Формовочные смеси для литья, стержневые смеси. свойства, изготовление

  • В литейном производстве формой называется полость, заполняемая расплавленным металлом с целью придания металлу после остывания очертаний этой полости; очертания литейной формы соответствуют очертаниям отливаемой по ней детали.
  • Формы, служащие для изготовления только одной отливки, называются разовыми, для нескольких — полупостоянными и для значительного числа отливок — постоянными.
  • Формовочные материалы и требования, предъявляемые к ним
  • Материалы, из которых приготовляют литейные формы, называются формовочными.
  • Формовочный материал, употребляемый для изготовления разовых форм, в отношении прочности должен лишь удовлетворять требованию противостоять динамическому действию струи и гидростатическому давлению залитого в форму металла, так как после одной отливки форма разрушается.
  • Для изготовления постоянных форм применяют материалы, обладающие значительной прочностью.
  • Материалы для изготовления разовых форм принято называть формовочной землей; они должны обладать следующими качествами:
  • 1) огнеупорностью — способностью не расплавляться под действием высокой температуры расплавленного металла и не прилипать (не прикипать) к материалу отливки;
  • 2) пластичностью — способностью давать хороший отпечаток модели;
  • 3) вязкостью — сцепляемостью между частицами материала при минимальном содержании влаги;
  • 4) прочностью — сопротивляемостью статическим и динамическим нагрузкам в процессе изготовления, сборки и транспортирования формы, а также при заливке металла;
  • 5) газопроницаемостью — способностью пропускать газы, воздух и пары;
  • 6) однородностью;
  • 7) долговечностью — способностью сохранять свои свойства при неоднократном воздействии расплавленного металла;
  • 8) не содержать примесей, образующих при заливке в форму металла большое количество газов.
  • Кроме всего этого, формовочный материал должен быть дешев.
  • Формовочный материал обычно представляет собой смесь кварцевого песка и глины; иногда в него добавляется угольный порошок, опилки, мякина и другие органические вещества.

Наличие песка в формовочном материале способствует увеличению газопроницаемости материала, глина увеличивает связь между частицами песка и увеличивает огнеупорность материала (температура плавления песка достигает 1630°, глины 1850°). Прибавление органических примесей к материалам, содержащим много глины, увеличивает пористость формовочного материала, так как при сушке форм, а также при заполнении их расплавленным металлом органические примеси сгорают и образуют поры. Угольный порошок при соприкосновении с расплавленным металлом подвергается сухой перегонке, и образующиеся газы защищают форму от излишнего нагрева и оплавления.

Качества песка как формовочного материала могут быть неодинаковыми — они изменяются в зависимости от размера и формы зерен песка, а также от его химического состава.

Песок, состоящий из крупных зерен круглой формы, обладает малой сцепляемостью между частицами; мелкие с неправильной поверхностью зерна имеют большую сцепляемость.

Округлые формы зерен свойственны речным пескам, угловатые — горным. Пористость песка тем больше, чем ровнее размер его зерен; при разнообразии размера зерен пористость песка уменьшается, так как меньшие зерна заполняют промежутки между большими. Поэтому песок, содержащий пыль, совершенно не следует применять в качестве формовочного материала.

Горный песок требует для сцепления частиц меньше влаги и глины, чем речной, но последний более газопроницаем.

В отношении влияния химического состава на качества формовочного песка можно отметить следующее: 1) понижение огнеупорности при наличии металлических окислов; 2) понижение огнеупорности и общей прочности массы при наличии в материале извести. Общее количество металлических окислов в составе формовочного песка не должно превышать 5%, количество извести должно быть не более 2%.

Примешиваемый к формовочным землям уголь необходимо тщательно размельчать. Мелкие частицы угля должны по возможности залегать между всеми зернами песка и, образуя при соприкосновении с расплавленным металлом газы, предохранять частицы песка как от спекания между собой, так и от приваривания к поверхности отливки.

Формовочные смеси. Формовочные смеси очень разнообразны. Ниже приводятся данные о содержании глины в формовочных смесях.

Формовочные смеси для литья, стержневые смеси. Свойства, изготовление

Формы, изготовленные из смесей с малым содержанием глины, теряют прочность при высыхании; поэтому такие формы не подвергают сушке (формовка в сырую).

Такая формовочная смесь, называемая иногда тощей землей, легко формуется и является сравнительно дешевым формовочным материалом, ко имеет следующие недостатки: 1) малую прочность, обусловливающую непригодность этого материала при отливке предметов значительной высоты вследствие возникающего в нижней части отливки большого гидростатического давления; 2) возможность разрушения формы при отливках предметов с сильно выступающими частями; 3) закалку поверхности отливки.

Формы, изготовленные из смесей с повышенным содержанием глины, подвергают просушиванию. Такая смесь, называемая иногда жирной землей, в просушенном состоянии обладает большой прочностью и употребляется для изготовления форм, имеющих тонкие очертания и заполняемых сильно нагретым металлом.

В жирных смесях глина является не только связующим веществом, но и дает прочность формовочной смеси.

Формовочный материал для стержней. Стержнями называются части форм, предназначенные для образования в отливках пустот или углублений.

При заливке стержни за исключением частей, на которых стержни крепятся в форме, называемых в литейном производстве знаками, оказываются со всех сторон окруженными расплавленным металлом, вследствие чего газы должны проходить значительный путь через толщу формовочного материала.

Поэтому материалы, употребляемые для стержней, должны обладать максимальной газопроницаемостью, а вследствие того, что сравнительно небольшая масса материала стержня подвергается сильному воздействию расплавленного металла, этот материал должен обладать и максимальной огнеупорностью.

В качестве материала для изготовления стержней с лучшими свойствами употребляется свободный от глины песок с небольшим количеством связующих веществ (крепителей). В качестве связующих веществ применяют:

1) Масла, которые в процессе сушки стержня окисляются кислородом воздуха. На зернах песка получается прочная пленка продуктов окисления масла, связывающая зерна между собой. Лучшими свойствами в качестве крепителя обладает льняное масло.

2) Растворяющиеся в воде—сульфитный щелок, крахмал, патока. Прочность стержней, изготовленных на водорастворимых крепителях, может снижаться вследствие гигроскопичности этих крепителей; поэтому время установки таких стержней в сырые формы должно быть возможно ближе ко времени заливки форм.

3) Плавящиеся во время нагревания стержня при сушке и затвердевающие при охлаждении стержня — канифоль, пеки, битумы.

4) Цемент; стержни, изготовленные на таком крепителе, не требуют сушки, приобретая необходимую прочность в течение примерно 24 час.

В табл. 31 приведены показатели, характеризующие формовочные и песчано-глинистые стержневые смеси различного литья.

Формовочные смеси для литья, стержневые смеси. Свойства, изготовление

В целях ускорения сушки стержней и форм применяют крепители с добавкой катализаторов (щелочи или кислоты). Щелочной раствор ускоряет процесс сушки, но почти не изменяет прочности стержней в сухом состоянии. Применение кислых катализаторов позволяет не только сократить сроки сушки, но повысить на 80% прочность стержней в сухом состоянии. В качестве катализаторов применяют:

Формовочные смеси для литья, стержневые смеси. Свойства, изготовление

Применение этих крепителей позволяет получить стержни и формы, обладающие высокими механическими свойствами; предел прочности при растяжении от 15 до 35 кг/см2, при высокой газопроницаемости; вследствие этого отпадает необходимость в прошпиливании тяжелых стержней и установке металлических каркасов. При хорошей податливости и выбиваемости стержни обладают малой гигроскопичностью и поэтому могут длительно храниться в производственных условиях. Сроки сушки сокращаются в 8—15 раз.

Применение в формовочных смесях жидкой глины. Глина, входящая в состав формовочной смеси, связывает зерна песка; чем выше клейкость вводимой в смесь глины, тем прочнее смесь.

Чем мельче частицы глины, тем лучше они «обволакивают» зерна песка и тем меньше снижают свойственную каждому сорту песка газопроницаемость (крупные частицы глины будут заполнять промежутки между зернами песка).

На фиг. 184, а представлена схема правильного размещения частиц глины и песка в формовочной смеси, а на фиг. 184, б — схема неправильного размещения.

Формовочные смеси для литья, стержневые смеси. Свойства, изготовление

При прочих одинаковых свойствах важнейшими качествами глины, применяемой в формовочных смесях, является тонкость ее частиц и клейкость.

Глина поступает из карьеров в виде комов. На литейных заводах ее дробят, сушат, размалывают и просеивают.

  1. В процессе сушки часть глины, подвергаясь действию высоких температур, теряет химически связанную воду — шамотируется; так как шамот не обладает клейкостью, то клейкость глины после сушки снижается.
  2. Совершенно иначе будет обстоять дело, если в формовочную землю ввести глину в виде раствора в воде (эмульсии).
  3. В этом случае нет надобности в сушке глины; комовая глина размешивается в воде до требуемой концентрации и в таком виде вводится в формовочную смесь.
  4. Введенная таким способом глина обволакивает зерна песка тонким слоем и склеивает их, не заполняя промежутков между ними.
  5. Одновременно снижается и общий расход глины (приблизительно в 2 раза).
  6. Общим результатом применения для формовочных смесей жидкой глины является сокращение расхода глины, улучшение качества формовочной земли и, как следствие, сокращение литейного брака, упрощение технологического процесса и снижение себестоимости литых изделий.

Наполнительная и облицовочная земля. Формовочная земля, применяемая для изготовления сырых и сухих форм, разделяется на наполнительную и облицовочную или модельную; первая идет на большую часть формы, кроме той ее части, которая прилегает к модели, а вторая накладывается небольшим слоем на поверхность модели.

При таком разделении формовочной земли можно не заботиться о тщательности приготовления наполнительной земли, которая составляет главную массу материала. Однако нужно иметь в виду, что при применении земли одинакового состава процесс формовки значительно упрощается.

Количество модельной земли составляет около 8—15% всей формовочной массы.

  • Применение земли одинакового состава более выгодно при сырой формовке в случае централизованной выбивки форм (например, при конвейерном обслуживании литейной), когда вся земля после выбивки и приготовления снова подается на места формовки.
  • Разделение земли целесообразно при выбивке земли по всему залу; тогда нет смысла собирать всю массу земли, транспортировать ее в земледельную и оттуда после приготовления подавать к местам формовки; в этом случае в земледельной рационально приготовлять лишь модельную землю, а наполнительную готовить на месте формовки.
  • При сухой формовке в большинстве случаев не применяют земли одинакового состава, и чем крупнее и ответственнее отливки, тем более целесообразно разделение земли.
  • Для изготовления полупостоянных форм, применяемых вообще редко, применяют формовочные смеси с преобладающим количеством глины и специальными добавками, например, кокса, асбеста.

В качестве материала для изготовления постоянных форм применяют чугун и сталь. В машинах для отливки под давлением формы изготовляют из жароупорных сталей.

Постоянные формы применяют при отливке большого количества однородных предметов (массовое производство).

Отливки в постоянные металлические формы иногда производят также с целью закалки поверхности отливаемого предмета. Для предохранения отливки от прилипания к ней формовочного материала формы, просушиваемые перед заливкой, покрывают красками, а сырые формы — сухими порошками.

Для сырых форм применяют порошок древесного угля или графита; порошок засыпают в холщевый мешок, который встряхивают над формой; таким образом достигается равномерное покрытие формы тонким слоем порошка.

Краски для сухих форм приготовляют из графита, древесного угля и кокса с примесью глины, муки или патоки. Такие краски, часто называемые формовочными чернилами, после просыхания оставляют на форме слой угля в смеси с глиной или легко обугливающимися веществами.

Действие как порошкообразных материалов, так и чернил заключается в том, что входящий в их состав уголь под действием высокой температуры расплавленного металла сгорает, образует газы, которые предохраняют от разрушения материал формы. При применении постоянных металлических форм материалы для покрытия их иногда могут также служить средством для замедления охлаждения изделий, отлитых в такие формы, в целях предохраения их от закалки.

Скачать реферат: У вас нет доступа к скачиванию файлов с нашего сервера. КАК ТУТ СКАЧИВАТЬ

Пароль на архив: privetstudent.com

Источник: https://privetstudent.com/referaty/proizvodstvo/63-liteynye-formy.html

Формовочные смеси

Формовочные материалы разрабатывают в заранее исследованных карьерах. Состав формовочных смесей и предъявляемые к ним требования зависят от веса отливки и состава заливаемого сплава.

Основными материалами для изготовления формовочных смесей являются бывшая в употреблении формовочная смесь (горелая) и свежие добавки — песок, глина, вода и специальные присадки.

Формовочные смеси по способу их применения подразделяются на облицовочные, наполнительные и единые. Лицевой слой формы, непосредственно соприкасающийся с жидким металлом, делают из смеси с большой прочностью и приготовляют более тщательно.

Такая смесь называется облицовочной. Остальную часть формы делают из другой смеси — менее высококачественной и более дешевой. Эта смесь называется наполнительной. При массовом производстве формы обычно изготовляют из однородной смеси, называемой единой.

Читайте также:  Конусность и уклон: построение, расчет, обозначение: значение, формула, как определить, построение

Составы формовочных смесей различны для форм, подвергаемых перед заливкой сушке, и для форм заливаемых всырую. Сырые формы делают из формовочных смесей, содержащих малое количество глины.

Сухие формы изготовляют из формовочных смесей, содержащих большое количество глины; иногда в эти смеси добавляют органические вещества, которые в период сушки выгорают, и тем способствуют увеличению газопроницаемости формы.

В последнее время на отечественных заводах начали применять быстротвердеющие формовочные смеси с добавкой цемента или жидкого стекла. Формы из смеси с жидким стеклом высушиваются пропусканиемуглекислого газа СО2 через форму в течение 15—20 мин.

Углекислый газ, соединяясь с жидким стеклом, образует пленки геля кремниевой кислоты, которые обеспечивают упрочнение формовочной смеси.

Для стального литья формовочные и стержневые смеси должны обладать большей противопригарностью, газопроницаемостью, прочностью и податливостью, чем для других сплавов.

