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.
Формовочные смеси для литья
Состав смесей зависит от:
- способа формовки:
- ручная;
- машинная;
- типа металла:
- сталь;
- чугун;
- цветной металл и его сплавы;
- типа производства:
- единичное;
- серийное;
- 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.
Содержание
- Виды и состав смесей
- Требуемые свойства
- Приготовление смесей
- Вам также могут быть интересны статьи:
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:
- единые;
- облицовочные;
- наполнительные.
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:
- пригар;
- распор;
- вскип.
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.
Источник: