Формовочный инструмент и приспособления
Для выполнения работ по изготовлению литейных форм необходимо иметь набор инструментов и приспособлений.
Таблица 1 – Формовочные инструменты и приспособления
| Наименование | Назначение |
| 1. Сита | Просеивание формовочных и стержневых смесей |
| 2. Лопатки и совки | Для заполнения опок и стержневых ящиков смесями |
| 3. Ручные и пневматические трамбовки | Для уплотнения смесей в литейных формах и стержневых ящиках |
| 4. Линейки | Для удаления лишней смеси |
| 5. Душники, иглы | Для образования вентиляционных каналов и накола отверстий в форме длят выхода газов |
| 6. Киянки | Для раскачивания модели в форме и частей стержневого ящика |
| 7. Крючки, шпильки и подъемники | Для вынимания модели из формы |
| 8. Ложечки, ланцеты, гладилки, угольники, щетки, кисточки, помазки | Для очистки, отделки и исправления форм, а также смачивания отдельных мест формы в целях предупреждения осыпания смеси |
| 9. Шланги и обдувочные сопла | Для выдувания мусора и очистки форм |
| 10. Грузоподъемные устройства | Для поднятия и перемещения опок и стержневых ящиков. |
Материалы для формовочных и стержневых смесей
Свойства
Материалы, применяемые для изготовления формовочных и стержневых смесей должны обладать определенными свойствами.
Механические
Пластичность – это способность смеси воспринимать отпечаток модели при изготовлении литейной формы и сохранять ее после удаления модели.
Прочность – это способность смеси сопротивляться действующим внешним силам и не разрушаться при изготовлении формы, перемещении и заливке (0,1 – 1 кгс/мм2).
Поверхностная прочность (осыпаемость) – сопротивление истирающему действию струи металла при его заливке.
Податливость – способность смеси сокращения в объеме при усадке затвердевшего в форме металла.
Технологические
1. Текучесть - способность смеси обтекать модели при формовке, заполнять полость стержневого ящика.(Не должно быть рыхлых мест и пустот.)
2. Огнеупорность – это способность смеси не размягчаться и не расплавляться под действием жидкого металла, а также не пригорать к поверхности получаемой отливки. (Термохимическая устойчивость или противопригарность.)
3. Негигроскопичность - способность смеси после сушки не поглощать влагу из воздуха в течение длительного вемени.
4. Выбиваемость – способность легко удаляться из форм и полостей отливок при их выбивании после охлаждения.
5. Долговечность – способность смесей сохранять свои свойства при многократном использовании.
6. Газопроницаемость – способность смеси пропускать газы, выделяющиеся из остывающего металла или образующиеся при сгорании органических веществ, входящих в состав смеси.
Теплофизические свойства
Теплопроводность, удельная теплоемкость – существенно влияют на скорость кристаллизации металла и его последующего охлаждения и тем самым на структуру и свойства отливок.
Состав смесей
Формовочный материал представляет собой в основном смесь песка и глины в различных пропорциях.
Песок увеличивает пористость и газопроницаемость смеси. Эти свойства повышаются с увеличением размеров песчинок. Однако, чем крупнее песок, тем более грубой получается поверхность отливки. Лучшие свойства имеет речной и озерный песок.
Глина, смоченная водой, придает форме прочность и пластичность. Помимо основных материалов, смеси содержат различные добавки.
Каменноугольная пыль и молотый уголь – повышают огнеупорность;
Древесные опилки – повышают газопроницаемость и податливость;
Связующие материалы – масло, битум, декстрин, патока, жидкое стекло, олифа, искусственные смолы и т.д. – увеличивают прочность и пластичность смеси.
Формовочные и стержневые смеси
Формовочные смеси
По назначению формовочные смеси подразделяются на облицовочные, наполнительные и единые.
Облицовочная смесь, применяемая обычно в единичном производстве при ручной формовке, покрывает модель на 20-30 мм. Она наиболее ответственная, т.к. соприкасается с расплавленным металлом. Смесь приготовляется в основном из мелкопросеянных свежих формовочных материалов с небольшими добавками бывшей в употреблении фомовочной смеси.
Наполнительная смесь располагается над уплотненной облицовочной смесью и заполняет оставшуюся часть формы. Она состоит в основном из бывшей в употреблении формовочной смеси, переработанной после выбивки ее из опок, с последующим добавлением 5 – 10% свежих материалов.
Единой формовочной смесью набивается весь объем формы. Она применяется в массовом производстве при машинной формовке тонкостенных и мелких отливок. Эта смесь приготовляется путем переработки выбитой из опок смеси с добавлением 10 – 20% свежих материалов и каменноугольной пыли.
Стержневые смеси
Стержневые смеси отличаются более высокими технологическими свойствами. Они подразделяются на песчано-глинистые и песчано-масляные.
Песчано-глинистые смеси применяются при изготовлении стержней простой формы и крупных размеров. В зависимости от конфигурации, толщины сечения, размещения в форме стержни делятся на пять классов.
В особо тяжелых условиях находятся стержни I класса – сложной формы, с тонкими сечениями, соприкасающимися с расплавленными металлами по всей поверхности. Стержневая смесь должна иметь высокую прочность, термохимическую устойчивость, податливость, газопроницаемость. Наименьшее требование предъявляют к смеси для массивных стержней простой конфигурации, образующих внутренние или внешние поверхности отливки (IV-V кл.).
Специальные формовочные смеси. Основным их компонентом является кварцевый песок с минимальным содержанием глинистых веществ. В качестве связующих используют синтетические смолы, жидкое стекло; в смеси вводят катализаторы.
По условиям отверждения специальные смеси делят на следующие типы:
1) отверждающиеся при продувке CO2 и другими способами обработки;
2) горячего отверждения (стержневые ящики с нагревателями);
3) самоотверждающиеся на воздухе – смеси холодного твердения (ХТС) и жидкие (ЖСС).
Жидкие самотвердеющие смеси (ЖСС) исключают формовку: формы и стержни изготовляют путем заливки. ЖСС имеют различный состав. Основным наполнителем является кварцевый песок (95 – 97%). В качестве связующих и веществ, обеспечивающих затвердевание смеси на воздухе, обычно используют жидкое стекло[1], иногда цемент с добавками соответствующих катализаторов.
Для перевода смеси в жидкоподвижное состояние применяют пенообразователи, обеспечивающие образование и устойчивость пены в течение 5¸15 мин. Применение ЖСС снижает трудоемкость и повышает качество отливок и производительность труда.