Формовочные смеси приготовляют из различных высокоогнеупорных материалов: чистого кварцевого песка, огнеупорной глины, хромистого железняка и др.Для медных сплавов формовочные материалы составляют на основе мелкозернистых песков.

Чтобы получить чистую и гладкую поверхность отливок, в формовочную смесь добавляется мазут.

Для магниевых сплавов формовочные смеси составляют с добавками 0,25÷1,0% борной кислоты и 0,25÷3,0% серы (серный цвет) в порошке или 6÷10% фтористых присадок. Магний может реагировать с водой, находящейся в формовочной смеси, образуя водород, что может вызвать взрыв.

Добавками серы и борной кислоты предохраняют магний от окисления и соединении с водой. В момент наполнения формы металлом сера сгорает, вследствие чего между металлом и землей образуется защитный слой сернистого газа и паров серы.

При сушке форм и стержней и при нагреве формы во время заливки сплава борная кислота на поверхности формы и стержней образует с песком глазурь, которая изолирует сплав от соприкосновения с влагой формовочной смеси. Иногда вместо серного порошка в формовочную смесь добавляют аммонийные соли.

В стержневые смеси также добавляют серу, борную кислоту и связующие.

Для приготовления
формовочных смесей на большинстве заводов применяют полуавтоматические и автоматические установки (см. рис. 44).

После заливки
форм и охлаждения отливок формы 2 с конвейера 1 подаются на выбивные решетки 3, где отработанная формовочная смесь выбивается из опоки и попадает на расположенный под полом транспортер 4.

Этот транспортер сбрасывает смесь на вибрационное сито, с помощью которого из смеси удаляются куски стержней. Прошедшая через сито формовочная смесь попадает на наклонный ленточный транспортер 5, доставляющий ее в смесеприготовительное отделение.

На конце ленточного транспортера 5 поставлен магнитный шкив 6, при помощи которого из отработанной смеси отделяются металлические части (попадающие в смесь во время заливки формы), а очищенная смесь ссыпается на распределительную ленту 7 и в бункеры 8. Из бункера отработанная смесь при помощи дозатора 9 засыпается порциями в смешивающие бегуны 10. В бегуны 10 также засыпают свежие формовочные материалы и заливают воду, после чего смесь перемешивается.

Из бегунов формовочная смесь наклонным ленточным транспортером 11 подается в разрыхлитель 12, находящийся над отстойным бункером 13.

Затем после прохождения отстойного бункера смесь через питатель 14 и транспортер 15 подается во второй разрыхлитель 16 и далее системой ленточных транспортеров 17, 18 и 19 раздается по расходным бункерам 20, расположенным над формовочными машинами 21. Чтобы высыпать формовочную смесь из бункера в опоку, нажимают на рычаг затвора в нижней част» бункеров 20.

На многих заводах начали применять пневмотранспорт для передачи формовочных материалов и отработанной смеси. Эти смеси транспортируются воздухом по трубам и не засоряют атмосферу цеха выделяемой пылью.

Формовочные смеси для литья, стержневые смеси. Свойства, изготовление

Рис.44. Автоматическая установка для приготовления формовочной смеси

Источник: https://xn--80awbhbdcfeu.su/formsmesi/

Материаловед

  • Формовочные смеси классифицируют:
  • – по назначению (для отливок из чугуна, стали и цветных металлов);
  • – по составу (песчано-глинистые, содержащие быстротвердеющие крепители, специальные);
  • – по применению при формовке (единые, облицовочные, наполнительные);
  • – по состоянию форм перед заливкой в них сплава (сырые, сухие, подсушиваемые и химически твердеющие).
  • Для приготовления смесей используются природные и искусственные материалы.

Основными исходными материалами являются песок и глина, вспомогательными – связующие вещества и добавки. Кроме исходных материалов для приготовления формовочных смесей используют отработанные (бывшие в употреблении) смеси.

В зависимости от назначения различают формовочные и стержневые смеси. Правильный выбор смеси имеет большое значение, так как около половины брака отливок возникает из-за низкого качества формовочных материалов и смесей.

Песокосновной огнеупорный компонент формовочных и стержневых смесей.

Обычно используется кварцевый или цирконовый песок из кремнезема SiO2.

Глина является связующим веществом, обеспечивающим прочность и пластичность, обладающим термической устойчивостью.

При увлажнении вокруг глинистых частиц, несущих на своей поверхности электрический заряд, образуются гидратные оболочки, обеспечивающие легкое скольжение частиц относительно друг друга при сохранении их сцепления и без нарушения сплошности материала при деформации.

Все основные технологические свойства формовочных глин определяются их минералогическим составом, размером частиц, количеством и составом присоединенных катионов. Чем меньше в глине примесей, тем выше ее термохимическая устойчивость.   Широко применяют бентонитовые или каолиновые глины.

В формовочные и стержневые смеси вводят в небольших количествах (1…3 %) дополнительные связующие. Их подразделяют на органические и неорганические, растворимые и нерастворимые в воде (сульфидно-спиртовая барда, битум, канифоль, цемент, жидкое стекло, термореактивные смолы и др.).

  1. Для предотвращения пригара и улучшения чистоты поверхности отливок используют противопригарные материалы: для сырых форм – припылы; для сухих форм – краски.
  2. В качестве припылов используют: для чугунных отливок – смесь оксида магния, древесного угля, порошкообразного графита; для стальных отливок – смесь оксида магния и огнеупорной глины, пылевидный кварц.
  3. Противопригарные краски представляют собой водные суспензии этих материалов с добавками связующих.

Замазки применяют для исправления поверхностных дефектов форм и стержней при их окончательной отделке. Они должны обладать хорошей пластичностью,  не образовывать трещин и не отслаиваться от поверхности формы (стержня) после тепловой обработки.

Легирующие пасты, состоящие из размолотых легирующих элементов – марганца, кремния, хрома, алюминия, 10 % соды, 10 % буры, применяют с целью изменить химический состав и свойства поверхностного слоя отливок.

Смеси должны обладать рядом свойств:

  • прочностью – способностью смеси обеспечивать сохранность формы без разрушения при изготовлении и эксплуатации;
  • поверхностной прочностью (осыпаемостью) – сопротивлением истирающему действию струи металла при заливке;
  • пластичностью – способностью воспринимать очертание модели и сохранять полученную форму;
  • податливостью – способностью смеси сокращаться в объеме под действием усадки сплава;
  • текучестью – способностью смеси обтекать модели при формовке, заполнять полость стержневого ящика;
  • термохимической устойчивостью или непригарностью– способностью выдерживать высокую температуру сплава без оплавления или химического с ним взаимодействия;
  • негигроскопичностьюспособностью после сушки не поглощать влагу из воздуха;
  • долговечностьюспособностью сохранять свои свойства при многократном использовании.

По применению при формовке различают  облицовочные, наполнительные и единые смеси.

Облицовочная смесьиспользуется для изготовления рабочего слоя формы. Содержит повышенное количество исходных формовочных материалов и имеет высокие физико-механические свойства.

Наполнительная смесьиспользуется для наполнения формы после нанесения на модель облицовочной смеси. Приготавливается путем переработки оборотной смеси с малым количеством исходных формовочных материалов.

Облицовочная и наполнительная смеси необходимы для изготовления крупных и сложных отливок.

Единая смесь применяется одновременно в качестве облицовочной и наполнительной. Используется при машинной формовке и на автоматических линиях в серийном и массовом производстве.

Изготавливается из наиболее огнеупорных песков и глин с наибольшей связующей способностью для обеспечения долговечности. Применяются быстротвердеющие формовочные смеси с добавками цемента или жидкого стекла.

Форму из этой смеси высушивают путем продувания через формовочную смесь углекислого газа. Форма становится прочной и достаточно газопроницаемой.

Широко применяются в последнее время самотвердеющие смеси. Кроме жидкого стекла в них добавляют материалы, ускоряющие процесс твердения, например, феррохромистый шлак. Смесь затвердевает на воздухе в течение 30 минут и становится прочной и газопроницаемой. Разновидностью самотвердеющих смесей являются текучие самотвердеющие смеси, применение которых исключает операцию уплотнения смеси.

  • Приготовление формовочных смесей
  • Формовочные смеси приготавливают различными способами в зависимости от их назначения и технологических свойств.
  • Приготовление смесей включает подготовку исходных формовочных материалов, отработанных смесей и приготовление смесей из этих материалов.
  • Сначала подготавливают песок, глину и другие исходные материалы.
  • Песок сушат при температуре около 250 0С в печах или специальных установках и просеивают в целях отделения комьев, гальки и различных посторонних включений через сита с размером ячеек 3…5 мм.

Глину сушат при температуре 200…250 0С, размельчают в два этапа: дробят на куски размером 15…25 мм в дробилках; размалывают в шаровых мельницах или бегунах до частиц размером менее 0,1 мм и просеивают через сита. Аналогично получают угольный порошок.

Подготавливают оборотную смесь. Оборотную смесь после выбивки из опок разминают на гладких валках, очищают от металлических частиц в магнитном сепараторе и просеивают.

Приготовление песчано-глинистой формовочной смеси включает несколько операций: дозирование, перемешивание компонентов смеси, увлажнение, вылеживание и разрыхление.

Сущность процесса перемешивания состоит в том, чтобы из компонентов получить однородную смесь, все зерна песка которой были бы покрыты тонким, равномерным слоем увлажненной глины или другого связующего.

Перемешивание осуществляется в смесителях-бегунах с вертикальными или горизонтальными катками.

Песок, глину, воду и другие составляющие загружают при помощи дозатора, перемешивание осуществляется под действием катков и плужков, подающих смесь под катки.

  1. Готовая смесь выдерживается в бункерах-отстойниках в течение 2…5 часов для распределения влаги и образования водных оболочек вокруг глинистых частиц и устранения неравномерности распределения влаги в смеси.
  2. Готовую смесь разрыхляют в специальных устройствах (аэраторах или дезинтеграторах), что обеспечивает высокую газопроницаемость и однородность уплотнения смеси в формах.
  3. Готовую смесь по ленточным конвейерам подают в бункеры на формовку.

Пластичную самотвердеющую смесь на жидком стекле готовят в два этапа. На первом этапе в бегуны вводят все компоненты смеси, кроме феррохромистого шлака,  песок, глину, уголь, жидкое стекло, раствор едкого натра и др.

компоненты перемешивают и готовую базовую смесь по транспортерным лентам подают в бункеры на место  формовки.

На втором этапе в специальные барабанные или шнековые смесители из бункера подают базовую смесь и вводят дозу феррохромистого шлака, перемешивают и подают в опоку.

Исходные материалы  жидких, самотвердеющих смесей подают в бункеры на формовочный участок, затем исходные материалы в определенной последовательности подают в барабанные или шнековые смесители и перемешивают. Жидкая композиция готовится отдельно. Готовую смесь подают в опоку.

Стержневая смесь

Стержневая  смесьсоответствует условиям технологического процесса изготовления литейных стержней, которые испытывают тепловые и механические воздействия. Она должна иметь более высокие огнеупорность, газопроницаемость, податливость, легко выбиваться из отливки.

Огнеупорностьспособность смеси и формы сопротивляться растяжению или расплавлению под действием температуры расплавленного металла.

Газопроницаемость –способность смеси пропускать через себя газы (песок способствует ее повышению).

Для обеспечения этих свойств в стержневую смесь добавляют связующие материалы и  другие добавки. В качестве связующих материалов применяют синтетические смолы, естественные смолы (сланцевая смола, канифоль), поливиниловый спирт, декстрин и др.

  • В зависимости от способа изготовления стержней смеси разделяют: на смеси с отвердением стержней тепловой сушкой в нагреваемой оснастке (в качестве связующих материалов применяют быстротвердеющие  органические и органоминеральные связующие, которые затвердевают с помощью катализаторов); жидкие самотвердеющие; жидкие холоднотвердеющие смеси на синтетических смолах; жидкостекольные смеси, отверждаемые углекислым газом.
  • Приготовление стержневых смесей осуществляется перемешиванием компонентов в течение 5…12 минут с последующим выстаиванием в бункерах.
  • В современном литейном производстве изготовление смесей осуществляется на автоматических участках.

Источник: http://xn--80aagiccszezsw.xn--p1ai/uchebniki/osnovy-litejnogo-proizvodstva/1-3-sposoby-izgotovleniya-otlivok-texnologicheskie-osobennosti-litya-v-peschanye-formy/1-3-2-prigotovlenie-formovochnyx-i-sterzhnevyx-smesej

Формовочные смеси

Формовочные смеси подразделяют по роду заливаемого металла — на смеси для получения отливок из сталей, чугуна и цветных сплавов; по характеру использования — на единые, облицовочные и наполнительные; по состоянию формы перед заливкой— на смеси для форм, заливаемых во влажном и в сухом состояниях.

Облицовочную смесь, оформляющую рабочую поверхность формы и непосредственно контактирующую с расплавом, тщательно готовят из наиболее доброкачественных исходных формовочных материалов, образуя из нее облицовочный слой толщиной 15—30 мм. Остальной объем опоки заполняют наполнительной смесью, состоящей в основном из оборотной смеси с небольшими добавками свежих исходных материалов.

Читайте также:  Стеклорез: виды, выбор, преимущества

Наполнительная смесь значительно дешевле и проще в приготовлении, чем облицовочная. К ней предъявляются требования только по газопроницаемости и прочности, которые должны быть не ниже, чем у облицовочной смеси. Использование облицовочных и наполнительных смесей рационально в условиях мелкосерийного и единичного производства, особенно при изготовлении средних и крупных отливок.

Условия машинной формовки в серийном и массовом производстве определяют необходимость использования единых формовочных смесей. Такие смеси изготовляют из наиболее стабильных по составу и свойствам формовочных песков и прочносвязующих глин. В состав единой смеси входит до 15—20% свежих формовочных материалов.

При изготовлении форм, заливаемых во влажном состоянии (формовка по-сырому), используют формовочные смеси с содержанием глины не выше 14% и влажностью 3,5—5,5%.

В смесях, предназначенных для изготовления форм, заливаемых в сухом состоянии (формовка по-сухому), содержание глины с целью повышения прочности может быть увеличено до 14—16% и более. Для улучшения пластичности и податливости этих смесей в них добавляют выгорающие добавки (торф, опилки).

Для форм, подсушиваемых с рабочей поверхности, используют облицовочные смеси с быстросохнущими связующими: жидким стеклом, СП, СБ.

Стальные отливки изготовляют в сырых, сухих или химически твердеющих формах. Смеси (табл. 3.4) для таких форм должны обладать повышенной огнеупорностью и прочностью, так как температура заливки стали составляет более 1500°С. Для их изготовления используют кварцевые пески, в том числе и обогащенные, и прочносвязующую огнеупорную глину.

С увеличением массы отливок увеличивают и зернистость песка с группы 016 (для изготовления мелких отливок) до 0315 (для изготовления массивных отливок). В целях предупреждения пригара, особенно при литье легированных сталей, применяют облицовочные смеси на основе высокоогнеупорных материалов (циркон и др.

) либо окрашивают рабочую поверхность формы краской на их основе.

Формовочные смеси для чугунных отливок (см. табл. 3.4) изготовляют из менее огнеупорных мелко- и среднезернистых песков, так как температура заливки чугуна ниже, чем стали, и колеблется в зависимости от массы отливки и состава чугуна от 1240 до 1450°С.

В качестве противопригарной добавки используют каменноугольную пыль или древесный пек, образующие при воздействии теплоты расплава газы, защищающие поверхность отливки от пригара.

Для увеличения податливости сухих форм в состав смеси вводят древесные опилки, торфяную или асбестовую крошку.

Смеси (см. табл. 3.4) для отливок из цветных сплавов изготовляют из материалов, к которым не предъявляются высокие требования по огнеупорности, так как температура заливки медных сплавов не превышает 1200 °С, алюминиевых и магниевых сплавов 800 °С. Поэтому наряду с кварцевыми используют глинистые пески класса П.

Условия работы высокопроизводительных автоматических формовочных линий (АФЛ) определяют повышенные требования к качеству формовочных смесей (табл. 3.5). Последние должны обладать высокими и стабильными технологическими свойствами — текучестью, прочностью, газопроницаемостью.

Так, прочность смесей при сжатии во влажном состоянии должна составлять 150—250 кПа. Единые формовочные смеси для АФЛ приготовляют из высококачественных обогащенных песков с содержанием глинистой составляющей не более 1 %. В качестве связующего используют высокопрочные бентонитовые глины.

Для стабилизации влажности (содержания влаги) готовых форм, повышения прочности и пластичности в смесь вводят крахмалсодержащие добавки. Высокая текучесть достигается использованием смесей с пониженной влажностью (3—3,8%) и введением в них поверхностно-активных веществ в количестве 0,1—0,5%.

В качестве противопригарной добавки используют гранулированную каменноугольную пыль.

Источник: http://www.stroitelstvo-new.ru/liteynoe-proizvodstvo/formovochnye-i-sterzhnevye-smesi.shtml

Выбор формовочных и стержневых смесей (рецептура смеси, физико-химические свойства)

< Предыдущая СОДЕРЖАНИЕ Следующая >

Перейти к загрузке файла

Литейные формы заливают «всырую» и «всухую». При изготовлении мелких и средних отливок простой конфигурации формы обычно заливают «всырую». При изготовлении крупных и сложных отливок формы заливают «всухую». Все большее применение находят поверхностно подсушенные и химически твердеющие формы. В зависимости от этого формовочные смеси подразделяют на смеси для заливки в сырую форму и для заливки в сухую форму. В зависимости от характера использования формовочные смеси разделяются на облицовочные и наполнительные, единые. При изготовлении отливки «Ступица КЛ 0109101» используется единая формовочная смесь, так как масса отливки составляет 15 кг. Приготовление единой формовочной смеси осуществляется на бегунах 15107 и 15108. Состав смеси приведен в таблице 5 ([7]). Таблица 5 — Состав единой формовочной смеси

Наименование компонентов % по весу
песок КО2 ГОСТ 2138-91 6,1-7,8
отработанная смесь 93,38-90
Глина бентонитовая 0,33-1,33
Связующее «КО» 0,047-0,12
Крахмалит 0,016-0,026
Уголь каменный молотый 0,13-0,67
Вода техническая до влажности

Физико-механические свойства единой формовочной смеси представлены в таблице 6.

Таблица 6 — Физико-механические свойства формовочной смеси

Наименование показателей Технологические
параметры
1 Газопроницаемость, ед. не менее 200
2 Прочность при сжатии в сыром состоянии, МПа 0,09-0,12
3 Влажность в % для плаца 3,3-3,6 3,5-4,0
4 Уплотняемость, % 35-45
5 Содержание активного бентонита 6-11
6 Содержание глинистой составляющей (фракции размером менее 0,022 мм), % (не более) 10-13 9-12
7 Текучесть, % не менее 70
8 Содержание мелочи в смеси (фракция менее 0,1 мм + глинистая составляющая) 10-13
9 Температура смеси после бегунов, К (С) 303 (30)
10 рН 7,0-8,0
11 Прочность на растяжение, МПа 0,015-0,035

Источник: https://studbooks.net/2518176/tovarovedenie/vybor_formovochnyh_sterzhnevyh_smesey_retseptura_smesi_fiziko_himicheskie_svoystva

Формовочные смеси и материалы для литейных форм и стержней, структура формовочных смесей: ..органических связующих – B22C 1/20

МПКРаздел BB22B22CB22C 1/00B22C 1/20 Раздел B РАЗЛИЧНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ; ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ B22 Литейное производство; порошковая металлургия B22C Изготовление литейных форм B22C 1/00 Формовочные смеси и материалы для литейных форм и стержней; структура формовочных смесей B22C 1/20 ..органических связующих 

