Формовочные смеси литейное производство

Формовочные смеси литейное производство

В практике литейных цехов применяют большое количество разнообразных смесей, состав которых обусловливается характером (масса, размеры, конфигурация, род сплава) производимых отливок, а также видом применяемых литейных форм (сырые, сухие, химически твердеющие, самотвердеющие). При формовке различают смеси: облицовочные (образуют рабочий слой формы толщиной 10—60 мм), наполнительные (образуют тыловые слои формы, не соприкасающиеся с расплавом) и единые (образующие как рабочий, так и тыловой слои формы).

В момент заливки расплава и во время формирования отливки форма подвергается сильному температурному воздействию и давлению, поэтому формовочные смеси должны обладать определенными свойствами, главнейшими из которых являются: пластичность, текучесть, прочность, газопроницаемость, огнеупорность и податливость. Чтобы избежать образования газовых раковин, смесь должна содержать строго определенное (желательно минимальное) количество влаги.

Формовочные смеси для сырых форм чаще всего приготавливают из переработанной (бывшей в употреблении) смеси и глинистых песков с добавлением каменноугольной пыли или мазута. Формовочные смеси для химически твердеющих форм приготавливают из кварцевого песка, глины и переработанной (бывшей в употреблении) смеси, а также быстротвердеющих крепителей (СП, СБ, и др.).

Для производства крупных и тяжелых ответственных отливок применяют смеси, в состав которых входят специальные связующие вещества (жидкое стекло и др.), твердеющие при кратковременной продувке форм углекислым газом, что обеспечивает их высокую прочность.

В последние годы в нашей стране были внедрены в производство пластичные и жидкие формовочные смеси, способные к самопроизвольному химическому твердению. Самотвердеющие пластичные смеси (ПСС) обеспечивают упрочнение формы в атмосфере цеха в течение 5—15 мин после ее изготовления; это объясняется тем, что в их состав входят в качестве связующего вещества жидкое стекло (около 5%) и отвердитель — шлак феррохромового производства (2—3%). Использование пластичных самотвердеющих смесей позволяет отказаться от сушки и использования углекислого газа для упрочнения форм. Однако при этом не исключается трудоемкий процесс уплотнения смесей при изготовлении форм. Этот недостаток устраняется при применении жидких самотвердеющих смесей (ЖСС), которые были разработаны впервые в нашей стране учеными ЦНИИТмаш совместно с работниками московского завода «Станколит». Текучесть таких смесей обусловливается тем, что в их состав входят пенообразующие добавки, а самотвердение взаимодействием жидкого стекла и отвердителя — шлака феррохромового производства. Технологический процесс с использованием ЖСС не требует рабочих высокой квалификации, в 3—5 раз снижает трудоемкость формовки, позволяет увеличить выпуск отливок на существующих площадях, улучшает качество отливок и санитарно-гигиенические условия труда литейщиков.

Источник: www.stroitelstvo-new.ru

Pereosnastka.ru

Обработка дерева и металла

К формовочным материалам относятся все материалы, применяемые для изготовления разовых литейных форм и стержней. Различают исходные формовочные материалы и формовочные смеси.

Основными исходными материалами для большинства разовых форм являются песок и глина, вспомогательными — связующие и добавки: 1) противопригарные, 2) увеличивающие газопроницаемость, податливость, текучесть и пластичность смесей; 3) уменьшающие прилипаемость смесей и др.

Формовочные смеси приготовляют из исходных формовочных материалов и из смесей, ранее уже находившихся в употреблении (“отработанные формовочные смеси). Исходные формовочные материалы завод получает извне.

В зависимости от назначения смеси разделяют на формовочные смеси, стержневые смеси и вспомогательные составы.

Правильный выбор формовочных смесей в литейном производстве имеет очень большое значение, так как формовочные смеси влияют на качество получаемых отливок. Известно, что около половины брака литья возникает по вине формовочных материалов.

Важнейшие свойства смесей можно разделить на 4 группы свойств: I — теплофизических; II — механических; III — связанных с газообменом; IV — технологических.

I. Теплофизические свойства. От теплофизических констант формовочных смесей зависит скорость кристаллизации металла, залитого в форму, и скорость его последующего охлаждения. Значение этих констант необходимо для расчёта тепловых процессов, происходящих в форме после заполнения ее металлом.

К числу основных констант относят удельную теплоемкость, коэффициент температуропроводности; теплопроводность и коэффициент теплоаккумулирующей способности.

Удельная теплоемкость сф может быть отнесена к единице объема формы сфуф ккал!м3 град. Формовочные смеси, основой которых является кварцевый песок, обладают в уплотненном состоянии довольно значительной теплоемкостью в среднем сфуф = = 340 ккал!м3 град.

Теплопроводность Я. Теплопередача от горячего остывающего металла к нагревающейся форме может осуществляться кондукцией, конвекцией и радиацией. Передача тепла конвекцией и радиацией в литейных формах относительно мала. В расчеты вводят эффективный коэффициент теплопроводности формы Кфф ккал!м-я-град, при этом условно считают, что все тепло передается кондукцией. Теплопроводность формовочных смесей на основе кварцевых песков низка, но ее в некоторой степени можно увеличить, применяя вместо кварцевых песков другие, более теплопроводные материалы, например хромомагнезит, хромистый железняк, цирконовые пески и др. Теплопроводность формовочных смесей в большой степени зависит от пористости форм и стержней, чем меньше пористость, тем больше их теплопроводность.

II. Механические свойства. Большое влияние на технологический процесс изготовления отливок оказывают механические свойства формовочных смесей. К ним относятся прочность, осыпаемость, пластичность и податливость.

Прочность — способность формы (стержня) не разрушаться от внешних усилий. Формы (стержни) не должны разрушаться под действием собственного веса и от толчков при сборке и транспортировке. Форма должна выдерживать статическое давление заливаемого металла и динамическое воздействие его струи. В зависимости от геометрических особенностей отливки и формы практическое значение имеет предел прочности смесей при сжатии, растяжении, срезе, изгибе и других видах нагрузки. Стандартными испытаниями являются определения пределов прочности при сжатии и растяжении. Так как литейные формы применяют или непосредственно после изготовления во влажном состоянии, или после высушивания, то прочность формовочных смесей определяют также или во влажном состоянии, или высушенном. Факторы, обусловливающие прочность смесей, зависят от состава смесей и методов их переработки.

Прочность смеси во влажном состоянии определяется, главным образом, свойствами жидких или полужидких плен, покрывающих зерна песка (вода, влажная глина, раствор жидкого стекла и пр.); она зависит также от размеров однородности и от формы зерен песка.

Предел прочности при сжатии сырых смесей обычно составляет 0,2-0,7 кгс/см2, сухих смесей — в 3-4 раза больше, что объясняется упрочнением при сушке плен связующих, находящихся на зернах песка.

Поверхностная прочность (осыпаемость) — способность формы (стержня) сопротивляться истирающим усилиям движущейся струи металла. Недостаточная поверхностная прочность формы (стержней) вызывает появление дефектов в отливках, в частности, засоры, т.е. в отливку попадают частицы формовочного материала. Необходимость специально контролировать поверхностную прочность объясняется тем, что при сушке формы или в период сборки и хранения перед использованием влажных форм поверхностные и глубинные слои формы находятся в разных условиях. Внешне уменьшение поверхностной прочности проявляется в виде осыпаемости, т.е. способности наружных зерен песка легко отделяться при небольшом трении.

Поверхностная прочность влажных форм уменьшается при длительном ожидании заливки. Поверхностная прочность зависит от содержания и качества глины или других связующих влажности смеси и режима сушки форм (стержней).

Пластичность — способность смеси передать форме (стержню) точные очертания модели (стержневого ящика) под воздействием внешних сил и сохранять принятую форму после удаления модели (стержневого ящика). Наибольшей пластичностью обладают смеси, содержащие много глины. Пластичность зависит от размеров и формы зерен песка, влажности смеси, способов ее приготовления и хранения.

Податливость — способность смеси сокращаться в объеме под действием сжимающих усилий отливки при ее охлаждении. В случае недостаточной податливости смеси в отливке образуются трещины. Податливость влажных форм зависит от прочности, пластичности и пористости формовочных материалов; чем меньше прочность и больше пластичность и пористость, тем больше податливость. Податливость форм (стержней) после высушивания зависит от прочности и пористости.

Читать еще:  Дорновый трубогиб с чпу

III . Свойства, связанные с газообменом. В процессе заполнения формы металлом и в период его охлаждения в форме выделяются газы, объем которых во много раз больше объема залитого металла. Воздух, находящийся в полости и порах формы, сильно расширяется; влага в тонком слое формовочной смеси, прогретом до высоких температур, превращается в пар, органические вещества частично сгорают, а частично подвергаются сухой перегонке, разлагаются кристаллогидраты, карбонаты и другие нестойкие минералы, входящие в состав формовочных песков и глин. Эти процессы повышают газовое давление в порах формы и влияют на условия затвердевания отливки.

Если к моменту возникновения в форме высокого газового давления на поверхности отливки не успела образоваться прочная корка твердого металла, а газы не имеют возможности свободно проходить через стенки формы, то они устремляются в жидкий металл, образуя в затвердевшей отливке газовые раковины или пузыри. Способность смеси пропускать газы через толщу формы называется газопроницаемостью. Различные смеси сравнивают по величине коэффициента газопроницаемости К.

Газопроницаемость формовочной (стержневой) смеси зависит от влажности, размеров и однородности зерен песка, от содержания глины и степени уплотнения смеси.

Количество газов, образующихся при нагревании смеси, характеризуется коэффициентом удельного газовыделения. Коэффициент удельного газовыделения тем выше, чем больше органических и других газообразующих материалов содержит смесь и чем ниже температура газификации этих материалов.

Коэффициент удельного газовыделения зависит от состава смеси, степени просушивания форм (и стержней), свойств связующих, температуры и количества залитого в форму металла.

V. Технологические свойства. Технологическими свойствами называют свойства, определяющие рабочие качества смесей, ко-орые не могут быть количественно выражены характеристиками, «держащими в себе определенные сочетания общеизвестных фи-ческих и химических параметров. Каждое технологическое свойство является функцией многих параметров материала. Технологические свойства оценивают обычно экспериментально.

Текучесть — способность смеси под действием внешних сил заполнять полости в стержневых ящиках или обтекать модели. Текучесть формовочных смесей должна быть такой, чтобы давление, производимое на смесь, вызывало перемещение частиц песка не только в направлении действия первоначально приложенной силы, но также и в других направлениях… При этом должно получаться надлежащее одинаковое уплотнение и одинаковая прочность во всех частях формы или стержня, при минимальной затрате усилий. При плохой текучести смеси на рабочей поверхности формы (стержня) образуются рыхлые места или пустоты, снижающие качество отливок. Текучесть смеси зависит от природы и количества связующего, содержания глинистых составляющих и их влажности, размеров и формы зерен песка и от методов приготовления смеси.

Негигроскопичность — способность смеси длительное время после сушки не поглощать влагу из окружающей среды, в том числе из влажного воздуха.

Гигроскопичные формы (стержни), если они длительное время на заливаются металлом, теряют поверхностную прочность, что увеличивает брак отливок. Гигроскопичность в основном зависит от свойств связующих.

Выбиваемость — способность формовочных (стержневых) смесей легко удаляться из отливок после их охлаждения. Выживаемость зависит от свойств связующего. Для обеспечения хорошей выбиваемости связующие после оформления отливки должны терять прочность.

Термохимическая устойчивость или непригораемость — способность смеси не оплавляться при соприкосновении с жидким металлом и не вступать с ним или с его окислами в химическое взаимодействие. Недостаточная термохимическая устойчивость способствует образованию на поверхности отливки иногда трудноотделимого металлокерамического пригара.

Долговечность — способность формовочных (стержневых) смесей сохранять свойства после многократного использования. Это свойство зависит от их способности противостоять действию высоких температур.

Источник: pereosnastka.ru

Формовочные смеси для литья

Литейное производство достаточно простой и широко распространенный технологический процесс для получения отливок различного размера и разнообразной формы. Получение деталей методом литья практикуется в автомобилестроении, станкостроении, вагоностроении и многих прочих отраслях машиностроения. Для получения полых или с множеством отверстий отливок используются стержневые и формовочные смеси различных составов. Экономически обосновано использование песчано-глинистых форм при массовом производстве.

Состав смесей зависит от:

  • способа формовки:
    1. ручная;
    2. машинная;
  • типа металла:
    1. сталь;
    2. чугун;
    3. цветной металл и его сплавы;
  • типа производства:
    1. единичное;
    2. серийное;
    3. массовое;
  • типа литья;
  • технологического оснащения.

Материалы, которые используются для получения формовочных смесей, подразделяются на следующие группы:

  • песчаник;
  • различные сорта глины;
  • вспомогательные:
    • связующие материалы;
    • противопригарные смазки и покрытия;
    • огнеупорные;
    • специальные.

Глинистые пески могут содержать глины в своем составе до 50%. Делят их по количеству содержания глины на:

  • тощие – до 10%;
  • полужирные – до 20%;
  • жирные – до 30%;
  • очень жирные – до 50%.

Также используются кварцевые пески. Силикатная основа позволяет принимать в форму расплав, температура которого достигает 1700С.

Получение отливок высокого качества требует использования противопригарных покрытий и материалов мелкой фракции, чтобы предупредить образование в форме пор.

Виды и состав смесей

К формовочным смесям для литья предъявляются следующие требования:

  • механическая прочность;
  • теплопроводность;
  • газовая проницаемость;
  • огнестойкость;
  • теплоемкость.

Формовочные и стержневые смеси обладают одинаковыми свойствами. Но к стержням предъявляются более высокие требования, потому что на него расплавленный металл оказывает более сильное давление.

Состав различных смесей

Формовочные смеси делятся на три типа:

Единая смесь предназначается для наполнения всего объема литейной формы. В полном объеме используется при машинной формовке при выпуске отливок в большом количестве. Для ее приготовления используется большой объем еще неиспользовавшихся материалов.

Облицовочная смесь предназначена для получения слоя формы, контактирующего непосредственно с расплавом. Его толщина зависит от типа смеси и тяжести отливки и составляет 20-100 мм. Для того чтобы дополнить оставшийся объем используется наполнительная смесь.

Состав формовочной смеси напрямую зависит от формы и метода ее изготовления. Формирование песчано-глинистых форм происходит двумя способами, в результате которых получаются сухие и сырые формы. Для их податливости при формировании в смесь вводятся сгорающие наполнители – торф или древесные опилки. В состав подсушиваемых форм кроме глины и песка закладываются крепитель, измельченный асбест и барда.

Кроме них используются:

  • быстро отверждающиеся;
  • самостоятельно отверждающиеся;
  • твердеющие при химическом преобразовании;
  • жидкостекольные составы.

В быстро отверждающихся смесях связкой выступает жидкое стекло. Если для сушки жидкого стекла необходима теплая продувка, то в данном случае отвердение происходит за счет феррохромового шлака.

Классификация формовочных смесей

Самостоятельно отверждающиеся составы в первоначальном состоянии жидкие. Затем в них вводятся ПАВ и песочный наполнитель. Такой состав сохраняет текучесть не более 10 минут. Поэтому они приготавливаются на формовочных участках.

Химически отверждающиеся смеси имеют малый срок жизни. В следствие чего в смесь добавляется едкий натр.

Жидкостекольные разновидности после формирования подвергаются сушке продуванием углекислым газом. В процессе сушки протекают химические реакции: образование кремниевой кислоты и углекислого натрия.

Для изготовления стержня, например, первого класса, смесь целиком состоит кварца и крепителей. Для формовки крупных стержней используется 1/3 часть использованного и восстановленного состава.

Температура плавления цветных металлов значительно ниже, чем у сталей и чугунов. Из-за чего формовочные смеси имеют меньшую огнеупорность. Для литья бронзы и медных сплавов формовочные составы готовят при использовании глинистого песка П класса. Такие наполнители как борная кислота, серный цвет или фтористая присадка используются для литья алюминия. Они препятствуют активному окислению расплава.

