Исходные материалы при получении формовочных и стержневых смесей

Стержневые смеси

составы из кварцевого песка или др. огнеупорных наполнителей, связующих и катализаторов, предназначенные для изготовления литейных стержней и некоторых элементов форм (литниковых чаш, фильтровальных сеток и др.). В состав С. с. вводят высокоогнеупорные добавки: хромит, хромомагнезит, циркон, графит и др. С. с. бывают увлажнёнными, сухими и жидкими. Затвердевание С. с. в процессе изготовления стержней происходит в стержневых сушильных печах, нагреваемых или холодных стержневых ящиках.

ФОРМОВОЧНЫЕ СМЕСИ

служат для изготовления песчаных литейных форм. В зависимости от сплава (металла), массы и толщины стенок отливки в состав Ф. с. входят в определ. пропорции неорганич. материалы (кварцевый песок, огнеупорная глина и т. д.) и органич. материалы (опилки, кам.-уг. пыль и т. д.). Различают Ф. с. единые, облицовочные и наполнительные. Единую Ф. с. применяют при серийном и массовом производстве мелких и ср. отливок и полностью перерабатывают после каждого употребления. Облицовочную Ф. с. используют при изготовлении ср. и крупных отливок для замены части смеси, соприкасающейся с жидким металлом, в неё добавляют значит. кол-во свежих формовочных материалов, увеличивающих огнеупорность и газопроницаемость формы. Остальную часть формы набивают наполнительной Ф. с.

Формовочные материалы

применяются главным образом при литье в разовые и полупостоянные литейные формы. Различают исходные Ф. м. и формовочные смеси. Исходные Ф. м. служат для приготовления формовочных и стержневых смесей, вспомогательных составов (например, противопригарных покрытий. Ф. м. подразделяются на наполнители, связующие и вспомогательные. К наполнителям относятся кварцевые пески, высокоогнеупорные (например, хромит) и специальные материалы (например, чугунные дробь и стружка). Наиболее распространённые наполнители – кварцевые пески. Их основой является кварц (SiO2), который обладает высокой огнеупорностью (1710 °С) и большой твёрдостью (5,5–7 по Мооса шкале). В СССР по стандарту пески в зависимости от содержания (в %) глинистой составляющей (частиц глины и др. минералов размером менее 22 мкм) делятся на кварцевые (до 2%) – класс К, и глинистые (2–50%) – классы Т (тощий), П (полужирный), Ж (жирный), ОЖ (очень жирный). Ф. м., содержащие более 50% глинистой составляющей, относятся к глинам. В зависимости от размеров зёрен кварцевые и глинистые пески подразделяются на группы, устанавливаемые путём рассева зерновой основы на ситах стандартных размеров. Очень крупный и крупный пески рекомендуются для производства стальных и чугунных отливок массой свыше 1000 кг, средний песок – для мелких и средних отливок из стали и чугуна, мелкий и очень мелкий – для тонкостенных чугунных и стальных отливок, а также для отливок из цветных сплавов. Тонкий песок употребляется при производстве индивидуальных поршневых колец. Пылевидный кварц используется при изготовлении противопригарных покрытий для стального литья. Для этой же цели применяют циркон, хромит, магнезит и др. высокоогнеупорные Ф. м. Основными связующими материалами являются глины. Они классифицируются по минералогическому составу (каолинитовые, монтмориллонитовые и др.), по связывающей способности во влажном (50–110 кн/м^2 или 0,5–1,1 кгс/см^2) и сухом (200–550 кн/м^2, или 2–5,5 кгс/см^2) состояниях, термохимической устойчивости и пластичности. Широкое распространение получили глины, основой которых являются минералы Каолинит и Монтмориллонит. Последние входят в состав высококлейких глин – бентонитов. В качестве связующих материалов применяются также синтетические смолы (мочевино-формальдегидные. например КФ-60, фурановые, например ФФ-1С, и др.), крепители и жидкое стекло. К вспомогательным материалам, улучшающим качество смесей и отливок, относятся противопригарные покрытия, добавки в смеси, материалы для поверхностного легирования и подсобные. Противопригарные покрытия (пылевидный кварц, цирконовая мука, графит, тальк и др.) предупреждают пригар Ф. м. к отливке. Добавками к смесям являются отвердители (например, феррохромовый шлак), пенообразующие, органические материалы (например, древесные опилки). Введение отвердителя ускоряет процесс химического твердения жидкостекольных формовочных и стержневых смесей, а пенообразующие делают смесь жидкой, что исключает необходимость её уплотнения. Органические добавки повышают податливость стержней и форм и предупреждают образование трещин в отливках. Материалами для поверхностного легирования отливок – придания их поверхности специальных свойств (например, высокой износостойкости) – являются теллур, углерод, хром, марганец, кремний и др., вводимые в облицовочную формовочную смесь. К подсобным материалам относят модельные пудры, разделительные жидкости, растворители, заполнители (древесные опилки, шлак) и др. Модельные пудры и разделительные жидкости применяют во время формовки для предотвращения прилипания формовочной смеси к модели. Растворители делают синтетические смолы жидкими и т. о. обеспечивают однородность приготовляемых формовочных смесей. Древесными опилками, шлаком засыпают середину массивных стержней, что повышает их податливость и газопроницаемость. Бывшие в употреблении формовочные смеси после обработки (просеивание, отделение металлических включений и пр.) или регенерации вновь используются для приготовления новых формовочных смесей.