Вимоги, що ставляться до формувальних і стрижневих су­мішей

Формувальні матеріали, які застосовують для виготовлення одноразових форм, повинні мати такі властивості: пластичність, текучість, міцність, газопроникність, вогнетривкість, непригарність, піддатливість і мінімальну газотвірність.

Пластичність — здатність формувальної суміші набирати тієї форми, що їй надається, без руйнування і давати точні відбитки мо­делі при формуванні.

Текучість — здатність зерен формувальної суміші до взаємного переміщення під впливом зовнішніх сил.

Міцність — здатність ущільненої суміші не руйнуватися під тис­ком металу, що заливається у форму, а також від поштовхів при складанні й транспортуванні.

Газопроникність — властивість формувальної суміші пропуска­ти з визначеною швидкістю гази.

Вогнетривкість — здатність суміші не плавитися і не розм'як­шуватися під впливом розплавленого металу.

Непригарність — здатність суміші не вступати у хімічну взаємо­дію з металом, не сплавлятися з ним, не приварюватись до поверхні виливка.

Піддатливість — властивість суміші не чинити великого опору усадці металу при охолодженні виливка у формі.

Газотвірність — здатність формувальної суміші виділяти гази при нагріванні.

Крім того, формувальні суміші мають зберігати свої властивості при багаторазовому використанні.

Склад формувальних і стрижневих сумішей. Основними складовими формувальних і стрижневих сумішей є пісок, глина (або інші скріплювачі), вода і спеціальні добавки.

Кварцовий пісок надає формувальній суміші вогнетривкості, га­зопроникності і текучості, а глина — пластичності, міцності, але знижує газопроникність, піддатливість і ускладнює вибивання форм і стрижнів після заливання. Якщо потрібні одночасно висока міцність, газопроникність і піддатливість, наприклад при виготов­ленні стрижнів, то глину заміняють іншими скріплювачами.

До спеціальних добавок формувальних сумішей належать кам'яновугільний пил, мазут, тирса та ін. Кам'яновугільний пил і мазут вводять у формувальні суміші для зменшення пригоряння їх до виливків, які виготовляють із чавуну і сплавів кольорових мета­лів, а тирсу та інші органічні речовини — з метою підвищення їх піддатливості й газопроникності. В процесі сушіння при вигорянні цих речовин у формі залишаються пори і канали.

Склад формувальних сумішей визначається сплавами, з яких ви­ливатимуться деталі (чавун, сталь, бронза та ін.), розміром і складні­стю виливків, а також станом форм перед заливанням (сирі чи вису­шені). Формувальні суміші, призначені для виготовлення литва з тугоплавких сплавів, які мають велику усадку і газотвірну здатність (наприклад, зі сталі), повинні мати підвищені вогнетривкість, піддат­ливість і газопроникність. Зазвичай суміші виготовляють з більш чистого кварцового піску і вогнетривкої глини або спеціальних скріплювачів з невеликою домішкою горілої землі або зовсім без неї.

Особливо високі вимоги ставляться до стрижневих сумішей, оскіль­ки в процесі заливання й охолодження металу стрижні перебувають у складніших умовах, ніж стінки форм. Вони нагріваються до вищих температур, зазнають значного тиску і водночас мають добре відводити гази, що утворюються. Основними матеріалами для виготовлення стрижневих сумішей є кварцовий пісок і спеціальні скріплювачі.

Як скріплювачі застосовують різні органічні й неорганічні речо­вини: олію і мінеральну оливу, різні смоли, сульфітно-спиртову бар­ду (продукт переробки відходів целюлозно-паперового виробницт­ва), декстрин (хімічно оброблений крохмаль) і рідке скло, що є швидкотверднучим скріплювачем. Дія скріплювача виявляється в процесі сушіння або після сушіння при охолодженні. Для приско­рення процесу тверднення через стрижень або форму продувають вуглекислий газ. При цьому сушіння можна проводити до вийман­ня стрижня з ящика і моделі з форми, що зменшує деформацію фор­ми та підвищує точність литва.

Підготовка формувальних і стрижневих сумішей. Цей про­цес складається з таких операцій: підготовка нових формувальних матеріалів (піску і глини); підготовка відпрацьованої (горілої) сумі­ші; змішування і зволоження суміші.

Пісок і глину висушують у механізованих печах, а потім просі­вають на плоских вібраційних або барабанних обертових ситах для видалення крупних домішок.

Відпрацьовану формувальну суміш подрібнюють на дробарках і просівають крізь густі сита. Для видалення металевих часточок, які потрапляють у суміш при обрубуванні литва, суміш пропускають через магнітний сепаратор.

Для приготування єдиної формувальної суміші до відпрацьованої суміші додають 10...30 % свіжих формувальних матеріалів і відповід­ну кількість води. При цьому перемішувати суміш можна за допомо­гою шнекових змішувачів безперервної дії або змішувальних бігунів.

Стрижневу суміш виготовляють за такою самою схемою, але з відповідних матеріалів.