Требуемые свойства

Для получения качественной отливки необходима литейная форма, изготовленная из ингредиентов, подобранных под разлив определенного металла. Формовочная смесь для литья должна обладать определенной влажностью. При малой влажности форма склонна к осыпаемости, что затрудняет формовку.

Плохая газовая проницаемость провоцирует образование в отливке дефектов — газовых пор и раковин. Из-за чего необходим песок крупной фракции (более 50%).

Свойства формовочных смесей характеризует твердость. Она зависит от равномерности и степени уплотнения. Уплотнение формы сверх нормы провоцирует появление таких дефектов как:

Читать еще:  Чем лучше всего шкурить деревянные полы

Литье в песчано-глинистую форму

Высокая прочность формы и стержня не позволяет изменять геометрию отливки. Чтобы ее получить применяются специальные связующие материалы.

Приготовление смесей

Процесс приготовления формовочных и стержневых смесей проводится в три этапа. Первый этап — подготовительный. Здесь происходит подготовка еще неиспользованных материалов. Проводится сушка, дробление и последующее просеивание.

На втором этапе происходит подготовка отработанного состава. Это позволяет экономить на материалах. Процесс начинается на охладительных барабанах. Происходит выбивка, размельчение, охлаждение.

Формовочные смеси для литья готовятся на третьем этапе в смесителях. Широкое применение нашли катковые модели. Они используются для приготовления таких составов как:

  • единые;
  • стержневые смеси;
  • облицовочные;
  • с добавками:
    • вязкие;
    • жидкие;
    • пылевидные.

При больших объемах выпуска производство автоматизировано. Механизация процессов отражается на снижении себестоимости продукции.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник: stankiexpert.ru

Формовочные смеси для заливки форм по-сырому

Технология изготовления отливок в сырых формах является основной в современном литейном производстве. Доля литья, полученного в сырых формах, в разных странах мира колеблется от 30 до 40 %. Применение литья в сырые формы обеспечивает относительно короткий производственный цикл, увеличивает производительность труда, снижает расход песка до 0,4 т на тонну литья. Ограничением области применения сырых форм является их прочность, исходя из которой максимальная масса изготовляемых чугунных отливок составляет 0,5 т, стальных отливок — 0,4 т. Сфера использования сырых форм может быть расширена за счет применения высокопрочных форм с пониженной влажностью и современных методов уплотнения, а также поверхностной подсушки форм.

Наиболее широко литье в сырые формы применяется в автомобилестроении и станкостроении для изготовления чугунных отливок массой до 100 кг.

Виды формовочных смесей. Для изготовления отливок в настоящее время в основном используются синтетические смеси на основе высококачественных исходных материалов. Различают облицовочные, наполнительные и единые смеси.

Облицовочные смеси применяются для изготовления ответственных отливок с повышенными требованиями к качеству поверхности. Они содержат 20-60 % свежих материалов (песок и глинистые добавки), 40-80 % отработанной, оборотной смеси и различные добавки для улучшения их свойств. Эти смеси используют для оформления рабочего слоя формы толщиной, примерно равной толщине стенки отливки, который непосредственно контактирует с заливаемым жидким металлом. Облицовочные смеси должны обладать низкой пригораемостью, малой пористостью, высокой поверхностной прочностью и относительно низкой газопроницаемостью.

Основная часть формы изготовляется из наполнительной смеси, для приготовления которой в основном используют оборотную смесь, периодически освежаемую добавками свежих материалов для поддержания на заданном уровне газопроницаемости и прочностных свойств.

В крупносерийном и массовом производстве при изготовлении отливок на автоматических и конвейерных линиях применяют единые смеси, основную долю которых (90-95 %) составляет оборотная смесь.

Основные компоненты смеси. Как и любые смеси, смеси для заливки по-сырому включают в себя наполнитель, связующие материалы и специальные добавки.

Основным наполнителем является отработанная, оборотная смесь, которую следует применять после соответствующей регенерации и кондиционирования. Рекомендуется использовать песок классов 1К, 2К, групп 016, 02 для мелкого литья и групп 02, 0315 — для крупного и среднего литья. При изготовлении отливок из легированных сталей в облицовочных смесях применяются также цирконовые, магнезитовые и другие наполнители. Для единых смесей, используемых на автоматических линиях, содержание глинистых веществ не должно превышать 1 %. Пески должны применяться с концентрированной зерновой основой.

Основное связующее для смесей сырых форм — бентонит. Подавляющее большинство отечественных бентонитов являются кальциевыми с содержанием монтмориллонита не более 75-90 %. Для применения в сырых песчаных формах кальциевые бентониты активизируют добавками соды (Na2CO3), вводимыми при помоле бентонита. Натриевые бентониты обеспечивают при 10 %-м содержании в смесях прочность на сжатие в сыром состоянии не ниже 0,15 МПа при долговечности смеси не ниже 75-80 %. Для опочной формовки на автоматических линиях прочность смесей на сжатие во влажном состоянии должна составлять 0,14-0,18 МПа, а для безопочной формовки — 0,20-0,22 МПа. Такая прочность обеспечивается при применении бентонитов прочносвязующей группы (ГОСТ 3226-77).

Для улучшения качества отливок и снижения расхода бентонита в единые формовочные смеси вводят поверхностно-активные вещества и понизители вязкости в количестве 0,1-0,5 % (ДС-РАС, контакт Петрова, нитролигнин, КО, УСК и т. п.). Бентонит целесообразно вводить в смесь в виде суспензии (20 % бентонита, 5 % угля, 1 % крахмалита).

В качестве противопригарной добавки в песчано-глинистые смеси вводят каменноугольную пыль в количестве до 8 %. Это предотвращает образование пригара на отливках массой до 80-150 кг при толщине их стенок 15-30 мм. Увеличение содержания угля сверх 8 % снижает физико-механические свойства смеси. Уголь целесообразно вводить в виде глиноугольных суспензий.

Для замены угля используют продукты переработки нефти (мазут, древесный пек, растворы битумов). В качестве эффективной противопригарной добавки применяют водный раствор хлорида кальция (около 1,4 %).

В песчано-бентонитовых смесях для стабилизации влажности, уменьшения склонности к образованию ужимин, снижения осыпаемости используют добавки крахмалита (до 0,5 %). Добавки крахмалита или экструзионного крахмалореагента позволяют снизить деформацию смеси в зоне конденсации влаги.

Для повышения пластических свойств в смеси добавляют также декстрин, патоку и древесную муку.

Регулирование свойств смесей. На физико-механические, технологические свойства смесей существенное влияние оказывают их влажность W и глиносодержание Г. Наилучшее сочетание свойств обеспечивается при оптимальном содержании влаги, обычно составляющем 4-5 %. Необходимое содержание влаги возрастает с увеличением глиносодержания и при применении мелкозернистых песков с шероховатыми зернами. Колебание содержания влаги может приводить к значительным колебаниям свойств смеси. Чем больше в смеси содержится мелких частиц, тем выше должна быть влажность и тем сильнее ее колебания влияют на свойства смеси. На 1 % мелких частиц дополнительно расходуется около 0,3 % воды. При содержании мелких частиц выше 9-11 % резко увеличивается пригар и склонность к образованию ужимин. В процессе работы в оборотной смеси возрастает количество мелких частиц. Поэтому ее приходится освежать, вводя бентонит и песок.

Для нахождения количества освежающих добавок бентонита и песка для поддержания прочности на сжатие в сыром состоянии на уровне 0,2 МПа в зависимости от содержания в смеси мелких частиц и отношения массы отливки к массе смеси, определяющего термическую нагрузку на форму, X. Левелинком предложена номограмма, приведенная на рис. 5.40.

На шкале «Мелкие фракции, %» показано процентное содержание неорганической доли (глинистых частиц) мелких частиц. Общее содержание мелкой фракции кроме неорганической доли включает в себя мелкие органические добавки (например, каменноугольную пыль) и продукты их разложения. Содержание этих органических частиц в первом приближении можно оценить как 50 % от потерь при прокаливании.

На номограмме приведен пример определения количества освежающих добавок для следующих условий: отношение массы отливки к массе смеси 1/6, потери при прокаливании 7 % и содержание мелких частиц 14,5%. Содержание глинистых частиц составляет 14,5-7*0,5 = 11% (3,5 % приходится на органические частицы). По отношению масс отливки и смеси 1/6 и содержанию глинистых частиц 11 % по номограмме находим требуемое освежение по бентониту — 0,45 % и песку -2%.

Читать еще:  Чем отличается реле от контактора

Приготовление смесей необходимо осуществлять в Катковых смесителях (бегунах), в которых сочетается смешивание и перетирание компонентов смеси при чередующемся уплотнении катками и рыхлении плужками. Качество смеси зависит от продолжительности перемешивания. Характер изменения прочности смеси на сжатие во влажном состоянии от времени перемешивания показан на рис. 5.41. Видно, что значения прочности, начиная с некоторой продолжительности перемешивания (5-10 мин), стабилизируются. Аналогично изменяются газопроницаемость и влажность смеси.

Готовность смеси можно проверить, проводя последовательный контроль ее прочности и влажности. Если после 5 мин дополнительного перемешивания прочность смеси увеличится не более чем на 10-15 %, а влажность — не более чем на 0,2-0,8 %, то длительность перемешивания достаточна для стабилизации ее свойств.

Влажность смеси существенно влияет не только на ее прочность и газопроницаемость, но и на формуемость, текучесть и уплотняемость, поэтому оптимизацию содержания влаги часто проводят для обеспечения требуемого уровня формуемости (70-80 % по ГОСТ 23409.15-78). В применяемых схемах автоматического управления качеством смесей регулирование содержания влаги осуществляется по заданному индексу формуемости, а содержание бентонита — по заданному уровню прочности на сжатие в сыром состоянии.

Определение составов смесей для современных способов изготовления форм осуществляется с учетом обеспечения необходимых технологических свойств при соответствующих способах уплотнения смесей.

Выбор составов смесей. Типовые составы смесей для формовки по-сырому. Выбор состава смеси для данного типа сплава определяется способом формовки, размерами и конфигурацией отливки, требованиями к отливке, условиями производства.

Для мелких отливок применяют мелкозернистые пески с минимальным содержанием органических добавок. Содержание бентонита в смесях (5-7 %) зависит от их необходимой прочности. Для мелких отливок прочность единой смеси на сжатие 50-80 кПа.

В смесях для средних и крупных отливок используют среднезернистые наполнители. Поверхностная прочность и стойкость к осыпанию повышаются добавками декстрина или ЛCT в количестве 0,5-1,5 %. Влажность смесей 3,5-4,5 %. Прочность облицовочных смесей должна быть не менее 90 кПа, а наполнительных — не ниже 70 кПа.

В смесях для цветного литья применяют мелкозернистые пески, очень часто с повышенным содержанием глинистой составляющей. В смеси для магниевого литья добавляют присадки для предотвращения возгорания сплава (фтористые присадки, сера и т. д.).

При выборе смесей на основе приведенных в табл. 5.20-5.24 типовых составов следует учитывать принятое технологическое оборудование для изготовления форм, метод уплотнения смеси, тип сплава, толщину стенки, массу отливки и характер производства.





В условиях единичного и мелкосерийного производства без применения операций, связанных с динамическими нагрузками, достаточна прочность на сжатие в сыром состоянии 0,06-0,07 МПа. При изготовлении форм на автоматических и высокомеханизированных линиях осж в сыром состоянии должна быть на уровне 0,15-0,20 МПа.

Источник: industrial-wood.ru

Литье в одноразовые формы

Литье в песчаные формы

Литье в песчаные формы является самой распространенной технологией производства отливок благодаря своей универсальности — возможно изготовление отливок из разных материалов, разной конфигурации и размеров. Литейная форма изготавливается из формовочных смесей (их огнеупорность обеспечивает кварцевый песок — отсюда название). Литейные формы получают в результате формовки.

Формовочные смеси.

Литейные формы изготавливают из формовочных смесей. Чтобы литейная форма выдерживала воздействие расплавленного металла и придавала ему свою форму, формовочные смеси должны иметь следующие эксплуатационные и технологические свойства:

  • пластичность — способность легко воспринимать и отчетливо сохранять форму (хорошо формоваться);
  • прочность — способность сохранять форму при воздействии внешних сил (толчках, сотрясениях и ударном действии заливаемого металла);
  • податливость — способность не препятствовать усадке при охлаждении отливки. При недостаточной податливости возможно появление трещин в отливке (для улучшения податливости в смеси добавляют опилки);
  • огнеупорность — способность смеси не оплавляться или размягчаться при контакте с расплавленным металлом и не пригорать к поверхности отливки;
  • газопроницаемость — способность смеси пропускать пары воды и газы, образующиеся при соприкосновении горячего металла с влажными формами. Недостаточная газопроницаемость смеси приводит к возникновению в отливках газовых раковин.

Формовочные смеси подразделяются на облицовочные, наполнительные, единые, стержневые. Они различаются по условиям эксплуатации и имеют разный состав.

Облицовочная смесь непосредственно контактирует с расплавленным металлом, толщина ее слоя составляет 20. 50 мм. Облицовочная смесь должна обладать всеми вышеперечисленными свойствами и, в первую очередь, огнеупорностью. Состав смеси: 50.. .90 % свежих формовочных материалов — песка и глины и 10. 50 % оборотной смеси (бывшей в употреблении и специально подготовленной). Песок обеспечивает огнеупорность, глина является связующим.

Наполнительная смесь служит для заполнения остальной части формы. Она должны быть достаточно прочной и газопроницаемой. Наполнительные смеси состоят в основном из оборотных смесей с добавками свежих материалов.

Единая смесь применяется при машинной формовке и служит для заполнения всей формы, т. е. одновременно является облицовочной и наполнительной. К ней предъявляют те же требования, что и к облицовочным смесям. Ее состав — 10. 20 % свежих формовочных материалов, остальное — оборотная смесь.

Стержневая смесь должна обладать более высокими свойствами, чем формовочные, так как стержни работают в более тяжелых условиях, чем стенки формы. Стержни находятся в форме при заливке и препятствуют проникновению металла в определенные участки формы, т. е. они полностью находятся в расплавленном металле. Кроме того, они поддерживаются в форме лишь своими концами, поэтому испытывают большие напряжения от статических и динамических нагрузок. Сложные стержни приготовляют из кварцевого песка с добавкой различных связующих материалов (олифы, сульфитно-спиртовой барды, синтетических смол). Для изготовления крупных стержней простой формы (более прочных) применяют кварцевый песок с добавками глины. Чтобы стержень не пригорал к отливке, в смесь вводят уголь, графит, мазут, а для обеспечения податливости стержней — древесные опилки и торф.

Наряду с основным связующим смесей — глиной — в формовочные и стержневые смеси добавляют в малых количествах (1,5. 3 %) дополнительные связующие компоненты (битум, канифоль, цемент и др.).

Помимо смесей при формовке могут быть использованы противопригарные материалы -— припылы и краски. Их наносят тонким слоем на поверхность форм и стержней для предотвращения пригара металла к формовочной смеси и повышения чистоты поверхности отливок. В качестве припылов применяют порошкообразный графит, пылевидный кварц и др. Противопригарные краски представляют собой суспензии этих материалов с добавками связующих.

Приготовление свежих смесей производят на землеприготовительных участках. При этом выполняются следующие операции: сушка песка, глины и других компонентов смеси; размол глины и угля; просеивание и смешивание компонентов свежей смеси с отработанной смесью и крепителями (связующими компонентами); увлажнение и рыхление.

Выполнение этих работ, как правило, механизировано. Для сушки используют различные нагревательные устройства (часто, проходного типа). Уголь и глину размалывают в шаровых мельницах, затем просеивают на встряхивающихся или барабанных ситах. Для смешивания всех материалов применяют специальные установки.

Жидкие самотвердеющие смеси заменяют формовочные и стержневые смеси. Они применяются для изготовления как форм, так и стержней. Особенностью этих смесей является способность сохранять жидкоподвижное состояние в течение 8. 12 мин после приготовления — в таком состоянии они заполняют форму, а затем через 20. 50 мин самопроизвольно отвердевать и упрочняться по всему объему. Их применение позволяет избавиться от достаточно трудоемких землеприготовительных работ, улучшает качество отливки.

Источник: studref.com

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector