве художественных и архитектурных отливок. Они представляют собой смесь песка и глины или нескольких песков с большим или меньшим содержанием глины и отработанной смеси. Пески и оборотную смесь смешивают в таких пропорциях, чтобы в результате образовалась формовочная смесь, обладающая необходимыми технологическими свойствами.

Формовочные смеси для форм чугунных отливок. Состав формовочных смесей (табл. 8) зависит от конфигурации и сложности поверхности отливок, толщины их стенок и состояния литейной формы перед заливкой. Смеси для ажурных отливок, имеющих сложную поверхность, тонкие стенки и большое число просветов, образующих ажур, должны обеспечивать получение в форме четкого отпечатка сложной поверхности модели и прочность мельчайщих болванчиков, дающих просветы в отливке. Кроме того, при заливке в форму чугун по сравнению с цветными сплавами имеет более высокую температуру. Поэтому формовочные смеси для форм, заливаемых чугуном, должны иметь достаточную огнеупорность.

Повышение температуры заливки чугуна приводит, к более интенсивному газовыделению при прогреве формы, поэтому формовочные смеси должны иметь хорошую газопроницаемость. Таким образом, формовочные смеси для форм, заливаемых чугуном, при достаточной прочности должны быть газопроницаемыми и огнеупорными.

Формовочные смеси для форм отливок из цветных сплавов.Латунь, бронза и алюминиевые сплавы, применяемые в производстве художественного литья, по сравнению с чугуном имеют более низкую температуру заливки и большую жидкотекучесть. Поэтому при изготовлении литейных форм представляется возможным применять мелкозернистые формовочные смеси, дающие чистую и гладкую поверхность отливки.

Формовочные смеси для формовки по-сырому. Формовкой по-сырому изготовляют литейные формы для тонкостенных и ажурных отливок (барельефы, ажурные тарелки, вазы, детали статуэток).

Для получения в форме хорошего отпечатка, сложной поверхности модели и обеспечения прочности небольших болванчиков, образующих просветы в отливке, формовочные смеси должны иметь хорошую газопроницаемость, пластичность и быть достаточно прочными. Поэтому при приготовлении смесей применяют мелкозернистые пески с повышенным содержанием глины.

Смеси для форм, заливаемых в сыром состоянии, применяют и при изготовлении форм для архитектурных отливок. В этом случае большая масса отливки и размеры форм требуют применения в формовочных смесях более крупных песков и повышающих огнеупорность смеси добавок.

Формовочные смеси для формовки по-сухому. Литейные формы статуй и бюстов значительно сложнее обычных. Для их изготовления применяют, как правило, сложную кусковую формовку. При такой формовке формовщик, разбирая форму для удаления модели, имеет дело не с полуформами, предохраняемыми от разрушения, а с частями формы в виде спрессованных кусков формовочной смеси. Естественно, что такие формы должны быть изготовлены из более прочных формовочных смесей.

При кусковой формовке поверхность формы должна выдерживать давление не менее 0,9 МПа. Газопроницаемость таких смесей в сыром состоянии вследствие содержания большого количества глины низкая (20-25 единиц). Поэтому литейные формы, изготовленные из этих смесей, нельзя заливать в сыром состоянии, так как повышенное количество пара и газа не сможет свободно выходить из формы через ее стенки. Газопроницаемость форм, изготовляемых из жирных формовочных смесей, повышают путем их сушки. В процессе сушки в результате испарения влаги и выгорания добавок увеличивается пористость формы. Газопроницаемость смеси в форме после сушки повышается до 60 - 70 единиц.

Смеси, формы из которых заливают после сушки, называют формовочными смесями для формовки по-сухому.

В качестве наполнительной смеси используют одну отработанную смесь. Освежают ее неперегоревшими кусками форм, набиваемых из жирной облицовочной смеси.

Специальные формовочные смеси. К специальным относятся смеси, в которых кварцевые пески заменены другими высокотеплопроводными материалами, и смеси, в которых связующим является не глина.

В производстве художественного литья часты случаи, когда сложность отливки требует применения особых способов изготовления литейной формы, применения специальных формовочных смесей.

Облицовочные смеси с высокой теплопроводностью применяют для изготовления крупных или сложных стальных отливок. Это смеси на основе хромита и воды (6-7 %) без добавления связующего. Применяют также смеси на основе хромомагнезита, который вводят в смесь в виде мелкого порошка. В качестве связующего в этих смесях используют сульфитно-спиртовую барду или жидкое стекло.

Формовочные и стержневые смеси, в которых связующим является жидкое стекло, широко применяют на практике для производства отливок из стали, чугуна, медных и алюминиевых сплавов. Смеси приготовляют из 97-95 % песка 1К01А - ЗК02А, 3-5 % глины, 5-7 % жидкого стекла. Влажность смесей 3-4,5 °/о. Можно использовать вместо кварцевого песка до 50 % отработанной смеси.

Смеси называются самотвердеющими, если выполненные из них формы и стержни твердеют на воздухе без обработки. Для этого в самотвердеющие жидкостекольные смеси вводят материалы, ускоряющие процесс твердения, например, феррохромный шлак с высоким содержанием СаО. В результате в смеси образуется кальцевый силикат вместо натриевого, который не растворяется в воде и способствует быстрому твердению смеси на воздухе.

Жидкие формовочные смеси применяют при формовке скульптурных отливок для нанесения облицовочного слоя на поверхность восковой модели и изготовления стержня в форме. На поверхность модели жидкую смесь наносят путем оплескивания модели, при изготовлении стержня смесь заливают в полость гипсовой формы. В состав жидкой формовочной смеси входят кварцевые пески, маршаллит, цемент и вода.

Суспензию на этилсиликатном связующем применяют для нанесения на поверхность выплавляемой модели слоя, который после ее выплавления образует неразъемную керамическую форму - оболочку для отливки.

Связующим суспензии является гидролизованный раствор этилсиликата, наполнителем - пылевидный кварц (маршаллит) марок КП1, КП2, прокаленный при температуре 850-900 °С и просеянный через сито с шелковой сеткой.

Песчано-смоляные смеси применяют в производстве отливок, получаемых в оболочковых формах. В состав смеси в качестве наполнителя входит кварцевый песок с зернами размером менее 0,2 мм. В качестве связующего используют термореактивную смолу. В целях экономии дорогостоящих смол оболочки полуформ изготовляют двухслойными. В этих случаях песчано-смоляные смеси делят на облицовочные и наполнительные. Облицовочные приготовливают с большим содержанием смол, наполнительные - с меньшим.

 

Приведенные в табл. 8 сведения о составе и свойствах смесей являются средними ориентировочными. Эти данные могут уточняться в зависимости от конкретных производственных условий.

Стержневые смеси. К стержневым смесям предъявляют более высокие требования, чем к формовочным в отношении прочности, газопроницаемости, газотворности, податливости, выбиваемости и огнеупорности, так как во время заливки и охлаждения металла в форме стержни в большей мере соприкасаются с металлом и интенсивнее прогреваются. Стержневые смеси выбирают в зависимости от конфигурации и размеров стержней, положения их в форме, заливаемого сплава и толщины стенки отливки.

К вспомогательным формовочным составам относят материалы, наносимые на поверхность форм и стержней для улучшения чистоты поверхности отливок.

На поверхность форм, заливаемых в сыром состоянии, наносят противопригарные покрытия, называемые припылами. В качестве припыла форм стальных отливок применяют пылевидный кварц, а форм крупных толстостенных чугунных отливок - серебристый графит.

Сухие формы и стержни покрывают противопригарными красками. В состав красок входят огнеупорные материалы, связующие и специальные добавки, уменьшающие расслаивание красок.

Огнеупорный материал (наполнитель) выбирают для красок в зависимости от сплава отливки, например, для стальной отливки - пылевидный кварц; чугунной - графит или смесь из графита, кокса и пылевидного кварца, а для отливок из цветных сплавов - тальк.

В краски вводят 3-10 % связующих класса Б. Растворителем в красках служит вода. Таккак порошок противопригарного материала находится в воде во взвешенном состоянии и постепенно оседает при прекращении взбалтывания, то для замедления этого процесса в краски добавляют 3,5 % монтмориллонитовой глины, увеличивающей вязкость раствора и препятствующей расслаиванию краски. С этой же целью в краски вводят до 0,5 % технического мыла. На практике широко применяют краски на основе циркона.

После нанесения слоя краски ранее высушенные формы и стержни требуют повторной подсушки. Чтобы исключить эту операцию, краски иногда наносят на горячие формы и стержни, еще не успевшие остыть после основной сушки. Для этой же цели используют краски, содержащие вместо воды легкоиспаряющиеся жидкости (спирт и др.).

Характер использования. Если форма изготавливается из одной смеси, то такая смесь называется единой. Единые смеси применяют при машинной формовке для серийного и массового производства. При переработке каждый раз вводится значительное количество свежих материалов.

Облицовочные смеси применяются в условиях единичного производства. Их наносят вокруг модели слоем толщиной 15 - 20мм в зависимости от толщины отливки. Облицовочные смеси используют в тех случаях, когда применение единой смеси дает значительный брак.

Наполнительные смеси наносят поверх облицовочных, они заполняют остальную часть формы. Наполнительные смеси готовят из отработанных материалов.

Класс применяемого песка. В природе встречаются, но довольно редко, пески, содержащие такое количество глины, что их можно использовать после увлажнения и перемешивания в качестве формовочной смеси. Примером может служить тамбовский песок, который применяют без всяких добавок при цветном литье. Смеси, приготовленные на таких песках, называются естественными.

Смеси, в которые глина вводится как самостоятельная добавка, называются синтетическими.

Состояние формы. В смеси для сухих форм рекомендуется вводить крупный песок, обеспечивающий большую газопроницаемость. Шероховатость отливки при этом не повышается, так как форму окрашивают огнеупорной краской.

При формовке по-сырому особое значение имеет прочность, газопроницаемость, влажность смеси. В этом случае стремятся сочетать требуемую прочность и газопроницаемость с минимальным содержанием глины, чтобы уменьшить влажность. Поэтому используют жирные огнеупорные глины и бентониты, обладающие наибольшей связующей способностью во влажном состоянии.

 

Таблица 8



Дата добавления: 2020-10-25; просмотров: 477;


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2024 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.011 сек.