Классификация формовочных песков

Глины по огнеупорности делятся следующим образом: высокой огнеупорности (не менее 1580° С); средней (не менее 1350° С); низкой (огнеупорность не нормируется).

При изготовлении песчано-глинистых форм должны быть обеспечены следующие требования, предъявляемые к формовочным смесям и их свойствам:

1) форма должна быть прочной, чтобы тяжелая струя жидкою металла не могла се разрушить при заливке, и в то же время материал формы должен быть достаточно пластичным;

2) материал формы должен быть газопроницаемым, чтобы газы, выходящие из металла при застывании, не оставались в отливке и не скапливались между отливкой и формой;

3) формовочная смесь должна быть огнеупорной, т. е. в ней не должно быть веществ, легко расплавляемых и способных сплавляться с металлом, что вызывает порчу поверхности отливок (пригар).

Уменьшить пригар формовочной смеси к металлу отливки можно введением в ее состав от 5 до 15% каменноугольной пыли. При чугунном литье количество каменноугольной пыли берется тем больше, чем крупнее отливки. Поверхность сухих форм покрывают тонким слоем краски, в состав которой входят графит, кокс, маршалит, тальк и другие вещества. Это позволяет избежать пригорания формовочной смеси к отливке.

Чтобы устранить пригар, Поверхность влажных форм покрывают также порошками, называемыми припылами. В качестве припылов используют каменноугольную пыль, графит или цемент.

Для форм, подвергающихся сушке в печах, к формовочной смеси добавляют мелкие опилки, солому, торф и другие вещества, способные при сушке сгорать и увеличивать газопроницаемость смеси благодаря образованию в ней мелких пор.

Приготовление формовочной смеси и литейных форм из нее — трудоемкий процесс, поэтому в современном литейном производстве многие операции выполняются при помощи специального оборудования.

Для приготовления формовочных смесей применяют механические сита, размалывающие, смесительные бегуны, разрыхлители, глиномялки и другие машины, облегчающие труд и повышающие его производительность.

Полупостоянны е литейные формы, рассчитанные на получение нескольких отливок, изготовляют из прочных и огнеупорных материалов -графита, шамота и др.

Постоянные формы (кокили) изготовляют из чугуна или стали. Их применяют в массовом и серийном производстве деталей не очень сложной формы и небольших размеров.

При литье в металлические формы производительность на одного рабочего повышается в два-три раза, уменьшаются Припуски на обработку, Поверхность отливок получается чистой.

Стоимость литья в металлических формах зависит от их стойкости: при получении стальных деталей металлические формы выдерживают до 600—700 отливок, чугунных деталей несложной формы — до 10 тыс. отливок.

Стойкость металлических форм повышают, покрывая их рабочие поверхности особыми огнеупорными составами или красками.

Внутренний объем и линейные размеры форм должны быть больше, чем размеры отливок, так как застывающий металл имеет линейную и объемную усадку, т. е. уменьшается в размерах.

Стержни. Сплошные отливки без полостей получают заливкой жидкого металла в рабочую полость формы, в которой нет стержня. Для получения пустотелой отливки в рабочую полость формы помещают стержень, препятствующий сплошному ее заполнению жидким металлом. В том месте, где находится стержень, в отливке образуется полость, соответствующая размерам и очертаниям стержня.

При изготовлении стержней, так же как и моделей, необходимо учитывать изменение размеров отливки при затвердевании.

Линейные размеры и объем стержней должны быть меньше размеров полости в отливке на величину усадки металла.

Стержни изготовляют из кварцевого песка и глины с добавлением различных связующих веществ. Применяют связующие на основе растительного масла (ЧГУ), продуктов переработки нефти, торфа, угля, сланцев и древесины (КТ, ГТФ, KB, П, ПС, сульфитная барда и др.), неорганических соединений (жидкое стекло, цемент) и др.

Изготовляют стержни с помощью стержневых ящиков ручным и машинным способами. Изготовленные стержни сушат.

Сушка стержней производится в печах в течение 5—10 часоз при температуре от 200 до 400° С в зависимости от состава стержневой массы и от свойств связующего вещества. При сушке влага испаряется, материал связкизатвердевает и благодаря этому достигается требуемая прочность стержней.

Устанавливают и закрепляют стержни в формах по «знакам», т. е. по специальным опорным выступам, а также с помощью особых подставок — жеребеек. Сплавливаясь с заливаемым в форму металлом, жеребейки остаются в отливке. Чтобы улучшить свариваемость с основным металлом, жеребейки предохраняют от окисления лужением или омеднением.

Процесс формовки производится различными способами. Детали несложные и большого размера иногда получают заливкой в открытую или закрытую почвенную форму, изготовленную в земляном полу формовочного цеха. Открытую почвенную формовку применяют для отливок, не требующих обработки и имеющих плоскую верхнюю Поверхность(плиты, колосники и т. п.).

Процесс изготовления формы состоит в следующем: яму глубиной до 200 мм загружают наполнительной смесью и смесь покрывают облицовочным материалом слоем 10—15 мм. В полученную «постель» вдавливается модель, а сбоку модели вырезается литниковая система: литниковая чаша, канал для заполнения формы металлом и сливной канал для спуска излишка металла. После удаления модели производится заливка.

Рис.2. Металлическая (а) и деревянная разъемная (б) опоки

Закрытая почвенная формовка применяется для получения отливок с чистой поверхностью и фасонной верхней частью, а также при производстве крупного единичного литья — отливок весом более 5 г, а иногда более 100 т. Форму изготовляют более сложным механизированным способом в специальных ямах (кессонах).

Наиболее распространена формовка в опоках (рис. 2), т. е. в особых жестких рамах, изготовляемых из стали или из чугуна, а иногда и из дерева. Стенки опок скрепляют болтами или штырями. Чтобы лучше удерживалась формовочная смесь, стенки опок внутри делают гофрированными.

Изготовление несложной формы в двух опоках методом ручной формовки по неразъемной модели производится следующим образом (рис. 3).

Рис. 3. Схема формовки плиты: