Головна

Класифікація сполучних матеріалів

  1. II. Психолого-психіатрична класифікація (Личко, Іванов 1980 г.)
  2. TNM класифікація.
  3. Агрегати для освоєння і ремонту свердловин (класифікація і порівняльна характеристика, основні розрахункові формули).
  4. Аденовірусна інфекція. Етіологія, патогенез, класифікація, клініка фарінгокон'юнктівальная лихоманки. Діагностика, лікування.
  5. Аксіологія. Поняття, класифікація ієрархія цінностей.
  6. Активи і капітал організації: поняття та класифікація
 характеристика  клас  Група  позначення  сполучні  Питома міцність, МПа /%
 Органічні неводні матеріали  А  А-1  Лляна олія, крепителі П і ПТ, пульвербакеліт  0,5
 А-2  Закріп ГТФ, ЗІЛ, ВП, СЛК, АЗ  0,3-0,5
 А-3  Деревне пек, крепителі КТ, СП, СБ, каніфоль  <0,3
 Органічні водні матеріали  Б  Б-1  МФ17, М, МСБ  0,5
 Б-2  Закріп КВ, декстрин жовтий, декстрин білий  0,3-0,5
 Б-3  Патока, сульфітно- спиртова барда  <0,3
 Неорганічні водні матеріали  В  В 1  Рідке скло  0,5
 В 2 -  0,3-0,5
 У 3  Цемент, формувальна глина  <0,3

латума в уайт-спірит. Закріп П добре комбінується з водно-розчинними закріп. Міцність сирих стрижнів, виготовлених з суміші з закріп П, становить 0,012- 0,016 МПа, сухих 0,5-0,9 МПа (температура сушки 220-250 ° С).

Сульфітно-спиртова барда застосовується у вигляді ЛКБЖ (ливарний концентрат рідкої барди) і ЛКБТ (ливарний концентрат твердої барди). Обидва закріп є продуктом переробки сульфітного лугу. Сульфітно луг, який є відходом целюлозно-паперової промисловості, тривалий час застосовували в якості закріплювача. В даний час внаслідок значного вмісту цукру сульфітно луг переробляється в спирт. Залишком цієї переробки і є сульфітна барда. Закріп ЛКБЖ у вигляді розчину, що містить 50 % води і має щільність 1,27 г / см3, Застосовують в стрижневий суміші без попередньої підготовки і добавок. Закріп ЛКБТ - темно-коричнева тверда маса щільністю 1,4 г / см3. Перед вживанням його розчиняють у воді, нагріваючи останню до 80-90 ° С при постійному перемішуванні. У процесі приготування стрижневої суміші сульфітну барду щільністю 1,27-1,28 г / см3 додають в пісок в кількості близько 3% по масі.

Міцність стрижнів, приготованих з цієї суміші, в сирому стані хороша. Крім того, такі стрижні здатні кілька упрочняться на повітрі. Внаслідок висихання барди на поверхні стрижнів утворюється тверда скоринка. Сушать стрижні при температурі 160-180 ° С, міцність сухих стрижнів 0,3-0,5 МПа. Стрижні мають гарну піддатливість завдяки освіті після сушки м'якої серцевини і твердої зовнішньої поверхні.

При необхідності збільшення міцності стрижнів в сирому стані в суміш додають 5-10% глини.

Крепителі СП і СБ застосовують у вигляді емульсії, що містить сульфітно-спиртову барду з окисленим петро-латумом (СП) або зі сланцевим смолою (СБ). Обидва закріп відносяться до числа швидковисихаючих. Стрижні з суміші з цими закріп в процесі сушіння при температурі 180-200 ° С отримують необхідну міцність через 15-20 хв.

Міцність стрижнів в сирому стані 0,015-0,035 МПа, після сушки до 0,5 МПа. У стрижневу суміш крепителі СП і СБ додають в кількості 4-5 %. Для збільшення міцності сирих стрижнів в суміш додають 4-5% глини.

Декстрин - порошкоподібний закріп білого або жовтого кольору, що отримується шляхом гідролізу (при нагріванні) картопляного або кукурудзяного крохмалю. Білий декстрин в порівнянні з жовтим гірше розчиняється у воді, і міцність стрижнів з ним менше.

Для приготування стрижневих сумішей декстрин рекомендується застосовувати у вигляді водного розчину, так як при використанні

порошку виникають труднощі його рівномірного розподілув масі піску. Стрижні з декстрином міцні в сирому і сухому станах, після сушки при температурі 160-180 ° С мають гарну піддатливість, так як мають серцевину більш м'яку, ніж поверхневий шар. Такі стрижні добре вибиваються з виливків. Недолік стрижнів з декстрином - велика гігроскопічність (здатність поглинати вологу з навколишнього середовища). Рідке скло як закріп є водним розчином силікату натрію або калію. Особливість такого закріп - його здатність до швидкого твердненню (при наявності затверджувача), що дає можливість отримувати необхідну поверхневу твердість форми або стрижня шляхом витримки на повітрі, продувки вуглекислим газом або короткочасною сушки. Стрижні з суміші на рідкому склі при температурі 200-250 ° С висихають в 3-4 рази швидше, ніж стрижні з суміші з іншими закріп.

В останні роки в практиці виготовлення форм і стрижнів в якості сполучних велике застосування знаходять синтетичні і органічні смоли, щоб забезпечити значне скорочення процесу виготовлення і сушіння форм і стрижнів, підвищення їх г міцності і чистоти поверхні одержуваних виливків. До числа N таких сполучних відносяться: фенолофурфуролформальдегідние ^ (ФМ-1, ФМ-2, ФМ-3), карбамідно-фурановиє (КФ-40 і КФ-90) ^ і інші смоли, що дають можливість впроваджувати швидкісні методи ¦ ^ виготовлення стрижнів в холодних і гарячих ящиках з продувкою стрижнів гарячим повітрям і т. д.

§ 5. Допоміжні формувальні матеріали

При заливці розплавленого металу в форму стінки останньої прогріваються практично до температури металу, внаслідок чого відбуваються швидке випаровування вологи, що міститься в формувальної суміші, і вигоряння сполучних матеріалів з утворенням парів і газів. Рідкий метал може просочуватися в пори форми між зернами піску формувальної суміші і сплавляти їх. Особливо сильний вплив метал надає настрижень, часто омивається металом з усіх боків.

Всі ці дії металу на стінки форми і стрижня негативно позначаються на якості відливається вироби. Наприклад, тривалий нагрів стінки форми може призвести до утворення в ній тріщин і відбитку їх на поверхні виливків; пари і гази, які не встигли вийти з форми, можуть проникнути в метал і утворити в стінці виливки газові раковини. Просочування металу в пори стінок форми призводить до утворення шорсткою поверхні виливки внаслідок пригару піску суміші до її стінок. Пригара на складній поверхні виливки призводить до збільшення її механічної обробки і часто до непоправного браку. Попередити подібне явища в від-

 заливки можна застосуванням у формувальних і стрижневих сумішах особливих матеріалів, які прийнято називати допоміжними. До таких матеріалів відносяться різного роду добавки (в формувальні і стрижневі суміші), пріпиліте, фарби, натирання, формувальні клеї, розділовий пісок та ін.

Добавки. Як добавки, що сприяють поліпшенню якості формувальних і стрижневих сумішей, застосовують тирсу, мелений кам'яний і деревне вугілля, кінський волос, чавунну дріб та інші матеріали.

Деревна тирса використовують в міцних з малої газопроницаемостью формувальних і стрижневих сумішах, при виготовленні великих форм і стрижнів, що піддаються перед заливкою сушінні. У процесі сушіння тирсу згорають, залишаючи в масі стрижня і стінках форми канали, за якими будуть виходити пари і гази, що утворюються в формі і стрижні в процесі її заливки. Крім того, форма і стрижень стають більш податливими при усадки металу.

Для зменшення пригару суміші до стінок виливки в формувальні суміші в залежності від товщини стінок виливка додають 3-6% кам'яновугільної пилу.

У виробництві великих архітектурних виливків при виготовленні стрижнів з жирних сумішей за шаблоном, щоб уникнути утворення тріщин, які з'являються при сушінні, в формувальну суміш додають кінський волос. При виготовленні ливарних форм для виливків з різкими переходами від масивних частин до тонким, часто зустрічаються в номенклатурі архітектурного лиття, в форвомочние суміші додають чавунну дріб, яка сприяє швидкому охолодженню масивних частин виливки. Із застосуванням такої добавки вирівнюється швидкість охолодження різних по товщині частин виливки, зменшується внутрішнє напруження в металі, усувається можливість утворення тріщин в литві. У виробництві художніх виливків, особливо при виготовленні форм, добавки рекомендується вводити в наповнювальні суміші. Введення добавок в облицювальні суміші зменшує їх пластичність, знижує якість відбитка складної поверхні моделі в формі.

Пріпиліте. Пріпиліте називають порошкоподібні матеріали, які наносять на внутрішню поверхню сирих форм з метою попередження змочування стінок форми розплавленим металом і утворення пригару на відливання.

Принцип захисної дії пріпиліте полягає в тому, що їх дрібні частки, що прилягають до стінок форми, в момент заповнення останньої металом загоряються і утворюють газову оболонку, яка в період горіння відокремлює стінку форми від розплавленого металу, не дає можливості йому проникати в пори стінки форми і змочувати її. Крім того, газова оболонка створює в формі відновну атмосферу, що перешкоджає окисленню металу і утворення хімічного і

механічного пригару на відливання. Вогнетривкі пріпиліте закривають пори в поверхні форми, заважають проникненню в них рідкого металу і зменшують Пригара на відливання.

Залежно від розміру виливки і товщини її стінки в формах як припилу застосовують деревинновугільний порошок, сріблястий або чорний графіт, маршаллит і цемент. Для форм тонкостінних художніх виливків використовують порошок деревного вугілля тонкого помелу. Зручність застосування деревно-вугільного порошку полягає в тому, що він, повністю згораючи в формі, не засмічує формувальну суміш. Деревинновугільний порошок отримують шляхом розмелювання березового вугілля марки ТЛ (ГОСТ 7657-84). Перед помелом вугілля прожарюють, розмелюють до отримання частинок розміром 0,01-0,05 мм.

Форми для товстостінних статуарних і архітектурних виливків пріпилівают найчастіше графітом. Застосування в цьому випадку древесноугольного порошку менш ефективно, так як він швидко згоряє, а велика маса металу толстостенной виливки довгий час зберігає високу температуру і здатна взаємодіяти з зернами піску суміші.

У сирих формах як припилу можна використовувати цемент і маршаллит - вони добре утримуються на стінках форми, щільно закривають междузерновие пори суміші, перешкоджають утворенню пригару на верстатах виливки. Слід враховувати, що застосовувати цемент у великій кількості не рекомендується, так як він засмічує формувальну суміш, поступово погіршуючи її якість.

Протипригарних покриття і пасти. Пріпиліваніем порожнини форми можна зменшити Пригара на поверхні виливки в тому випадку, якщо виливок отримують в сирої формі, коли приспів утримується на її сирої стінці. З стінок сухих форм приспів змивається металом.

У сухих формах захисну плівку створюють шляхом нанесення спеціальних покриттів на стінки форм і стрижнів. До складу таких покриттів входять розчинник (вода або спирт), наповнювач (основний вогнетривкий матеріал) і сполучна речовина, що створює на поверхні форми і стрижня міцний шар. На форми і стрижні покриття наносять пензлем або за допомогою пульверизатора, після чого форми і стрижні підсушують.

У тих випадках, коли необхідно отримати особливо чисту поверхню виливки, стрижень натирають захисної пастою, яку готують з 85% графіту і 15% глини.

У виробництві кабінетного художнього лиття покриття форм і стрижнів застосовують рідше, так як наноситься шар закриває поверхню порожнини форми, знижує в ній різкість відбитка поверхні моделі.

Модельні пудри. При виготовленні ливарної форми і стрижнів пріпиліваніе застосовують для попередження прилипання суміші до стінок

 метою пріпилівают поверхню моделі в опоке перед її набиванням. Матеріал припилу називають модельної пудрою.

Прилипання суміші до поверхні моделі пояснюється тим, що модель в процесі виготовлення форми змочується водою, що знаходиться в суміші. Модельна пудра усуває можливість змочування моделі, утворює на її поверхні міцний водонепроникний шар.

Як модельні пудр застосовують лікоподій, деревно-вугільний пил, графіт та інші матеріали. У виробництві художніх виливків частіше використовують лікоподій і деревно-вугільний пил. Лікоподій - легкий, рухливий порошок (зрілих сухих суперечка спеціальних рослин) світло-жовтого кольору, не вбирає вологу. Через високу вартість застосування лікоподію як модельної пудри обмежена. Для виготовлення форм художнього лиття найбільше застосування отримала древесноугольного пил. Вона не тільки усуває можливість прилипання суміші до моделі, але і створює на поверхні форми протипригарний шар.

Розділовий пісок.Їм присипають поверхню роз'єму форми в процесі її виготовлення для поділу частин форми. Розділовий пісок не повинен містити глину, так як глина має клеїть властивістю. Зазвичай використовують чистий кварцовий пісок або пісок, стертий з поверхні виливки і попередньо звільнений від металевих домішок просіюванням через сито. При виготовленні невеликих форм для художніх виливків як роздільник зручно застосовувати деревинновугільний порошок, який використовується для припилу. Такий роздільник цілком відповідає вимогам, не знижує якості формувальної суміші, не засмічує її.

Гас.Його застосовують для змочування поверхні моделей і стрижневих ящиків щоб уникнути прилипання до них суміші в процесі виготовлення форм і стрижнів.

Прокладочний глина.При заливці великих форм статуарного і архітектурного лиття через нещільного прилягання полуформ і значного тиску металу можливий вихід його з форми через роз'єм або проникнення в каркасну трубу стрижня. Те й інше веде до утворення дефектів в литві. З метою попередження витікання металу з порожнини форми при складанні на поверхні роз'єму по периметру порожнини форми прокладають глиняний валик товщиною 5-10 мм. Так само ущільнюють зазори між стрижневими знаками стрижнів і форми. Для приготування прокладочной глини беруть 66 % відпрацьованої формувальної суміші, 34 % формувальної глини і 40% води (понад 100%).

Стрижневою клей.Великі і складні стрижні для спрощення процесу виготовлення роблять по частинах, які в процесі складання, після сушки, склеюють спеціальними декстринового або сульфітних клеями. Іноді великі стрижні склеюють

розчином білої глини. Деякі заводи використовують стрижневі

клеї і для скріплення частин ливарних форм, виготовлених способом кусковий формовки.

§ 6. Підготовка вихідних формувальних матеріалів

Процес підготовки вихідних матеріалів включає підготовку свіжих формувальних матеріалів і відпрацьованої суміші.

Підготовка свіжих формувальних матеріалів.Часто формувальні матеріали надходять з кар'єру на склад ливарного цеху в стані, непридатному для приготування сумішей. Піски, наприклад, можуть надходити грудками різних розмірів (особливо в холодну пору), спресованими у вигляді плиток (напівжирний піски Каслінского кар'єра), тому перед застосуванням формувальні матеріали піддають попередній обробці - сушінні, розмелювання, просіювання.

Сушка. Залежно від кількості споживаних формувальних матеріалів і ступеня механізації ливарного цеху піски і глини сушать різними способами. У ливарних цехах, де витрата формувальних матеріалів невеликий, сушку проводять на простих печах (плитах), деках, пристрій яких не потребує великих коштів і часу.


 Мал. 2. Схема горизонтальної барабанної сушильної печі для піску і глини

У механізованих ливарних цехах піски і глини сушать в спеціальних барабанних сушильних печах пропускною спроможністю до 20 т / год. На рис. 2 показана горизонтальна сушильна піч, що представляє собою обертовий металевий барабан 1 довжиною до 10 м і діаметром до 2,5 м. Усередині приймальні частини барабана до його стінок кріпляться гвинтові лопатки, які розподіляють надходить через лійку 2 матеріал по поздовжніх осередків барабана. Механізм обертання барабана, змонтований на рамі опорного пристрою, складається з електродвигуна 6, редуктора 5, провідною шестерні 4 і розташованого на поверхні барабана зубчастого колеса 8. З боку приймальної

;

Рис 3. Схема для сушіння піску в киплячому шарі. Мал. 4. Бігуни для розмелювання

частини барабана розташована топка 3 печі, на протилежному боці - розвантажувальна камера 7. Завантажений в піч для сушіння матеріал завдяки нахилу барабана переміщається і висушеним подається в розвантажувальну камеру. Як паливо застосовують природний газ.

Перевага горизонтальній печі полягає в тому, що вільно падають у барабані матеріали не тільки сохнуть, але і частково розбиває, що дає можливість використовувати піч для сушіння грудкуватих жирних формувальних пісків і глин. Недолік таких печей - їх громіздкість.

Використовують також багатоходові сушила, в яких кілька барабанів розташовані один всередині іншого. При сушінні матеріал проходить в одному напрямку і повертається послідовно через різні барабани.

Однією з сучасних сушильних установок є установка для сушіння в киплячому шарі (рис. 3), що отримала таку назву через з "а стану піску, що знаходиться при сушінні в установці. Пісок для сушіння надходить в апарат по конвеєру / через воронку 2 в конічний резервуар 6, на дні якого розташована металева решітка 5 з отворами діаметром 2,3 мм. Загальна площа отворів становить 6-7% всієї площі решітки. Товщина шару піску на решітці 400-450 мм. У процесі сушіння гарячі гази, температура яких 1100- 1200 ° С, проходять з топки 7 в камеру 4, змішуються з повітрям, що подається вентилятором, і при температурі 500-700 ° С направляються під решітку резервуара. Проходячи через шари піску, гарячі гази призводять його в рух і забезпечують швидке висихання. Сухий пісок по жолобу 3 випливає в камеру охолодження. Аналогічний принцип використаний і для охолодження піску після сушки в іншій камері, де через гарячий пісок пропускають холодне повітря. Пропускна здатність такої сушильної установки до 10 т / год. Її габаритні розміри значно менше габаритних розмірів горизонтальної сушильної печі. Крім того, досягається економія газу.



 1 2

Мал. 5. Кульова млин

Розмелювання. У формувальних пісків, застосовуваних у виробництві художнього і архітектурного лиття, розмір зерен становить 0,15-0,05 мм. У надходять з кар'єрів пісках таких зерен, як правило, не більше 50%, іншу частину складають більші зерна. Крім того, деякі піски надходять з кар'єрів у вигляді спрессованних'пластін, а глини - у вигляді грудок. Такі піски після сушки піддають помелу в бегунах.

Розмелюють бігуни (рис. 4) мають чавунну чашу 1, приводиться в рух через приводний валик 3, і зубчасту передачу 2. Всередині чаші на нерухомої осі, прикріпленій до Року Польщі в центрі чаші стояку 5, вільно посаджені два важких катка: ребристий 4 і гладкий 6. Матеріал для розмелювання завантажують в чашу. При обертанні чаші матеріал потрапляє під катки, які подрібнюють і розмелюють його.

Глину і вугілля розмелюють в спеціальних кульових млинах (рис. 5). Обертається на горизонтальному валу барабан / змонтований зі сталевих пластин, між якими зроблений невеликий зазор. Поверхня барабана обтягнута двома металевими сітками (рідкісної 3 і частої 4), представляють собою барабанні сита для просіювання розмеленого матеріалу. Глину і вугілля завантажують в барабан через воронку 2. У барабані знаходяться металеві кулі, які при обертанні барабана розмелюють потрапляє між ними матеріал. Подрібнений матеріал провалюється через зазори між пластинами, потрапляє на сита, просівається і збирається в бункері. З бункера (через отвір 5) матеріал беруть для використання.

Просіювання. Після розмелювання для отримання більш однорідною за розміром зерен маси пісок просівають через обертові барабанні або коливаються сита. Схема роботи барабанного сита показана на рис. 6. Пісок для просіювання надходить через лійку 2 в обертовий на осі шестигранний

 Мал. б. Схема роботи барабанного сита

барабан 5, обтягнутий сіткою / с осередками необхідного розміру. Дрібні частинки під час обертання барабана, скочуючись по сітці, провалюються через неї і потрапляють в бункер 3 готового (просіяного) піску, звідки пісок йде для подальшого використання. Великі, які не пройшли через сітку частки скочуються по похилій стінці сита і падають по жолобу 4 в бігуни для повторного розуміли. У зв'язку з великою витратою формувальних матеріалів в механізованих ливарних цехах операції сушки, розуміли і просіювання проводяться на спеціальному комплексі агрегатів, що дозволяє автоматизувати процес.

Підготовка відпрацьованої суміші. У виробництві виливків загальна витрата формувальних матеріалів на 1 т готового литва складає в середньому 4-5 т. Основну їх частину при приготуванні формувальної суміші становить вибита з опок і попередньо оброблена відпрацьована суміш. Підготовка відпрацьованої суміші полягає в її дробленні, просіювання, магнітної сепарації і знепилювання (регенерації).

Дроблення. Вибита з опок формувальнасуміш, особливо при кусковий формуванні, містить велику кількість щільно спресованих грудок. Таку суміш подрібнюють на спеціальних дробильних вальцях (рис. 7). Роздроблену суміш просівають через сито з крупною сіткою з метою її очищення від частин каркасів, дерева (солдатиків), металевих шпильок, що використовувалися для кріплення частин форми.

 Мал. 7. Дробильні вальці

 Мал. 8. Схема роботи магнітного сепаратора

Магнітна сепарація. Просіяну після дроблення суміш очищується від металевих частинок магнітним сепараг тором, схема дії якого показана на рис. 8. Суміш по-

 дається на рухому стрічку конвеєра /, натягнуту на двох барабанах. Один з барабанів сепаратора є електромагнітом. Металеві частки суміші, потрапляючи в зону дії магніту, притягуються до стрічки і рухаються з нею до тих пір, поки не вийдуть із зони дії магніту. Відриваючись від стрічки, металеві частинки потрапляють в бункер 2. Суміш же, на яку не діє магніт, зсипається з стрічки в бункер 3. За тим же принципом працюють підвісні магнітні залізовідділювачі, що встановлюються над стрічкою конвеєра.

 Рис.9. Схема роботи електросепараторів

Регенерація (знепилювання). У відпрацьованих сумішах, які перебувають в очисному відділенні, міститься до 60-70 % придатного для використання піску і 40-30 % зруйнувалися зерен піску і пилу. Крім того, при згорянні в суміші органічні речовини можуть коксованого на поверхні піщинок, неорганічні крепителі можуть створювати плівки на піщинах (наприклад, рідке скло). Регенерація - сукупність технологічних операцій, пов'язаних з видаленням шкідливих домішок і знепилювання відпрацьованих формувальних і стрижневих сумішей. Отриманий при цьому пісок називається регенерату.

Відомі два способи знепилювання. Мокрий спосіб - відмивання пилу проточною водою в спеціальних басейнах. Відмитий від пилу пісок осідає на дно басейну-відстійника, звідки його вигрібають і просушують в горизонтальних сушильних печах. При цьому можуть віддалятися відмиваються або розчиняються плівки (наприклад, глина). При такому способі потрібна велика витрата води, наявність досить великих басейнів-відстійників, сушка пісків. Тому в ливарних цехах він не набув великого застосування.

Найбільш зручним способом знепилювання і поділу відпрацьованої суміші на групи за зерновим складом є електросепараціі. Схема пристрою і роботи електросепараторів показана на рис. 9. У камері електросепараторів встановлені дві металеві сітки У, між якими розташований ряд горизонтальних дротів 2. До проволокам підведений струм високої напруги, внаслідок чого навколо них створюється поле, що несе електричні заряди до заземленим металевим сіток 1.

Суміш, що підлягає очищенню, через лійку 3 подається на лоток 4 і двома потоками між сітками 1 густо заряджених дротів падає вниз. Частинки суміші отримують при цьому електричний заряд і, як би відштовхуючись від ряду дротів 2, змінюють траєкторію падіння в бік заземлених сіток.

Відхилення часток обернено пропорційно їх масі. Дрібні, легкі частинки відхиляються, великі потрапляють на сітку, проходять через неї і падають в бункер 5. Більші частинки відхиляються від вертикального напрямку менше і падають в бункер 6. Так відпрацьована суміш поділяється на великі зерна, які використовуються знову для приготування формувальної суміші, і пил, що йде у відвал.

§ 7. Формувальні суміші і їх властивості

Придатні для виготовлення ливарних форм формувальні піски з необхідним вмістом глини зустрічаються в кар'єрах рідко. Винятком є ??деякі піски каслінского кар'єрів на Уралі (Лазаретскій і Кінський). У більшості ж випадків глину і пісок добувають окремо і змішують в певних пропорціях для отримання суміші, необхідної для формування. На рис. 10 показана схема структури формувальної суміші. Основну частину суміші становлять зерна / піску, оболонка глини 2 забезпечує склеювання зерен піску і міцність суміші. Междузерновие простору 3 забезпечують газопроникність суміші. Для отримання художньої виливки, яка має складний малюнок поверхні і тонкі стінки, велику роль відіграє якість формувальної суміші, з якої готують ливарну форму. Якість формувальної суміші визначається її міцністю, пластичністю ,, газопроницаемостью, газотворной здатністю, вогнетривкістю, однорідністю, піддатливість, довговічністю. Розглянемо кожне з цих властивостей.

Міцність. Порожнина ливарної форми художньої виливки має велике число виступів, заглиблень, відбитків малюнків різної величини і складності. Ці елементи можуть легко зруйнуватися час розбирання, складання, перенесенні і заливці форми металом. Якщо окремі частки формувальної суміші не будуть міцно пов'язані між собою, форма не буде здатна чинити опір чинним на неї руйнівних зусиллях. Властивість формувальної суміші протистояти руйнівним зусиллям, що виникають в процесі виготовлення ливарної форми, її транспортування і заливання, називається міцністю.

Міцність формувальної суміші залежить від кількості в ній глини і вологи, від форми і поверхні зерен піску і ступеня ущільнення суміші у формі. Чим більше в суміші глини при нормальному вмісті вологи, тим рівномірніше на кожному зерні піску шар глини, тим міцніше зерна суміші склеєні між собою. Чим шорсткість поверхні зерен суміші і вище ступінь ущільнення її в формі, тим міцніше формувальнасуміш.

 1'пс. 10. Схема структури формувальної суміші

^ Пластичність. Властивість формувальної суміші відтворювати у вологому стані поверхню


моделі і зберігати відбиток під час заливки форми називається пластичністю. Пластичність формувальної суміші залежить від розміру зерен піску, кількості міститься в ній глини, вологи і способу приготування суміші. Чим дрібніше зерна піску суміші і більше між ними глини, тим легше і повніше вони заповнюють дрібні складки поверхні моделі.

Газопроникність.При заливці форми утворюється велика кількість парів і газів. Вони з'являються під дією високої температури заливається металу головним чином в результаті випаровування з суміші вологи і згоряння органічних складових суміші. Крім того, деяка кількість газу виділяє і заливається в форму метал.

Гази перешкоджають нормальному заповнення металом порожнини форми. Заповнення порожнини металом може бути неповним, якщо гази не будуть своєчасно видалені з форми. При підвищеному тиску газу в формі він може проникати в рідкий метал і утворювати газові раковини в відливання.

Порожнина форми заповнюється металом нормально, якщо в процесі заливки газ з неї виходить через вентиляційні канали форми або безпосередньо через її стінки - ущільнену формувальну суміш. Здатність формувальної суміші пропускати через стінки форми пари і гази, що утворюються при її заливанні, називається газопроницаемостью. Газопроникність формувальної суміші залежить від однорідності, розміру і форми зерен піску, кількості глини і вологи, що знаходяться в суміші, і від ступеня ущільнення суміші у формі. Формувальні суміші з великими округлої форми зернами піску, з невеликим вмістом глини і вологи мають гарну газопроницаемостью. Суміші з дрібними остроугольной форми зернами піску, з великим вмістом глини і вологи мають меншу газопроникність. Частинки піску в такій суміші, щільно прилягаючи один до одного, залишають малі междузерновие простору, які є каналами для газів в стінках форми. Сильне ущільнення суміші у формі знижує її газопроникність.

? Газотворной здатність.Газотворной здатність - здатність формувальної суміші виділяти гази при нагріванні (заливці форми). Висока газотворной здатність формувальної суміші (що залежить від кількості в ній газообразующих домішок) негативно впливає на якість виливки. Так, формувальнасуміш з нормальною газопроницаемостью, але з високою газотворной здатністю може бути причиною утворення газових раковин в литві. І, навпаки, при використанні суміші з малою газопроницаемостью і малої газотворной здатністю можна отримати виливки без цих дефектів.

Тому найкращою вважається така формувальнасуміш, у якій газотворной здатність менше. Формувальна суміш не повинна виділяти великої кількості газів, особливо відразу після заливки форми, коли гази, прагнучи вийти з форми, можуть про-

никнути в ще незатверділий метал і залишатися в ньому, в результаті чого можуть утворитися газові дефекти.

Вогнетривкість.При заливці форми металом її стінки піддаються дії високої температури: при цьому шар формувальної суміші, що стикається з металом, може утворити на поверхні виливки трудноотделімой кірку пригару. В цьому випадку виливок буде мати нерівну шорстку поверхню, очищення якої іноді коштує дорожче самого виливка. У виливках художніх виробів, які мають складну поверхню, Пригара в багатьох випадках вважається невиправним браком. Хороша формувальнасуміш не повинна оплавлятися при зіткненні з металом; температура оплавлення-спікання суміші повинна бути вище температури заливається в форму металу. Здатність формувальної суміші опиратися оплавлення під дією температури металу називають огнеупорностью.

Вогнетривкість суміші залежить від розмірів зерен піску і його хімічного складу. Чим більше зерна, тим важче металу оплавлятися їх при заливці форми, тим менше суміш пригоратиме до стінок виливки. Чим менше в суміші легкоплавких складових, тим вище її вогнетривкість.

Однорідність.Формувальнасуміш вважається однорідною, якщо її технологічні властивості однакові по всьому об'єму. Однорідність суміші забезпечується зосередженою структурою її зернового складу і рівномірним розподілом складових компонентів шляхом ретельного перемішування при приготуванні. Однорідність суміші забезпечує їй гарну газопроникність і міцність.

Податливість.Залитий у форму метал при кристалізації і охолодженні зменшується в об'ємі, і розміри готового відливання будуть трохи менше розмірів порожнини форми. Таке явище називають об'ємною усадкою.

Ливарна форма, особливо та її частина, яка утворює внутрішню порожнину виливки (виступ, стрижень), не повинна чинити опір усадці металу виливка. В іншому випадку через напруг, що виникають в металі, в стінках виливка можуть утворюватися тріщини. Властивість формувальної суміші, що характеризує опір усадки виливки у формі, називається піддатливість.

Довговічність.Довговічність формувальної суміші - це її здатність зберігати свої первинні властивості після багаторазового використання. Під- дією високої температури металу, що заливається в форму, зерна піску суміші розтріскуються, глина втрачає свою сполучну здатність і перетворюється в пил. Для подальшого використання такої суміші її слід освіжати, т. Е. Додавати в неї свіжі матеріали і відсівати дрібні частинки - пил.

Довговічність формувальної суміші залежить від правильного поводження з нею та її зберігання. Дбайливе поводження з сумішшю

і правильне її використання збільшує термін служби суміші, скорочує витрату формувальних матеріалів, знижує вартість виливків.

§ 8. Різновиди формувальних сумішей

Художні виливки за ступенем складності, масі і матеріалу, з якого вони виготовлені, досить різноманітні. Так, у виробництві одного лише Каслінского заводу на Уралі можна зустріти виливки масою від декількох грамів до декількох тонн, за розмірами від сантиметра до декількох метрів по товщині стінки від міліметра до десятків міліметрів. Природно, що вимоги, що пред'являються до ливарним формам таких різноманітних виливків, також неоднакові. Наприклад, міцність стінки форми статуї масою 5 т не може бути дорівнює міцності стінки форми ажурною коробочки або браслета для годинника. Отже, і формувальні суміші як матеріал для виготовлення ливарних форм не можуть бути однаковими для всіх форм.

Формувальні суміші, що застосовуються у виробництві художніх і архітектурних виливків, поділяють за кількома ознаками:

1) по виду використання - облицювальні, наповнювальні,
 єдині;

2) в залежності від застосовуваних при приготуванні суміші
 пісків - природні (природні) і штучні (синтетичні
 етичні);

3) за родом застосовуваного для відливання металу - для чавун
 ного лиття і для кольорового лиття;

5) за станом форми перед заливанням - для форм, що заливаються в сирому стані, і для форм, що заливаються після сушки;

5) спеціальні формувальні суміші.

облицювальної називають таку суміш, яку використовують для виготовлення робочого шару форми, що стикається з моделлю (а отже, і з відливанням). Облицювальна суміш, яка відтворює відбиток поверхні моделі, перша приймає на себе температурні впливу заливається в форму металу і повинна мати гарну міцністю, пластичністю, огнеупорностью і газопроницаемостью. Тому облицювальна суміш містить, як правило, великий відсоток свіжих формувальних матеріалів і, як найдорожча, використовується в формі в невеликих кількостях, шаром 20-30 мм (на поверхні моделі).

наповнювальній називають суміш, якої заповнюється форма після нанесення облицювальної суміші. Вона складається в основному з оборотної суміші.

Формувальні суміші при машинної формуванню архітектурних виливків внаслідок особливостей технологічного процесу фор-

мовкі використовуються одночасно в якості облицювальної инаполнительной суміші і називаються єдиними.

природні (Природні) суміші являють собою глинисті піски марок П0063 і Ж005 з вмістом глини від 12 до 30%. Природні формувальні суміші широко застосовують у виробництві тонкостінних ажурних і кабінетних чавунних і кольорових відливок для форм, що заливаються в сирому стані і після сушіння. Ці суміші мають гарну пластичністю і міцністю.

штучні (Синтетичні) суміші - найбільш поширені у виробництві художніх і архітектурних виливків. Вони являють собою суміш піску і глини або декількох пісків з більшим чи меншим вмістом глини і відпрацьованої суміші. Піски і зворотний суміш змішують в таких пропорціях, щоб в результаті утворилася формувальнасуміш, що володіє необхідними технологічними властивостями.

Формувальні суміші для форм чавунних виливків.Склад формувальних сумішей (табл. 8) залежить від конфігурації і складності поверхні виливків, товщини їх стінок і стану ливарної форми перед заливанням. Суміші для ажурних виливків, що мають складну поверхню, тонкі стінки і велике число просвітів, що утворюють ажур, повинні забезпечувати отримання в формі чіткого відбитка складної поверхні моделі і міцність дрібних болванчиков, що дають просвіти в литві. Крім того, при заливці в форму чавун в порівнянні з кольоровими металами має більш високу температуру. Тому формувальні суміші для форм, що заливаються чавуном, повинні мати достатню вогнестійкість.

Підвищення температури заливки чавуну призводить до більш інтенсивного газовиділення при прогріванні форми, тому формувальні суміші повинні мати хорошу газопроникність. Таким чином, формувальні суміші для форм, що заливаються чавуном, при достатній міцності повинні бути газопроникними і вогнетривкими.

Формувальні суміші для форм виливків з кольоровихсплавів. Латунь, бронза і алюмінієві сплави, що застосовуються у виробництві художнього лиття, в порівнянні з чавуном мають більш низьку температуру заливки і велику текучість. Тому при виготовленні ливарних форм представляється можливим застосовувати дрібнозернисті формувальні суміші, що дають чисту і гладку поверхню виливки.

Формувальні суміші для формування по-сирому.Формуванням по-сирому виготовляють ливарні форми для тонкостінних і ажурних виливків (барельєфи, ажурні тарілки, вази, деталі статуеток).

Для отримання у формі гарного відбитка, складної поверхні моделі і забезпечення міцності невеликих болванчиков, що утворюють просвіти в литві, формувальні суміші повинні мати хорошу газопроникність, пластичність і бути достатньою

точно міцними. Тому при приготуванні сумішей застосовують мелкосерністие піски з підвищеним вмістом глини.

Суміші для форм, що заливаються в сирому стані, застосовують і при виготовленні форм для архітектурних виливків. У цьому випадку велика маса відливки та розміри форм вимагають застосування в формувальних сумішах більших пісків і підвищують вогнетривкість суміші добавок.

Формувальні суміші для формування по-сухому. Ливарні форми статуй і бюстів значно складніше звичайних. Для їх виготовлення застосовують, як правило, складну кусковую формування. При такій формуванні формувальник, розбираючи форму для видалення моделі, має справу не з напівформах, оберігає від руйнування, а з частинами форми у вигляді спресованих шматків формувальної суміші. Природно, що такі форми повинні бути виготовлені з міцніших формувальних сумішей.

При кусковий формуванні поверхню форми повинна витримувати тиск не менше 0,9 МПа. Газопроникність таких сумішей в сирому стані внаслідок утримання великої кількості глини низька (20-25 одиниць). Тому ливарні форми, виготовлені з цих сумішей, не можна заливати в сирому стані, оскільки підвищена кількість пара і газу не зможе вільно виходити з форми через її стінки. Газопроникність форм, виготовлених з жирних формувальних сумішей, підвищують шляхом їх сушки. У процесі сушіння в результаті випаровування вологи і вигорання добавок збільшується пористість форми. Газопроникність суміші в формі після сушки підвищується до 60- 70 одиниць.

Суміші, форми з яких заливають після сушки, називають формувальними сумішами для формування по-сухому.

Як наполнительной суміші використовують одну відпрацьовану суміш. Освіжають її неперегоревшімі шматками форм, набивають з жирної облицювальної суміші.

Спеціальні формувальні суміші. У виробництві художнього лиття часті випадки, коли складність виливки вимагає застосування особливих способів виготовлення ливарної форми, застосування спеціальних формувальних сумішей.

Рідкі формувальні суміші застосовують при формуванні скульптурних відливок для нанесення облицювального шару на поверхню воскової моделі і виготовлення стержня у формі. На поверхню моделі рідку суміш наносять шляхом оплесківанія моделі, при виготовленні стрижня суміш заливають в порожнину гіпсової форми. До складу рідкої формувальної суміші входять кварцові піски, маршаллит, цемент і вода.

Суспензію на етілсілікатном сполучному застосовують для нанесення на поверхню виплавленої моделі шару, який після її виплавлення утворює нероз'ємну керамічну форму - оболонку для відливання.

Сполучною суспензії є гідролізований розчин етилсилікату, наповнювачем - пилоподібний кварц (маршаллит) марок КП1, КП2, прожарений при температурі 850-900 ° С і просіяний через сито з шовкової сіткою.

Піщано-смоляні суміші застосовують у виробництві виливків, одержуваних в оболонкових формах. До складу суміші в якості наповнювача входить кварцовий пісок із зернами розміром менше 0,2 мм. В якості сполучного використовують термореактивною смолу. З метою економії дорогих смол оболонки полуформ виготовляють двошаровими. У цих випадках піщано-смоляні суміші ділять на облицювальні і наповнювальні. Облицювальні готують з великим вмістом смол, наповнювальні - з меншим.

§ 9. Стрижньові суміші

Стрижневі суміші в процесі заливки форми знаходяться в більш важких умовах, ніж формувальні, тому вони повинні бути більш міцними, газопроникними, податливими, вогнетривкими, менш гігроскопічні, мати гарну виживанням з виливки.

Основними матеріалами для приготування стрижневих сумішей, як і для формувальних, є пісок і глина. Однак велика кількість глини, необхідне для підвищення міцності, погіршує газопроникність, піддатливість, вибіваемость суміші, збільшує її Пригара до стінок виливки. Для поліпшення якості стрижневою суміші в її склад замість глини входять крепителі. До них відносяться різного роду масла, каніфоль, кам'яновугільний пек, сульфітно-спиртова барда, декстрин, рідке скло та інші спеціальні матеріали.

Залежно від застосовуваного сполучного стрижневі суміші діляться на піщано-глинисті, в яких сполучною є глина, і піщано-масляні, в яких сполучною є органічні речовини - замінники масел. Піщано-глинисті суміші мають достатню міцність в сирому стані; їх застосовують для стрижнів простих форм художніх виливків, виготовлених по-сирому. Піщано-масляні суміші застосовують для стрижнів кускових форм, що заливаються після сушки.

У технологічному процесі виготовлення стрижнів значну частину часу займає їх сушка. Трудомісткий і тривалий процес сушіння стрижнів усувається зовсім або скорочується до мінімуму при використанні в стрижневих сумішах в якості сполучного рідкого скла (5-7 %). Стрижні з таких сумішей тверднуть на повітрі без обробки або після продувки вуглекислим газом СО2. Таку суміш називають самотвердеющие.

В останні роки застосовують рідкі самотвердеющие суміші (ЖСС), при використанні яких відпадає необхідність сушіння

Таблиця 9



Класифікація глин по вмісту шкідливих домішок | Стрижневі суміші для чавунних мистецьких та архітектурних виливків

А- * - готовоеізделіе; б - роз'ємна модель; в - стрижневий ящик; г - стрижень; д, е - частини ливарної форми; ж - виливок з ливникової системою | Групи пісків | Продувається перед зразком | Ливарні властивості сплавів | Виготовлення модельних плит | Залежність площі перетину живильників і їх числа від маси і товщини стінки відливки з сірого чавуну |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати