Формовочные материалы (стр. 20 )

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
Облицовочная для формовки по-сухому при массе отливок, кг: <500, >500, < 10000, 10 000–30 000	50 50 50 80	02 02,0315 0315 0315	12–14 12–14 12–15 12–15	70–100 100–120 >80 >50	0,5–0,7 (на разрыв сухих образ­цов 0,8–1,2) 0,5–0,8 (на разрыв сухих образ­цов 1,0–1,5) 0,55–0,65 0,55–0,65	5,0–7,0 5,0–8,0 6,0–7,0 6,0–7,0	80–40 60–40 – –	15,5–50,5 33,0–49,5	4,0–9,0 6,5–9,0	<0,6 0,5–1,5 – –
Песок и глина–100 Песок и глина–80, пылевидный кварц–20
Единая для отливок, склонных к горя­чим трещинам		02,0315	12–14	70–100	0,35–0,60	5,0–7,0	80–40, древес- ные опилки 2–4	12,5–45,5	4,0–9,0	1,5–2,4

Формовочные смеси, применяемые в современных технологических процессах для автоматических линий (табл. 8.5), представляют собой много компонентные системы. Они должны обладать комплек­сом свойств (прочностью, газопроницаемостью, огнеупорностью, долговечностью и т. д.), обеспечивающих высокое качество отливок и заданную производительность линии. Особенностью этих смесей является минимальное содержание (до 3%) высококачественных бентонитов в сочетании с крахмалсодержащими добавками (крахмалит от 0,01 до 0,1%) и ПАВ (от 0,01 до 0,07%). Такие смеси при минимальном содержании влаги (от 3,0 до 3,8%) обладают следующими преимуществами:

-  повышенной чистотой поверхности отливок за счет образования легкоплавкой силикатной корочки на поверхности формы;

-  снижением содержания бентонита, необходимого для получения заданной прочности смесей, в 2–2,5 раза по сравнению с содержанием каолинитовой глины, что приводит к увеличению газопроницаемости, огнеупорности и т. д.;

-  легкой выбиваемостью отливок из форм;

-  повышением податливости форм, что способствует снижению возможности образования ужимин;

-  повышением текучести смесей.

Таблица 8.5

Типовые составы формовочных смесей для автоматических линий

Материал

Способ уплотнения

Состав смеси, %

Свойства смесей

Оборот­ная смесь

Квар­цевый песок

Бенто­нит

Уголь

Крах­малит

ПАВ

Влаж­ность, %

Проч­ность на сжатие, кПа

Газопроница- емость

Формуемость, %

Уплотняемость, %

Текучесть, %

1

95,5–97,5

2–4

0,2–0,3

0,1– 0,2

0–0,05

0,01–0,03

3,4–3,8

60–90

100

75–80

40–45

70–75

Чугун

2

94,5–97

3–4

0,3–0,5

0,2–0,3

0,02–0,05

0,02–0,04

3,2–3,4

100–140

100

60–85

40–45

75

3

94–96,5

3–5

0,4–0,7

0,4–0,5

0,05–0,1

0,04–0,05

3,0–3,2

150–200

120

80–85

45

75–80

1

94,5–95,5

3–5

0,3–0,4

–

0–0,02

0,03–0,05

3,3–3,7

70–90

100

75–80

40–45

70–75

Сталь

2

94–96,5

4–5

0,4–0,6

–

0,02–0,05

0,03–0,07

3,2–3,5

100–140

100

80–85

40–45

75

3

93,2–95,5

4–6

0,5–0,7

–

0,04–0,1

0,05–0,07

3,0–3,2

150–200

120

80–85

45

75–80

Примечание. 1 – при встряхивании с подпрессовкой; 2 и 3 – при прессовании под высоким давлением без уплотнения с предварительным уплотнением.

8.2. Песчано-жидкостекольные смеси

Песчано-жидкостекольные смеси широко применяются при единичном и серийном изготовлении форм и стержней. Одной из причин широкого использования этих смесей является возможность упрочнения форм и стержней без теплового воздействия. Упрочнение может быть осуществлено выдержкой на воздухе (подвяливание), продувкой углекислым газом, или введением в смесь химического реагента, вызывающего аналогично углекислому газу коагуляцию жидкого стекла. Второй причиной является то, что благодаря использованию тепловой сушки продолжительность процесса упрочнения этих смесей значительно меньше, чем песчано-глинистых. Третьей причиной широкого применения данных смесей можно считать относительно низкую стоимость жидкого стекла, простоту его изготовления и нетоксичность этих смесей.

Существенным недостатком песчано-жидкостекольных смесей явля­ется плохая выбиваемость и регенерируемость вследствие повышенной спекаемости жидкого стекла с формовочным песком, а также ограниченное использование отработанных смесей в связи с тем, что в приготовляемых смесях накапливается содержание оксида натрия Na2О, который снижает огнеупорность смесей.

При изготовлении форм и стержней применяют два вида песчано-жидкостекольных смесей: пластичные и жидкие. Пластичные смеси применяют в качестве облицовочного слоя. Упрочнение готовых форм и стержней осуществляют воздушной сушкой – подвяливанием на воздухе в течение 2–8 ч; тепловой сушкой при температуре 220–250°С в течение 0,5–1 ч и химическим путем. При химическом упрочнении применяют продувку форм и стержней углекислым газом, вводя в смесь порошкообразные добавки феррохромового шлака или нефелинового шлама, а также жидкие добавки – ацетаты этиленгликоля (АЦЭГ) либо пропиленкарбонат. Время отверждения пластичных самотвердеющих смесей (ПСС) составляет около 40–60 мин, при этом смесь приобретает значение прочности на разрыв в пределах 0,07÷0,13 МПа (0,7÷1,3 кг/см2), а по прошествии более длительного времени прочность повышается до 0,7 МПа (7,0 кг/см2) и более.

Важное преимущество смесей с продувкой СО2 и ПСС по сравнению с обычными способами изготовления форм и стержней состоит в том, что упрочнение смесей происходит в контакте с оснасткой, что повышает точность размеров отливок.

Состав и свойства песчано-жидкостекольных смесей приведены в табл. 8.6 и 8.7.

Таблица 8.6

Состав и свойства пластичных песчано-жидкостекольных смесей
для изготовления форм и стержней (СО2-процесс)

Назначение смеси

Массовая доля составляющих, %

Свойства смеси

Кварцевый песок*

Формовочная глина

Асбестовая крошка

Каменноугольная пыль

Древесные опилки

Жидкое стекло

NaОН**

Битум***

Влажность, %

Газопроницае- мость (не менее)

Прочность,105 Па (кгс/см2)

на сжатие по-сырому

на разрыв после продувки СО2

Облицовочная для форм при стальном литье

92–96

4–5

–

0–3

–

5–7

0,5–1,5

–

3–3,5

100

0,1–0,3

2,0

Стержневая при стальном литье

95–97

–

3–5

–

–

4–6

0,5–1,0

0–2

3,5–4,0

150

0,1–0,2

3,5

Облицовочная для форм при чугунном литье

91–93

4–5

–

3–4

–

5–6

1,0–1,5

–

3,0–4,0

80

0,1–0,3

2,0

Стержневая при чугунном литье

95–97

–

3–5

–

–

4–5

0,5–1,0

2

3,5–4,0

120

0,1–0,2

3,0

Облицовочная при цвет­ном литье

92–96

4–5

–

0–3

4–5

0,5–1,5

–

3,0–4,0

60

0,1–0,2

2,0

Стержневая при цветном литье

90–99

0–5

–

–

1–5

3–5

0,5–1,0

0–2

3,5–4,0

80

0,1–0,2

2,5

Примечания:

*При изготовлении смесей для форм допускается замена части песка регенератом.

**В виде водного раствора плотностью 1,3 г/см3.

***В виде раствора в уайт-спирите плотностью 0,86–0,92 г/см3.

Таблица 8.7

Состав и свойства пластичных песчано-жидкостекольных самотвердеющих смесей
для изготовления форм и стержней (ПСС-процесс)