Патенты в данной категории

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ, СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЛИГНОСУЛЬФОНАТОВ МОДИФИЦИРОВАННЫХ И СВЯЗУЮЩЕЕ НА ИХ ОСНОВЕ ДЛЯ ФОРМОВОЧНЫХ И СТЕРЖНЕВЫХ СМЕСЕЙ ПРИ ЛИТЬЕ МЕТАЛЛОВ Изобретение относится к области литейного производства. Лигносульфонаты получают в емкости для модифицирования путем упаривания бисульфитных щелоков после варки целлюлозы на магнийнатриевом основании и взаимодействия с оксиэтилированным моноалкилфенолом на основе триммеров пропилена (изононила) формулыC9H19C6H4O(С 2Н4)nH. При этом осуществляют непрерывное перемешивание в течение 1,5-2 часов и температуре компонентов не менее 30°С. Лигносульфонаты используют для получения связующего, содержащего в мас.%: лигносульфонаты технические жидкие 99-99,7, модификатор 0,3-1,0. Достигается упрощение способа получения связующего для формовочных и стержневых смесей с заданными техническими характеристиками 3 н.п. ф-лы, 1 ил., 4 табл. 2375143патент выдан: опубликован: 10.12.2009
СУСПЕНЗИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ ФОРМ ПО ВЫПЛАВЛЯЕМЫМ МОДЕЛЯМ Изобретение относится к литейному производству, в частности к получению отливок из жаропрочных сплавов на основе никеля, кобальта, титана, ниобия, хрома с направленной и монокристаллической структурами. Суспензия содержит, мас.%: алюмоорганическое связующее 10-25; органический растворитель 10-15; порошок алюминия и/или хрома 5-15; технологическая добавка 5-65; огнеупорный наполнитель — остальное. В качестве алюмоорганического связующего суспензия содержит алкоксиалюмооксановые олигомеры общей формулы: RO[{-Al[OR]-O-} m·{-Al[OR*]-O-}k] nН, где R — CnH2n+1 ; R* — CHC(O)CnH2n+1 ; n=2; m=0,5; k=0,5. В качестве технологической добавки суспензия содержит порошки AlN, Cr3С 2, Cr2O3·Al 2О3, Cr2О 3 или их смеси. Достигается повышение качества керамических форм и устранение зоны взаимодействия расплавленного жаропрочного сплава с керамической формой. 1 з.п. ф-лы, 1 табл. 2332278патент выдан: опубликован: 27.08.2008
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ ОБОЛОЧКОВЫХ ФОРМ ДЛЯ ТОЧНОГО ЛИТЬЯ МЕТАЛЛОВ ПО ВЫПЛАВЛЯЕМЫМ МОДЕЛЯМ Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при оценке качества связующего, используемого при изготовлении керамических оболочковых форм. Для приготовления связующего используют гидролизат этилсиликата, у которого значения средневесовых молекулярных масс находятся в диапазоне 900-1700 г/моль. Молекулярно-массовое распределение олигомеров этоксисилоксанов в спиртовом растворе гидролизата определяют с использованием для разделения эксклюзионной хромографии. Высокоэффективную хроматографическую колонку заполняют высокосшитым полимерным сорбентом — полидивинилбензолом. Обеспечивается получение качественных керамических оболочковых форм за счет контроля олигомерного состава гидролизата этилсиликата. 1 з.п. ф-лы, 2 табл. 2296645патент выдан: опубликован: 10.04.2007
СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ СТЕРЖНЕЙ, ОТВЕРЖДАЕМЫХ КОНВЕКТИВНОЙ СУШКОЙ Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при изготовлении стержней. Смесь включает следующие ингредиенты, мас.%: лигносульфонаты технические 2,0-2,5, связующее на основе таллового пека 1,5-2,0, огнеупорный наполнитель остальное. Введение в смесь лигносульфонатов технических и связующего на основе таллового пека в указанном соотношении обеспечивает повышение скорости отверждения. Следовательно, сокращается продолжительность сушки. Формуемость и текучесть смеси оптимальны для применения ее при изготовлении стержней на пескодувно-пескострельных машинах. 2 табл. 2190495патент выдан: опубликован: 10.10.2002
СВЯЗУЮЩЕЕ ДЛЯ ФОРМОВОЧНЫХ И СТЕРЖНЕВЫХ СМЕСЕЙ ПРИ ЧУГУННОМ, СТАЛЬНОМ И ЦВЕТНОМ ЛИТЬЕ Изобретение относится к составам на основе водорастворимых лигносодержащих материалов и может быть использовано в качестве связующего при изготовлении формовочных и стержневых смесей при чугунном, стальном и цветном литье, а также в фанерном производстве в составе клея, в производстве магнезита, при брикетировании сыпучих материалов и в качестве флотореагента при флотации руд. В состав связующего входят следующие ингредиенты, мас.%: лигносодержащий материал — концентрат щелока от бисульфитной варки древесины с содержанием массовой доли сухих веществ не менее 50% 95-99, модификатор — смесь полиэтиленгликолевых эфиров моноалкилфенолов состава С19H19С6Н40(С2Н40)11Н 1-5. Использование концентрата щелока от бисульфитной варки древесины позволяет улучшить технические характеристики формовочных и стержневых смесей, а также исключить сброс отходов целлюлозно-бумажного производства, чем является щелок после варки древесины, в реки и водоемы и тем самым уменьшить загрязнение окружающей среды. 2 табл. 2162385патент выдан: опубликован: 27.01.2001
СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЭТИЛСИЛИКАТНОГО СВЯЗУЮЩЕГО Изобретение относится к литейному производству и может использоваться при приготвлении этилсиликатных связующих керамических форм и стержней в точном литье. Этилсиликат гидролизируют путем перемешивания с водным раствором соли алюминия при непрерывном воздействии наносекудных электромагнитных импульсов. Непрерывно измеряют соотношение удельных сопротивлений гидролизуемого этилсиликата и исходного. При достижения соотношения удельных сопротивлений (0,08 — 0,5)104 и (0,04 — 0,01)104 соответственно для этилсиликата-40 и этилсиликата-32 вводят разбавитель. Для гидролиза используют 20-25%-ный водный раствор хлорида алюминия или 25-30%-ный раствор нитрата алюминия. Достигается улучшение качества этилсиликатного связующего и отливок за счет ускорения процесса гидролиза этилсиликата, повышения способности и живучести связующего. Увеличивается прочность керамических форм. 2 з. п.ф-лы, 2 табл. 2118224патент выдан: опубликован: 27.08.1998
СВЯЗУЮЩЕЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ Использование: в областях литейного производства и нефтепереработки, может быть использовано для получения органического связующего на основе процесса деасфальтизации для приготовления литейных форм и стержней. Сущность: связующее для производства литейных форм и стержней на основе кубового остатка и растворителя, в качестве кубового остатка содержит асфальт процесса деасфальтизации гудрона с температурой размягчения 35…45oC по «кольцу и шару», а в качестве растворителя — узкую бензиновую фракцию, выкипающую в пределах 130 — 210oC при следующем соотношении компонентов, мас.%: асфальт деасфальтизации 60…80, узкая фракция 20…40. 2098218

Источник: http://www.freepatent.ru/MPK/B/B22/B22C/B22C1/B22C120

Вспомним забытые технологии: стержневые связующие и смеси для производства небольших партий мелких отливок

Статьи от автора: Белобров Е.А.
Белобров Е.А., Карпенкова О.Л., Белобров Л.Е., Белобров Е.Л. КНПП «Формовочные материалы Украины»

В бывшем СССР годовой объем производства отливок достигал 25 млн.тонн, в том числе в бывшей Украинской ССР 6 млн.тонн.

С распадом СССР объемы производства литья уменьшились во много раз.

В отдельные годы эти объемы в Украине составляли 700-900 тыс.тонн. Данные о нынешних объемах производства литья отсутствуют. По предположительной экспертной оценке, в нынешнее кризисное время годовой объем производства литья вряд ли превышает 500 тыс.тонн в год.

В связи с обвальным закрытием заводов бывшие литейные цехи раздробились на множество отдельных участков и небольших цехов с ограниченными объемами производства и с использованием существовавших в бытность СССР технологий формообразования.

Ограниченность финансовых ресурсов многих производителей литья напрочь исключают возможности использования современных дорогостоящих технологий и оборудования для их осуществления, о чем мы упоминали в нашей публикации [1].

Число финансово состоятельных предприятий в Украине типа ЗАО «НКМЗ», ОАО «Энергомашспецсталь», могущих позволить себе многомиллионные затраты на покупку дорогостоящих импортных технологий в Украине, порядка 10. Мелких же производителей литья в Украине — великое множество со многими тысячами занятых в них рабочих.

Читайте также:  Резьбонарезные патроны: реверсивные, предохранительные

Им надо как-то выживать, имея ввиду, что производить что-то не совсем передовое лучше, чем ничего не производить и ждать манны небесной.

Единственная возможность выжить — это использование доступных территориально (в пределах Украины) и экономически литейных материалов и технологий формообразования на их основе.

Мы делаем упор на стержни, которые в литейной форме выполняют более важную и ответственную функцию, будучи обливаемыми металлом со всех сторон и образуя внутренние полости отливок. В этих условиях при остывании и возникающей при этом усадке стержень испытывает большие обжимающие напряжения, что существенно способствует образованию пригара.

Условия же работы формы с этой точки зрения более благоприятны.

В Украине реально производятся следующие материалы, которые можно использовать в качестве связующих:

1. Патока. Это одно из самых старых по времени использования связующих. В литейном производстве еще не было жидкого стекла и синтетических смол, а патока была. Ее применение в литейном производстве описано в самых первых публикациях по формовочным материалам Берга П. П. [2, 3]. Патока — побочный продукт производства сахара из сахарной свеклы.

До распада СССР в Украине было 200 сахарных заводов, которые перерабатывали огромные объемы сахарной свеклы.

В настоящее время число сахарных заводов уменьшилось в разы по сравнению с периодами до распада СССР. Соответственно снизились объемы производства патоки. Однако и этих объемов патоки предостаточно, чтобы обеспечить ею литейное производство.

Основной областью применения патоки является животноводство, где патока используется в качестве кормовой добавки.

Связующим компонентов патоки является сахароза, описываемая формулами С6Н10О5 или С6Н12О6, в которых число атомов водорода в два раза превышает число атомов кислорода.

При выщелачивании из маточного раствора сахарозы в его последних порциях содержится недостаточное количество сахарозы для извлечения из маточного раствора сахара. Этот технологический остаток называется патокой (или мелассой).

Для литейного производства применима патока с удельной массой 1,3 г/см3,, в которой содержится 50% сухого вещества. При сжигании сухого остатка его зольность составляет примерно 10%.

Повышение удельной массы влечет за собой повышение вязкости патоки, что обусловливает технологические трудности при ее применении.

Понижение удельной массы патоки уменьшает ее связующую способность и обусловливает необходимость введения в состав смеси больших доз воды.

2. Вторым реальным для украинских литейщиков связующим является крахмал, который представляет собой очень большую молекулу с общей формулой (С6Н10О5) n, где n – очень большое число.

Крахмал нерастворим в холодной воде, но в горячей воде он сильно набухает, образуя клейстер (коллоидный раствор). С уменьшением размера молекулы клейстер приближается к истинному раствору.

Клейстер образуется в контакте с водой при 60-80°С. При длительном кипячении клейстер может перейти в истинный раствор с падением его связующей способности.

Улучшение растворимости клейстера достигается уменьшением размеров его молекулы. Это может быть достигнуто несколькими путями: нагревом, обработкой кислотами, длительным кипячением. Такой растворимый в воде крахмал называется декстрином.

Примером перевода крахмала в водорастворимое состояние является крахмалит (или экструзионный крахмалореагент), получаемый нагреванием крахмала до 140-160°С. Все, что касается практического использования этой разновидности крахмала в составах формовочных смесей, нами описано в наших публикациях в «Литье Украины», поэтому мы подробно не останавливаемся подробно на этом материале.

  • Важнейшими свойствами декстрина являются:
  • — хорошая связующая способность;
  • — максимальная (не менее 95%) растворимость в воде;
  • — оптимальная зольность (порядка 1%), но для литейного производства вполне приемлема и более высокая зольность.

3. Третьим стержневым связующим является крепитель ПЕК (производитель ООО «РИГАЛ» в г. Кременчуге).

Крепитель ПЕК — аналог применявшегося в автомобилестроении и тракторостроении в 50-90-е годы прошлого века крепителя КО (его аналоги по техническим условиям производителей маркировались П, ПТ, 4ГУ, 4ГУП, УСК, АЗМОЛ-УСК, ТОП. Крепитель 4ГУП производится в настоящее время харьковским заводом «Красный химик».

Крепитель ПЕК используется для изготовления ажурных тонкостенных стержней.

Этот крепитель неприменим для крупных стержней в связи с тем, что для достижения требуемой прочности после тепловой сушки стержень надо нагреть до 240-250°С, что труднодостижимо при изготовлении крупных стержней. Максимальная толщина тела стержня из смесей на всех вышеперечисленных крепителях не должна превышать 100 мм.

4. Четвертой разновидностью литейных связующих является группа синтетических смол и отвердителя, производимая предприятием «Формовочные смолы Украины» (г. Александрия Кировоградской обл.). Эти смолы гораздо дешевле зарубежных аналогов. Краткая характеристика этих смол содержится в нашей предыдущей публикации [1].

5. Пятой разновидностью стержневых связующих является лигносульфонат технический (далее ЛСТ). Он в Украине не производится, но ранее сложившиеся благоприятные торгово-экономические отношения с Российской Федерацией позволяют рассчитывать на этот материал как на вполне реальное стержневое связующее. В Украине порошковая разновидность ЛСТ под маркой ЛСТП реализуется рядом дилеров.

6. Перспективным для литейщиков является производимое нами связующее ЛМ для изготовления ажурных тонкостенных стержней тепловой сушки.

  1. Шесть разновидностей вышеперечисленных связующих являются достаточно обширной и прочной основой для построения технологий изготовления стержней, не прибегая к импорту современных дорогих технологий и сопутствующих им материалов.
  2. Заранее оговоримся, что стержневые смеси на основе некоторых из вышеперечисленных связующих могут выделять при термодеструкции больше вредных веществ, чем ХТС на импортных фурановых смолах, однако ограниченные масштабы применения этих связующих с лихвой компенсируют их вышеупомянутый недостаток.
  3. Для заинтересованных предприятий не составит большого труда отыскать через ИНТЕРНЕТ контактные реквизиты поставщиков вышеперечисленных стержневых связующих.
  4. Для полноты представления о технологических возможностях смесей на вышеописанных связующих* ниже приводим некоторые нюансы практического использования стержневых смесей на их основе с указанием назначения (области применения), состава, особенностей сушки и окрашивания.
  5. СТЕРЖНЕВЫЕ СМЕСИ НА ОСНОВЕ ПАТОКИ
  6. Учитывая важную роль стержня в формировании надлежащего качества отливки, стержневые смеси следует приготавливать на свежих песках без добавления отработанных смесей.

Патока и декстрин — однотипные водорастворимые связующие. С точки зрения назначения и технологии изготовления и сушки стержней эти смеси также однотипны.

Патока и декстрин хорошо сочетаются между собой, а также со многими известными связующими. Компоновка конкретных составов смесей при известных характеристиках песков и глин не представляет затруднений.

Область применения патоки — это в основном мелкие стержни неответственного назначения и достаточно крупногабаритные стержни простой конструкции преимущественно для чугунного и цветного литья. Применение этих связующих экономически выгодно, особенно патоки, которая примерно в 4-5 раз дешевле ЛСТП.

Согласно классификации Лясса А.М. патока относится к III группе с самой низкой удельной прочностью Rуд < 3 кг/см2.% [4]. Этим обусловлено использование патоки для стержней неответственного назначения.

  • СТЕРЖНЕВЫЕ СМЕСИ НА ОСНОВЕ ДЕКСТРИНА
  • В составах стержневых смесей на связующей основе декстрина используются следующие материалы:
  • — кварцевый песок с индексом зернистости 016 — 02;
  • — часовоярский тощий песок марки 3Т2О3Ч016 по ТУ У 322-294-00191773-6998;
  • — бентонитовый порошок;
  • — небольшие добавки (до 0,8%) гидрофобного крепителя (ПЕК, КО, УСК, 4ГУ-П или любого другого) для улучшения текучести смеси, имея ввиду, что все стержневые смеси на
  • ____________________________________________________________________________________

* Примечание: в рамках настоящей статьи нами используются несколько терминов: крепитель, связующее, синтетическая смола. Эти термины имеют историческое происхождение. Наиболее приемлемым и обобщающим термином все же является слово «связующее».

связующей основе патоки декстрина, ЛСТ обладают низкой текучестью, в связи с чем уплотненные стержни получаются высокопористыми, ноздреватыми.

Содержание декстрина в таких смесях составляет примерно 2,5% от массы песков и бентонита.

Если же декстрин сочетается с жидким ЛСТ (далее ЛСТЖ), то содержание декстрина может составлять 1,5-2% при таком же содержании ЛСТЖ. Лучшие результаты по прочности получаются на кварцевом песке при комбинировании декстрина с ЛСТЖ.

Следует отметить как недостаток стержневых смесей на основе патоки и декстрина их низкую термостойкость, обусловленную тем, что и патока и декстрин образованы короткими углеродными цепочками, которые при нагревании легко разрушаются, в отличие от других связующих, образованных бензольным или фурановым трудно разрушимыми при нагревании кольцами.

Формы со стержнями при производстве мелких отливок заливаются в короткие промежутки времени, не превышающими 20 — 30 с. Заливка форм при производстве крупных отливок исчисляется минутами. Чем дольше заливается форма, тем в большей мере она подвергается термическому разрушению с вероятным обгаром и образованием ряда дефектов.

Согласно классификации Лясса А. М. декстрин занимает место во второй группе. Его Rуд находится между 3 и 5 кг/см2.%.

На основании вышеизложенного относительно области применения декстрина как стержневого связующего можно констатировать следующее: изготовление стержней II и III классов при условии добавления в смеси небольших количеств   (0,5 — 0,8%) гидрофобных связующих типа ПЕК, УГУ-П, КО и др. Без этих добавок смеси с декстрином пригодны для изготовления малоответственных стержней только IV и V классов.

Наше предостережение в части низкой термостойкости водорастворимых связующих, в частности патоки, не следует воспринимать как некое табу. В связи с этим напоминаем, что в советское время Миллеровский ГОК производил графито-бентонитовую пасту ГБ на потоке как связующем, с использованием которой в СССР изготавливались толстостенные чугунные отливки одиночной массой 30 тонн и более.

СТЕРЖНЕВЫЕ СМЕСИ НА ОСНОВЕ ГИДРОФОБНЫХ КРЕПИТЕЛЕЙ ТИПА ПЕК, КО, 4ГУ-П И ДР.

Смеси на основе этих крепителей, кроме собственно крепителя, содержат кварцевый песок, бентонитовый порошок, ЛСТЖ.

Содержание крепителя и ЛСТЖ составляет примерно по 3,0 — 3,5% при добавлении бентонита в количестве 3 — 4% от массы замеса.

Из смесей на основе этих крепителей изготавливаются высокопрочные стержни I и II классов по классификации Лясса А.М.

  1. Стержни на основе этих связуюших высушиваются при температурах от 220 до 270°С.
  2. СТЕРЖНЕВЫЕ СМЕСИ НА ОСНОВЕ ЛСТ
  3. По термостойкости ЛСТ занимает промежуток между патокой и декстрином, с одной стороны, и гидрофобными крепителями типа ПЕКа, КО, УПУ-П, с другой.

Качество стержней получается лучше, если использовать совместно кварцевый и часовоярский тощий пески при добавлении небольших количеств (0,8%) крепителей ПЕК, КО, УГУ-П, которые, кроме повышения термостойкости, улучшают также текучесть стержневой смеси. Без этих добавок стержневая смесь получается вязкой, резиноподобной, плохо уплотняется, придавая стержню пористость и ноздреватость.

СТЕРЖНЕВЫЕ СМЕСИ НА ОСНОВЕ ЛМ

Связующее ЛМ — модифицированный ЛСТЖ. Оно производится предприятием «Формовочные материалы Украины».

Стержневая смесь состоит из 97 — 96% кварцевого песка, 3 — 4% бентонитового порошка и 4 — 5% ЛМ.

ЛМ не загустевает и не замерзает при — 15°С, постоянно находится в технологичном состоянии. Его можно использовать также в сочетании с ПЕК, КО, 4ГУ-П.

  • СТЕРЖНЕВЫЕ СМЕСИ НА ОСНОВЕ СИНТЕТИЧЕСКИХ СМОЛ
  • Стержни на основе синтетических смол, производимых ООО «Формовочные смолы Украины», пригодны для производства всех разновидностей отливок из стали, чугуна и цветных сплавов.
  • Мы не останавливаемся подробно на этой технологии, имея в виду, что мы в каждом конкретном случае сможем оказать консультативную и иную помощь предприятию, которое не располагает опытом ее использования.
  • ОКРАШИВАНИЕ И СУШКА СТЕРЖНЕЙ

Все стержни независимо от их назначения подлежат окрашиванию. Использование неокрашенных стержней — очень редкое явление в литейном производстве. Окрашивание стержней можно производить как до, так и после сушки. Информацию о противопригарных красках можно почерпнуть на нашем сайте www.knpp-fmu.com в ИНТЕРНЕТЕ.

  1. Все стержни, за исключением стержней из ХТС, подлежат тепловой сушке:
  2. при 160 — 180°С — для водных связующих (патока, декстрин, ЛСТЖ);
  3. при 220 — 270°С — для гидрофобных связующих (ПЕК, КО, 4ГУ П).
  4. Продолжительность сушки в зависимости от массы и толщин стенок — от 2 до 6 ч.
  5. Для желающих получить более подробную информацию по этим и другим связующим рекомендуем ознакомиться с нашими публикациями [5,6].
  6. Публикуя настоящую статью, мы надеемся оказать практическую помощь прежде всего малым и средним предприятиям, не располагающим достаточным опытом в литейных технологиях и финансовыми возможностями для приобретения дорогостоящих зарубежных технологий и оборудования.
  7. Литература

Источник: https://lityo.com.ua/vspomnim-zabytye-tekhnologii-sterzhnevye-svyazuyushchie-i-smesi-dlya-proizvodstva-nebolshikh-partij-melkikh-otlivok

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector