Свойства формовочных   смесей и их влияние на качество отливок

Содержание

 

Предисловие……………………………………………………….	3
Лабораторная работа № 1. Свойства формовочных смесей и их влияние на качество отливок.…..…………………………….	6
Лабораторная работа № 2. Литейные свойства сплавов и их влияние на качество отливок……………….…………………...	21
Лабораторная работа № 3. Технология получения отливок ручной формовкой в двух опоках по разъёмной модели …….	30
Список литературы………………………………………………...	38
Приложения………………………………………………………….	39

 

 

Предисловие

Литейное производство является основной заготовительной базой машиностроения. Современный уровень литейной технологии позволяет получать отливки различной массы, размеров и конфигурации из любых сплавов, которые невозможно получить другими способами, как, например, ковка или сварка. Кроме того, литейное производство выгодно отличается от них более высоким коэффициентом использования металла, который составляет 75 % и более. Отливки имеют большую точность и максимально прибли-жены к конфигурации и размерам деталей. Суммарная энергоемкость при изготовлении деталей из литых заготовок в 2 раза меньше, чем при использовании других технологий. Литые заготовки имеют низкую себестоимость. Благодаря таким очевидным преимуществам литейное производство занимает лидирующее положение среди заготовительных производств предприятий машиностроения.

В связи с этим большое значение в преподавании на кафедре ряда дисциплин технологического цикла придается литейному обо-рудованию и технологическим процессам литья. Без знания литей-ного оборудования, их технологических возможностей, производи-тельности невозможно разрабатывать технологию изготовления литых изделий, планировать производство, рассчитывать экономи-ческую эффективность, а также проводить организационно – управленческие мероприятия.

     Учитывая то, что часто практические и лабораторные работы предшествуют чтению лекций, а значительный объем материала учебной дисциплины переносится на самостоятельное изучение студентами, целесообразно несколько расширить теоретическую часть   лабораторной работы.

Выполнение лабораторных работ позволит студентам закрепить теоретические знания и приобрести навыки в производстве отливок, научиться анализировать полученные отливки с точки зрения производительности и совершенства отдельных способов литья и оценить качество отливок. До занятий студенты, в рамках самостоя-тельной работы, предусмотренной учебным планом, готовятся к выполнению лабораторных работ путём изучения её теоретической части, особо обращая внимание на приведённые в конце описания контрольные вопросы. В период подготовки к лабораторным заня-тиям студент составляет теоретическую часть отчёта. Требования к составлению отчёта приведены в конце описания работ. Для облегче-ния составления отчёта преподаватель заранее обеспечивает студентов электронными версиями описания лабораторных работ путём их переноса с кафедрального компьютера на электрононо-сители старост групп, которые далее распространяют другим студентам. Наличие электронных версий позволяет студентам легко и быстро перекопировать необходимый иллюстрационный и теоретический материал в свой отчёт. При этом затрата времени на чисто техническую работу при составлении отчёта оказывается минимальной. Перед выполнением лабораторных работ у студентов проверяется наличие составленного предварительного отчёта по работе, а также теоретическая подготовленность студентов методом их устного опроса по контрольным вопросам, приведённым в конце описания работ или по специальным тестам. Студенты, не имеющие составленного индивидуального отчёта, и не готовые к ответу на контрольные вопросы к выполнению лабораторных работ не допускаются. Таким студентам предлагается перейти в другую аудиторию (читальный зал библиотеки) и заниматься изучением описания лабораторной работы и составлением отчёта. Им также будет предложено отработать эту, невыполненную по расписанию, работу в другое время или вместе со студентами другой группы или в конце семестра. Допуск к отработке осуществляется на тех же условиях. Во время занятий студент выполняет практическую часть работы, вносит в отчёт её результаты, пишет выводы. Затем отчет должен представляться преподавателю на проверку и защищаться путем ответов на вопросы, задаваемые преподавателем.

Меры безопасности. До начала работы необходимо убедиться в исправности формовочного инструмента и приспособлений, про-верить, нет ли на них заусенцев. Плавку металла и заливку формы жидким металлом должен производить только учебный мастер. Во время формовки точно выполнять его указания, не счищать излишки формовочной смеси руками. После окончания формовки навести порядок на рабочем месте, обо всех замеченных неполадках сообщить преподавателю.

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

Цель работы

1.1. Изучить основные свойства формовочных   смесей.

1.2. Приобрести практические навыки  определения отдельных технологических свойств формовочных    смесей.

1.3. Установить влияние свойств формовочных смесей на ка-чество получаемых отливок

 

Теоретическая часть

Материалы, которые используются для изготовления литейных форм и стержней, называют формовочными. При их смешивании по заданной технологии получают формовочные и стержневые смеси.

Формовочные смеси применяются для изготовления литейной формы. Стержневые смеси служат для изготовления специальных вставок (стержней), используемых для получения в отливках отверстий. Часто  формовочные и стержневые смеси  объединяют общим названием «формовочные смеси» [1].

Формовочные смеси

 

Основными исходными компонентами формовочных смесей являются песок и глина. Поэтому формовочные смеси, приготовлен-ные на их основе, называются песчано-глинистыми. Кварцевый песок является огнеупорной основой смеси, а глина - связующим материа-лом. Содержание глины в смесях может колебаться от 5 до 15 % и бо-лее.

В качестве   вспомогательных материалов часто используют для чугунного литья каменноугольную пыль или графит. Их вводят как противопригарные и разделительные  вещества для исключения при-липания формовочной смеси к отливке и технологической оснастке. К противопригарным добавкам также относятся маршалит (тонко измельчённый кварцевый песок) и  магнезит (MgCO₃) – для стального литья, тальк Mg₃Si₄O₁₀(OH)₂ – для цветного литья и др.

 По состоянию формы перед заливкой формовочные смеси различаются  на смеси для форм, заливаемых в сыром и в сухом состояниях.

По назначению различают единые, облицовочные и наполнительные смеси. Единые смеси имеют одинаковые технологи-ческие свойства по всему объёму и используют в массовом произ-водстве при машинной и автоматизированной формовке для получе-ния  мелких и средних отливок, когда заливка металла производится в сырые формы. В мелкосерийном и индивидуальном производстве, особенно при изготовлении крупных отливок ответственного назна-чения, применяются облицовочная и наполнительная смеси. В этом случае облицовочные смеси служат для выполнения поверхности формы, непосредственно контактирующей с металлом отливки. Их применяют при изготовлении средних и крупных форм, которые подвергают сушке или поверхностной подсушке. Облицовочную смесь наносят на модель слоем толщиной 20…50 мм, остальной объём опоки заполняют наполнительной смесью. Наполнительная смесь готовится из отработанной (горелой) смеси с дополнением свежих материалов до 5 %. В качестве облицовочных смесей крупных форм часто используют самотвердеющие и химически твердеющие смеси, позволяющие исключить операцию сушки.

Стержневые смеси

  Стержни воспринимаютзначительное давление со стороны заливаемого литейного сплава и работают в затрудненных условиях отвода газов. Поэтому к свойствам и составу стержневых смесей предъявляются повышенные требования. Стержневые смеси класси-фицируют, в основном, по содержанию в них связующих веществ – крепителей: 1) песчано – глинистые стержневые смеси из песка и гли-ны с введением некоторых добавок; 2) песчаные смеси на специаль-ных органических связующих веществ (олифа, льняное масло, суль-фитный щелок, декстрин, битум) и неорганических связующих кре-пителях (жидкое стекло, фосфатные связки, цементы и др.).

 Выбор связующего вещества зависит от его удельной прочности, конструкции и назначения стержней. Все стержни из песчано-глинистых смесей и смесей на специальных крепителях проходят сушку.

Практическая часть

Содержание отчёта

• название работы и её цель;

• схемы приборов, описание их устройства и методов определе-ния свойств формовочной смеси;

• таблицы с результатами экспериментов и графики зависимости газопроницаемости, пределов прочности смеси в сыром и высушенном состояниях, их обсуждение и выводы по работе.

5. Контрольные вопросы

5.1. Назовите основные компоненты формовочных смесей и укажите для чего они предназначены?

