Основы литейного производства. часть 2

3. Литье в землю и ручная формовка

Процесс формовки и отливки металлов очень мало изменился за всё время своего существования. Изменения затронули только обслуживающие аппараты, но сущность процесса осталась той же, какой была во времена доисторического человека. Процесс отливки металла казался удивительным искусством тем, кто никогда им не занимался, а специалисты ревностно охраняли секреты своего ремесла, чтобы другие не узнали, как оно несложно.

Обычно отливка всевозможных деталей независимо от их размеров и металла, из которого они должны быть отлиты, производится в «песочных» формах. В литературе часто используют термины «земля», «песок», «песчаная смесь», «песчано-глинистая смесь» и т.д. Для приготовления песочных форм пользуются моделями из дерева или металла.

4. Формовочные и стержневые материалы. Состав и требования, предъявляемые к ним

Формовочные материалы — это совокупность природных и искусственных материалов, используемых для приготовления формовочных и стержневых смесей. В качестве исходных материалов используют формовочные кварцевые пески и литейные формовочные глины. Глины обладают связующей способностью и термической устойчивостью, что позволяет получать отливки без пригара. Если глина не обеспечивает необходимых свойств смесей, применяют различные связующие мате¬риалы. Кроме того, используют противопригарные добавки (каменноугольную пыль, графит), защитные присадочные материалы (борную кислоту, серный порошок) и др.

Формовочная смесь — это многокомпонентная смесь формовочных материалов для получения литейных форм. Формовочные смеси должны обладать следующими свойствами;
— Огнеупорность — способность смеси и формы сопротивляться размягчению или расплавлению под воздействием темпера¬туры расплавленного металла;
— Прочность — способность материала формы не разрушаться при извлечении модели из формы, при транспортировании и заливке форм. Прочность формовочной смеси увеличивается с увеличением со¬держания глины, с уменьшением размеров зерен песка;
— Газопроницаемость — способность смеси пропускать через себя газы. Газопроницаемость тем выше, чем больше песка в формовочной смеси и чем он крупнее, а также чем меньше содержание глины в формовочной смеси;
— Пластичность — способность деформироваться без разрушения и точно воспроизводить отпечаток модели. Пластичность смеси увеличивается с повышением в ней до определенного предела связующих материалов и воды, а также песка с мелкими зернами;
— Податливость — способность формы или стержня сжиматься при усадке отливки.

Формовочные смеси по характеру использования разделяют на облицовочные, наполнительные и единые.
Облицовочная смесь — это формовочная смеясь, используемая для изготовления рабочего слоя формы. Такие смеси содержат повышенное количество исходных формовочных материалов (песка и глины) и имеют высокие физико-механические свойства.
Наполнительная смесь — это формовочная смесь для наполнения формы после нанесения на модель облицовочной смеси. Поэтому ее приготовляют путем переработки оборотной смеси с малым количеством исходных формовочных материалов (песка и глины).
Единая смесь — это формовочная смесь, применяемая одновременно в качестве облицовочной и наполнительной смеси. Такие смеси применяют при машинной формовке и на автоматических линиях в серийном и массовом производствах. По роду заливаемого материала различают формовочные смеси для стального, чугунного и цветного литья. Формовочные смеси, используемые при производстве стальных отливок, должны обладать высокой прочностью и термомеханической устойчивостью, так как температура заливки стали значительно выше температур заливки чугуна и цветных сплавов (из кварцевых песков, огнеупорная глина). Формы для чугунных отливок изготовляют из формовочной смеси, приготовляемой из глинистых песков. Для мелких отливок при машинной формовке применяют единые формовочные смеси, по составу и свойствам близкие к облицовочным смесям. Формовочные смеси для отливок из цветных сплавов в первую очередь должны обеспечивать малую шероховатость поверхности отливок.

Стержневая смесь — это многокомпонентная смесь формовочных материалов, соответствующая условиям технологического процесса изготовления литейных стержней. Стержни при заливке расплав-ленного металла испытывают значительные тепловые и механические воздействия по сравнению с формой, поэтому стержневые смеси должны иметь более высокие огнеупорность, газопроницаемость, податливость, легко выбиваться из отливок и т.д.
Стержневые смеси в зависимости от способа изготовления стержней разделяют на смеси с отверждением стержней тепло¬вой сушкой; в нагреваемой оснастке; жидкие самотвердеющие смеси; жидкостекольные смеси; холодно-твердеющие смеси на синтетических смолах.
Стержневые смеси с отверждением тепловой сушкой приготовляют из кварцевого песка и связующих материалов (органические и неорганические).
Стержневые смеси с отверждением в нагреваемой оснастке приготовляют из кварцевого песка с использованием синтетических смол и катализаторов.
Жидкие самотвердеющие смеси (ЖСС) приготовляют из кварцевого песка, отвердителей, связующих.
Жидкостекольные смеси приготовляют из кварцевых песков, связующего материала — жид¬кого стекла. Отверждение смеси осуществляется продувкой углекислым газом.
Холодно-твердеющие смеси (ХТС) приготовляют из кварцевого песка, связующих материалов (фенолоформальдегидных смол и др.).

Приготовляют формовочные и стержневые смеси перемешиванием компонентов смеси в течение 5 … 15 мин с последую¬щим их выдерживанием в бункерах. В со¬временных литейных цехах приготовление формовочных и стержневых смесей осуществляется на автоматизированных установках. Все операции приготовления смесей — просушка, дробление и просеивание формовочных материалов, отделение металлических включений, подача в смесители компонентов смеси, перемешивание их, разрыхление и подача готовой смеси к формовочным машинам — осуществляются автоматически.

a64f15c8b0bb8a5460fe4d3fa2a43264