Формовочный комплект состоит из:

опок; подмодельной плиты;  штырей; шаблонов.

Модель — приспособление, с помощью которого в форме 1 (рис. 1б) получают отпечаток, соответствующий конфигурации отливки.

Модель копирует отливку, отличаясь от неё увеличенными размерами. Необходимость изготовления модели увеличенных размеров вызвана усадкой металла отливки при его кристаллизации и охлаждении, а также дальнейшей механической обработкой рабочих поверхностей отливки.

По конструкции модели могут быть:

1) неразъемными; разъемными; с отъёмными частями и т. п.

Мастер модели изготавливают из следующих материалов:

1)из дерева (единичное и серийное производства);

2) чугуна, алюминия, пластмасс (массовое производство).

Стержневые ящики (рис. 1 в, 1 в) служат для изготовления стержней 8, которые устанавливаются в форму 1 с целью создания полости или отверстия в отливке. По конструкции стержневые ящики подразделяются на цельные, разъёмные (рис. 1 в, 1 в), вытряхные и др. Изготовляют их из тех же материалов, что и модели.

Рис. 1. Литейная модель (б), стержневой ящик (в), отливка (г) чугунной втулки (а).

Назначение других элементов литейной формы состоит в следующем. Совокупность каналов и резервуаров, создаваемых литниковой воронкой 10, стояком 11, зумпфом 13, шлакоуловителем 12 и питателями 14, 15 (рис. 3), называют литниковой системой. Литниковая система предназначена для подвода жидкого металла из литейного заливочного ковша, в который расплавленный металл поступает из плавильного агрегата или раздаточного ковша, в полость формы 1.

Литниковая воронка 10 (рис. 3), предназначенная для приема расплава и задержания попадающего вместе с ним шлака.

Стояк 11 (рис. 3) представляет собой вертикальный канал, через который расплавленный металл поступает от литниковой воронки 10 к другим элементам литниковой системы. Конусность 2...4% стояка обеспечивает удобства при формовке и напор расплава.

Зумпф 13 (рис. 3) предохраняет нижнюю полуформу от размыва и попадания продуктов размыва (главным образом — частиц формовочной смеси) в полость формы, а, следовательно — в отливку.

Шлакоуловитель 12 (рис. 3) необходим для предотвращения попадания шлака и других частиц в полость формы.

Питатели 14, 15 (рис. 3) предназначены для плавной подачи расплавленного металла с определённой скоростью непосредственно в полость формы.

Прибылью 7 (рис. 3) называют технологический прилив, который, затвердевая в последнюю очередь, предотвращает образование усадочных раковин в теле отливки. Усадочная раковина при этом формируется в прибыли.

Через выпор 5 (рис. 3) выходит воздух и другие газы, которые образуются в полости формы во время её заливки расплавленным металлом. Выпор также предназначен для уменьшения динамического давления металла на форму. Газы возникают в порах формовочной и стержневой смеси 2. Если их не удалять, то они могут пройти через границу «форма – металл» и попасть в отливку, образуя так называемые газовые раковины. Поэтому для лучшего удаления газов в полуформах верха и низа, а также в стержнях устраивают вентиляционные каналы 6, способствующие выходу газов из литейной формы.

В литниковую систему могут входить дополнительные прибыли и питающие выпоры, устраиваемые для утолщенных отливок из стали и цветных сплавов.

Уплотнение формовочной смеси в верхних и нижних полуформах, как правило, выполняют в опоках 3, 4, представляющих собой открытые с двух противоположных сторон металлические ящики. После изготовления полуформ низа, верха и стержней производят операции сборки форм и их заливки жидким металлом.

После заливки металла, его затвердевания и охлаждения до требуемой температуры производят выбивку форм (извлечение отливки из формы).

Выбитая из формы отливка подвергается обрубке (отделению литниковой системы, прибылей, заусенцев и т. д.) и очистке, затем, если необходимо — термообработке. Перед сдачей в механический цех все отливки проходят необходимый контроль. При этом часть отливок может быть отправлена на устранение дефектов (заварку, пропитку специальными составами и др.). Основными причинами брака отливок являются трещины, усадочные и газовые раковины.

		Рис. 2. Эскиз литой заготовки (а), модели (б) и стержневого ящика (в).
	Рис. 3. Эскиз литейной формы: 1 — собственно полость формы; 2 — формовочная смесь; 3 — опока нижней полуформы; 4 — опока верхней полуформы; 5 — выпор; 6 — вентиляционный канал; 7 — прибыль; 8 — стержень; 9 — плоскость разъёма формы (лад); 10 — литниковая воронка; 11 — стояк; 12 — шлакоуловитель; 13 — зумпф; 14, 15 — питатели.

 

Формовочные материалы

Материалы, из которых изготовляют литейные формы, исключая металлические, называют формовочными материалами.

Виды формовочных материалов: исходные; формовочные смеси (для изготовления форм); стержневые смеси (для изготовления стержней); материалы окончательной отделки форм и стержней; отработанные — бывшие в употреблении смеси.

Исходными являются материалы, из которых приготовляют формовочные в стержневые смеси, а также материалы окончательной отделки форм и стержней.

Формовочные и стержневые смеси представляют собой предварительно подготовленные, взятые (в зависимости от назначения) в определённой пропорции, равномерно перемешанные между собой исходные материалы. Стержневые смеси подвергаются значительно бóльшим термическим и механическим воздействиям, чем формовочные, так как стержень практически со всех сторон окружён расплавленным металлом. Для улучшения механических, технологических и других свойств в формовочные и стержневые смеси вводят вспомогательные формовочные материалы: связующие (смолы, жидкое стекло), противопригарные (пылевидный кварц, каменноугольная пыль), защитные (борная кислота, фтористая присадка) и др. Перед установкой стержней в формы их обязательно просушивают.

Состав формовочных смесей:

1) Песок формовочный (ГОСТ 2138).

Песок формовочный – это диспергированный горный минерал.

В состав песка входит кремнезём (SiO₂), который обладает температурой плавления равной 1713 °С и плотностью 2,5÷2,8 г/см³.

В песке также содержатся вредные примеси, такие как: слюда, полевой шпат, окислы железа и щелочноземельных металлов, которые имеют более низкую температуру плавления и поэтому снижают огнеупорность песка.

Основным показателем качества песка является показатель содержания глины и примесей.

 

Огнеупорность песков

По огнеупорности пески позволяют отливать в песчаноглинистые смеси все цветные металлы, а также сталь и чугун. Повысить огнеупорность песка можно путем введения в него огнеупорных материалов.

Виды огнеупорных материалов:

Циркон (ZrO₂+SiO₂); Магнезит (МgCO₃); Хромистый железняк (FeOCr₂O₃).

Материалами для окончательной отделки форм и стержней являются огнеупорные литейные краски, замазки, клеи и т. п. материалы, которые часто называют вспомогательными.

Основные свойствами формовочных и стержневых:

1) прочность на сжатие и разрыв, поверхностная прочность или осыпаемость; 2) газопроницаемость (способность смеси пропускать газы); 3) газотворность (способность нагретой смеси выделять газы); 4) гигроскопичность; 5) формуемость; 6) текучесть;

7) уплотняемость; 8) выбиваемость и др.

Все эти свойства контролируются стандартными методиками на специальных приборах.

Составы и уровни свойств смесей назначают в зависимости от характера технологического процесса, в свою очередь, являющегося функцией большого числа факторов (масштаба производства, материала, массы, степени сложности, тонкостенности отливок и др.).