5.2. Какие Вы знаете формовочные смеси по назначению и состоянию литейной формы перед заливкой? Поясните их назначение.

5.3. В чем заключается приготовление формовочных смесей?

5.4. Чем отличаются стержневые смеси от формовочных?

5.5. Какие формовочные смеси используются в условиях индии-видуального и серийного производства?

5.6. Какие используются смесители для приготовления формо-вочных и стержневых смесей? Расскажите их устройство и принцип действия.

5.7. Какие свойства относятся к технологическим свойствам формовочных смесей?

5.8. Какие методы определения влажности Вы знаете?

5.9. В чём отличие между нормальным и ускоренным методами определения газопроницаемости?

5.10. Каким образом определяют влажность, газопроницаемость и прочность смесей?

5.11. Какое влияние оказывают прочностные свойства, газопро-ницаемость и влажность формовочных смесей на качество получае-мых отливок?

5.12. Опишите устройство приборов и принцип их работы для определения влажности, газопроницаемости и прочности смесей.

5.13. Какой характер имеют зависимости прочности и газопро-ницаемости смесей от содержания в них влаги?

5.14. Почему с увеличением исходной влажности прочность сухих образцов возрастает?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

Цель работы

1. Изучить литейные свойства сплавов.

2. Приобрести навыки  определения жидкотекучести и усадки литейных сплавов.

3. Установить влияние жидкотекучести и усадки сплавов на качество отливок.

 

Теоретическая часть

 

Литейными называются свойства сплавов, которые проявляются при заполнении формы, кристаллизации и дальнейшем охлаждении отливкок в форме [3]. Наиболее важными литейными свойствами сплавов являются: жидкотекучесть, усадка, склонность к ликвации и газопоглощению, образованию горячих трещин и пор.

Усадка литейных сплавов

 

Другим важным свойством, определяющим качество отливок является усадка. Усадкой металла или сплава называется свойство его уменьшаться в объеме и линейных размерах в процессе затверде-вания и при дальнейшем охлаждении отливки[5]. В отливках различают объемную и линейную усадку. Относительное изменение объёмов отливки V _от по сравнению с объемом формы V _ф, выраженное в процентах, определяет объемную усадку e_об, которая наблюдается при  кристаллизации и охлаждении отливки:

                           

где V _ф и V _от – объёмы полости формы и отливки соответственно при комнатной температуре.

Относительное изменение линейных размеров отливки l _от по сравнению с размерами полостей формы l _ф, выраженное в процентах, определяет линейную усадку e_лин, которая наблюдается при кристаллизации и охлаждении отливки:

                                                           (2.1)

где l _ф и l _от—размеры полости формы и отливки соответственно при комнатной температуре.

Величина линейной усадки зависит от химического состава сплава, температуры и скорости заливки его в форму, скорости охлаждения сплава в форме и сложности конфигурации самой отливки, а также от степени сопротивления усадке со стороны формы и стержня. Линейная усадка отливок из серого чугуна в среднем составляет 1 %, из стали – 2 %, из большинства сплавов цветных металлов – 1,5 %. Размеры моделей, по сравнению с предусмотрен-ными чертежом, увеличивают на величину линейной усадки литей-ного сплава. Линейная усадка может вызвать  в отливках возникно-вение напряжений, что приводит к короблению или образованию трещин в отливке. Такие трещины чаще возникают в тонкостенных отливках со сложной конфигурацией и с неравномерным сечением, изготовленных из сплавов с большой линейной усадкой.

Дефекты усадочного характера в отливках. С явлением усадки связаны основные технологические трудности производства фасонных отливок из-за образования в них усадочных раковин, пористости и трещин. Усадочная раковина – сравнительно крупная полость, располо-женная в местах отливки, затвердевающих в последнюю очередь (рис. 2.2, а). При затвердевании отливки сначала образуется около стенок формы корка 1, затем нарастает второй слой 2 и т. д., а уровень жид-кого сплава в результате уменьшения его объема   постепенно снижает-ся. В результате в отливке образуется усадочная раковина (рис. 2.2, а, б).

Рис. 2.2. Дефекты отливок усадочного характера: а – вынесение усадочных раковин в прибыльную часть отливок; б – усадочная раковина выявленная при механической обработке ступицы шкива; в, г, д – усадочная пористость 

Усадочная пористость – скопление мелких пустот неправильной формы в обширной зоне отливки.  Она в отливках появляется главным образом  при  затвердевании  сплавов  в  интервале  кристаллизации (рис. 2.2, в, г, д). Кристаллы, образующиеся одновременно во всем объеме отливки, срастаются друг с другом (рис. 2.2, в). Это приводит на этом этапе к образованию ячеек 2 с остатками жидкой фазы 3. Усадка кристаллов еще продолжается, а жидкий металл не может поступать в зону затвердевания, в результате образуются усадочные поры 1. Главным условием предупреждения в отливках усадочных раковин и пористости является непрерывный подвод жидкого металла к кристаллизующемуся сплаву. Для этого в форме образуют дополни-тельную полость, которая служит прибылью (рис. 2.2, а).

Жидкий металл из прибыли питает отливку, а усадочная раковина образуется в прибыли, которую затем отделяют от отливки. Размеры прибылей выбираются по техническим условиям в зависимости от вида и массы отливки.

2.3. Ликвация в отливках, склонность к образованию трещин и к газопоглощению

Ликвация, или химическая неоднородность, возникает при переходе из жидкого расплава в твёрдое состояние вследствие уменьшения растворимости примесей. Неоднородность химического состава в пределах одного кристалла называется дендритной ликвацией, а в различных частях отливки (слитка) – зональной ликвацией. На процесс развития ликвации оказывают влияние конфигурация отливки, скорость охлаждения и другие технологичес-кие факторы. Чем крупнее отливка, тем медленнее, она охлаждается и тем больше развивается ликвация.

Склонностью к образованию трещин называется совокупность свойств, определяющих прочность отливки в процессе кристаллиза-ции и охлаждения расплава. Различают горячие трещины, образую-щиеся в отливках при высоких температурах (см. стр. 10), и холодные, образующиеся при низких температурах. Холодные трещины образуются после полного затвердевания отливки в обла-сти упругих деформаций. Причиной образования холодных трещин является наличие внутренних напряжений в отливке, которые возникают за счёт неравномерного её затвердевания: тонкие части отливки охлаждаются и сокращаются быстрее, чем массивные. Для предотвращения образования холодных трещин в отливках необходимо обеспечить равномерное их охлаждение установлением холодильников в массивные места отливки или необходимо использовать сплавы с высокой пластичностью.

Склонностью к газопоглощению называется способность расплавов поглощать газы при нагреве и выделять их в период охлаждения. Газы в расплав попадают при протекании химических реакций (например, FеО + С→Fе + ↑СО), с поверхности раздела расплав-форма, при заполнении формы расплавом, из шихтовых материалов. С этим свойством связан весьма распространенный дефект отливок – газовая пористость. Растворимость газов в расплавах уменьшается с понижением температуры. В связи с этим понижение температуры заливаемого расплава является одной из мер предупреждения образования газовой пористости, к числу которых относятся также дегазация (прокалка или технологическая обработка в вакууме или инертной среде с целью удаления газов) шихтовых материалов, расплава перед его заливкой в форму и др.

Практическая часть

Силумин АК12

Полученные результаты

Температура заливки, °С

720 750   Длина полученной спирали, мм -     Длина U- пробы, мм         Линейная усадка по U- пробе       

Усадка определяется по формуле (2.1). Длина вертикального канала пробы   l _ф=300 мм

 

Содержание отчета

 

• название работы и её цель;

• описание основных литейных свойств сплавов (жидкотеку-чести, усадки), способов их определения и факторов, влияющих на эти свойства;

• эскиз спиральной и U – образной проб   на жидкотекучесть;

• описания дефектов в отливках усадочного характера;

• таблица 2.1 с результатами экспериментов, их обсуждение и выводы по работе.

5. Контрольные вопросы

 

5.1. Какие свойства сплавов называют литейными?

5.2. Перечислите литейные свойства и дайте им определение.

5.3. Как влияют на жидкотекучесть температура заливки литей-ного сплава, теплопроводность материала формы, тип сплава?

5.4. Какие химические элементы (Р, Si, C, Mn, S, W, V, Ti, Mo) увеличивают, а какие уменьшают жидкотекучесть сплавов?

5.5. Какие способы определения жидкотекучести Вы знаете?

5.6. К каким дефектам в отливках приводит недостаточная жи-дкотекучесть?

5.7. Дайте определение усадке. Чем характеризуется усадка?

5.8. Как определяется усадка?

5.9. Какие дефекты могут возникнуть в отливках при значи-тельной усадке литейных сплавов?

5.10. Как предупредить образование в отливках усадочной раковины и пор?

5.11. Для чего служат прибыли и холодильники в отливках?

5.12. Что называется ликвацией?

5.13. Какие технологические факторы влияют на ликвацию?

5.14. Что называется склонностью к образованию трещин?

5.15.Что называется склонностью к газопоглощению?

 

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

 

Цель работы

1.Изучить устройство и назначение модельно-стержневой оснастки,  приспособлений и формовочных инструментов для ручной формовки.

2. Приобрести практические навыки изготовления песчаной литейной формы.

3. Произвести  заливку литейного сплава в форму, осуществить  выбивку отливки из формы после затвердевания.

4. Осуществить визуальный контроль отливки на предмет выявления дефектов и установить причину их возникновения.

Теоретическая часть

В литейном производстве фасонные заготовки получают заливкой жидкого металла в литейную форму, полость которой по размерам и конфигурации соответствует изготовляемым заготовкам. Заготовки, полученные таким способом, называют отливками. После затвердевания отливку  удаляют из формы, подвергают очистке и контролю. Годные отливки передают для последующей механической или термической обработки или отправляют на склад готовой продукции.

Практическая часть

Содержание отчета

 

Отчет должен содержать:

• название и цели работы;

• описание  модельно - стержневого комплекта, опоки и основного формовочного инструмента;

• последовательность формовки;

• эскизы отливки, модели, стержня и собранной формы в разрезе с литниковой системой;

• выводы с оценкой качества полученной отливки.

5. Контрольные вопросы

5.1. В чем заключается сущность литья?

5.2. Каково значение литья для промышленности.

5.3. Какие литейные формы относятся к разовым, полупо-стоянным и постоянным?

5.4. Дайте определение литниковой системе. Из каких элементов состоит литниковая система, и в какой части литейной формы они располагаются?

5.5. Какие формовочные инструменты вы знаете? Их назна-чение.

5.6. Какие приспособления относятся к модельному комплекту, вспомогательной оснастке и для чего они предназначены?

5.7. Какие виды брака отливок Вы знаете? Какими причинами они могут быть вызваны?

5.8. Расскажите последовательность изготовления литейной формы и стержня.

5.9. Какие меры безопасности следует соблюдать при выполне-нии работы?

5.10. Для чего применяют выпор и где он устанавливается?

Список   литературы

 

1. Технология литейного производства: Литьё в песчаные формы: Учебник для вузов /А. П. Трухов, Ю. А. Сорокин, М. Ю. Ершов и др.; Под ред. А. П. Трухова. – М.: Издательский центр «Академия», 2005. – 528 с.

2. Чернышов, Е.А., Евстигнеев, А. И., Евлампиев, А. А. Литейные дефекты. Причины образования. Способы предупреждения и исправления. –М.:Машиностроение, 2008.–282 с.

3. Технология конструкционных материалов: Учебник для сту-дентов машиностроительных специальностей вузов /А. М. Дальский, Т. М. Барсукова, А. Ф. Вязов и др.; Под ред. А. М. Дальского. – 6–е изд., исправленное.  – М.: Машиностроение, 2005. – 592 с.

 

 

Приложение 1

Уфа 2019

1. Цель работы….

2. Задачи работы

 

 

3. Теоретическая часть

 

 

4. практичесскаятчасть

 

       

Рис. П 2. Последовательность операций при формовке вручную

 

 

 

[1] Подробнее о дефектах в отливках см. приложение 1

[2] ГОСТ 19200 – 80. Отливки из чугуна и стали. Термины и определения дефектов

[3] Нем. handformgerecht

[4] ГОСТ 16438 – 70. Формы песчаные и металлические для получения проб жидкотекучести металлов

[5] ГОСТ 16817 – 71. Форма песчаная и металлическая для определения линейной усадки цветных металлов и сплавов. Конструкция и размеры. Технические требования.

 

Содержание

 

Предисловие……………………………………………………….	3
Лабораторная работа № 1. Свойства формовочных смесей и их влияние на качество отливок.…..…………………………….	6
Лабораторная работа № 2. Литейные свойства сплавов и их влияние на качество отливок……………….…………………...	21
Лабораторная работа № 3. Технология получения отливок ручной формовкой в двух опоках по разъёмной модели …….	30
Список литературы………………………………………………...	38
Приложения………………………………………………………….	39

 

 

Предисловие

Литейное производство является основной заготовительной базой машиностроения. Современный уровень литейной технологии позволяет получать отливки различной массы, размеров и конфигурации из любых сплавов, которые невозможно получить другими способами, как, например, ковка или сварка. Кроме того, литейное производство выгодно отличается от них более высоким коэффициентом использования металла, который составляет 75 % и более. Отливки имеют большую точность и максимально прибли-жены к конфигурации и размерам деталей. Суммарная энергоемкость при изготовлении деталей из литых заготовок в 2 раза меньше, чем при использовании других технологий. Литые заготовки имеют низкую себестоимость. Благодаря таким очевидным преимуществам литейное производство занимает лидирующее положение среди заготовительных производств предприятий машиностроения.

В связи с этим большое значение в преподавании на кафедре ряда дисциплин технологического цикла придается литейному обо-рудованию и технологическим процессам литья. Без знания литей-ного оборудования, их технологических возможностей, производи-тельности невозможно разрабатывать технологию изготовления литых изделий, планировать производство, рассчитывать экономи-ческую эффективность, а также проводить организационно – управленческие мероприятия.

     Учитывая то, что часто практические и лабораторные работы предшествуют чтению лекций, а значительный объем материала учебной дисциплины переносится на самостоятельное изучение студентами, целесообразно несколько расширить теоретическую часть   лабораторной работы.

Выполнение лабораторных работ позволит студентам закрепить теоретические знания и приобрести навыки в производстве отливок, научиться анализировать полученные отливки с точки зрения производительности и совершенства отдельных способов литья и оценить качество отливок. До занятий студенты, в рамках самостоя-тельной работы, предусмотренной учебным планом, готовятся к выполнению лабораторных работ путём изучения её теоретической части, особо обращая внимание на приведённые в конце описания контрольные вопросы. В период подготовки к лабораторным заня-тиям студент составляет теоретическую часть отчёта. Требования к составлению отчёта приведены в конце описания работ. Для облегче-ния составления отчёта преподаватель заранее обеспечивает студентов электронными версиями описания лабораторных работ путём их переноса с кафедрального компьютера на электрононо-сители старост групп, которые далее распространяют другим студентам. Наличие электронных версий позволяет студентам легко и быстро перекопировать необходимый иллюстрационный и теоретический материал в свой отчёт. При этом затрата времени на чисто техническую работу при составлении отчёта оказывается минимальной. Перед выполнением лабораторных работ у студентов проверяется наличие составленного предварительного отчёта по работе, а также теоретическая подготовленность студентов методом их устного опроса по контрольным вопросам, приведённым в конце описания работ или по специальным тестам. Студенты, не имеющие составленного индивидуального отчёта, и не готовые к ответу на контрольные вопросы к выполнению лабораторных работ не допускаются. Таким студентам предлагается перейти в другую аудиторию (читальный зал библиотеки) и заниматься изучением описания лабораторной работы и составлением отчёта. Им также будет предложено отработать эту, невыполненную по расписанию, работу в другое время или вместе со студентами другой группы или в конце семестра. Допуск к отработке осуществляется на тех же условиях. Во время занятий студент выполняет практическую часть работы, вносит в отчёт её результаты, пишет выводы. Затем отчет должен представляться преподавателю на проверку и защищаться путем ответов на вопросы, задаваемые преподавателем.

Меры безопасности. До начала работы необходимо убедиться в исправности формовочного инструмента и приспособлений, про-верить, нет ли на них заусенцев. Плавку металла и заливку формы жидким металлом должен производить только учебный мастер. Во время формовки точно выполнять его указания, не счищать излишки формовочной смеси руками. После окончания формовки навести порядок на рабочем месте, обо всех замеченных неполадках сообщить преподавателю.

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

СВОЙСТВА ФОРМОВОЧНЫХ   СМЕСЕЙ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА КАЧЕСТВО ОТЛИВОК

Цель работы

1.1. Изучить основные свойства формовочных   смесей.

1.2. Приобрести практические навыки  определения отдельных технологических свойств формовочных    смесей.

1.3. Установить влияние свойств формовочных смесей на ка-чество получаемых отливок

 

Теоретическая часть

Материалы, которые используются для изготовления литейных форм и стержней, называют формовочными. При их смешивании по заданной технологии получают формовочные и стержневые смеси.

Формовочные смеси применяются для изготовления литейной формы. Стержневые смеси служат для изготовления специальных вставок (стержней), используемых для получения в отливках отверстий. Часто  формовочные и стержневые смеси  объединяют общим названием «формовочные смеси» [1].

Формовочные смеси

 

Основными исходными компонентами формовочных смесей являются песок и глина. Поэтому формовочные смеси, приготовлен-ные на их основе, называются песчано-глинистыми. Кварцевый песок является огнеупорной основой смеси, а глина - связующим материа-лом. Содержание глины в смесях может колебаться от 5 до 15 % и бо-лее.

В качестве   вспомогательных материалов часто используют для чугунного литья каменноугольную пыль или графит. Их вводят как противопригарные и разделительные  вещества для исключения при-липания формовочной смеси к отливке и технологической оснастке. К противопригарным добавкам также относятся маршалит (тонко измельчённый кварцевый песок) и  магнезит (MgCO₃) – для стального литья, тальк Mg₃Si₄O₁₀(OH)₂ – для цветного литья и др.

 По состоянию формы перед заливкой формовочные смеси различаются  на смеси для форм, заливаемых в сыром и в сухом состояниях.

По назначению различают единые, облицовочные и наполнительные смеси. Единые смеси имеют одинаковые технологи-ческие свойства по всему объёму и используют в массовом произ-водстве при машинной и автоматизированной формовке для получе-ния  мелких и средних отливок, когда заливка металла производится в сырые формы. В мелкосерийном и индивидуальном производстве, особенно при изготовлении крупных отливок ответственного назна-чения, применяются облицовочная и наполнительная смеси. В этом случае облицовочные смеси служат для выполнения поверхности формы, непосредственно контактирующей с металлом отливки. Их применяют при изготовлении средних и крупных форм, которые подвергают сушке или поверхностной подсушке. Облицовочную смесь наносят на модель слоем толщиной 20…50 мм, остальной объём опоки заполняют наполнительной смесью. Наполнительная смесь готовится из отработанной (горелой) смеси с дополнением свежих материалов до 5 %. В качестве облицовочных смесей крупных форм часто используют самотвердеющие и химически твердеющие смеси, позволяющие исключить операцию сушки.

Стержневые смеси

  Стержни воспринимаютзначительное давление со стороны заливаемого литейного сплава и работают в затрудненных условиях отвода газов. Поэтому к свойствам и составу стержневых смесей предъявляются повышенные требования. Стержневые смеси класси-фицируют, в основном, по содержанию в них связующих веществ – крепителей: 1) песчано – глинистые стержневые смеси из песка и гли-ны с введением некоторых добавок; 2) песчаные смеси на специаль-ных органических связующих веществ (олифа, льняное масло, суль-фитный щелок, декстрин, битум) и неорганических связующих кре-пителях (жидкое стекло, фосфатные связки, цементы и др.).

 Выбор связующего вещества зависит от его удельной прочности, конструкции и назначения стержней. Все стержни из песчано-глинистых смесей и смесей на специальных крепителях проходят сушку.