Контрольная работа: Основи металургійного виробництва та технології ливарного виробництва
Формувальні суміші застосовують для виготовлення піщаних форм, а стержневі — для виготовлення стержнів, встановлюваних у зазначені форми.
Вихідні формувальні матеріали.
Вихідними матеріалами для виготовлення формувальних сумішей служать формувальні піски і глини. Формувальні піски добувають у піщаних кар'єрах і класифікують за ГОСТом. У залежності від вмісту глинистих складових кварцові піски поділяються на кілька класів: кварцові К (до 2% глини), тощі Т (2—10% глини), напівжирні П (10—20% глини), жирні Ж {20—30% глини) і дуже жирні ОЖ (30— 50% глини). Іншою класифікаційною ознакою пісків по тому ж ГОСТу є його зерновий склад, що визначається методом ситового аналізу.
Піски підрозділяють по величині зерен: грубий (1,0—0,4 мм), дуже великий (0,63—0,315 мм), великий (0,4—0,2 мм), середній (0,315—0,16 мм), дрібний (0,2— 0,1 мм), дуже дрібний (0,16—0,063 мм), тонкий (0,1 — 0,05 мм), пилоподібний (0,063—0,05 мм). Для зв'язування зерен піску у формувальні суміші додають глини, каолінітові (позначаються буквою К) або монтморилонітові (позначаються буквою М).
Монтморилонітові (бентонітні) глини володіють високою сполучною здатністю у вологому стані.
У зв'язку з тим що піщано-глинисті формувальні і стержневі суміші володіють рядом недоліків (поганою піддатливістю і газопроникністю й ін.), у них замість глини вводять зв'язувальні речовини (сульфідно-спиртову барду, різні смоли, пеки, бітуми, рідке скло й ін.).
Оптимальна кількість вводиться в суміш сполучних визначається за ГОСТ або по ТУ.
З неорганічних сполучних застосовують рідке скло (водний розчин силікату натрію Na2 O-m-Si2 , де m коливається від 2 до 3). Головною характеристикою рідкого скла є модуль, що представляє собою відношення числа грам-молекул двоокису кремнію до числа грам-молекул окису натрію
Чим більше модуль, тим вище міцність сумішей у вологому стані і нижче в сухому стані.
Крім сполучних матеріалів, що забезпечують необхідну міцність, у формувальні і стрижневі суміші вводять різні добавки, що додають сумішам необхідні властивості.
Пісок застосовується попередньо висушеної і просіяний. Глину і тверді добавки сушать, дроблять і просівають. Для сушіння піску застосовують печі барабанного типу і високопродуктивні апарати киплячого шару.
Формувальні суміші. Їх приготування і властивості.
Формувальні суміші служать для виготовлення піщаних форм і застосовуються трьох типів: єдині, лицювальні і наповнювальні. Єдині суміші використовують у масовому виробництві, а лицювальні і наповнювальні — в індивідуальному виробництві. При цьому спочатку на поверхню моделі наносять лицювальну суміш, а потім наповнювальною сумішшю заповнюють іншу частину форми.
Вибір складу формувальної суміші залежить головним чином від сплаву, з якого будуть виготовляти відливки, а, також від того, які форми застосовуються: сухі або сирі. Найбільше застосування одержали сирі форми, тому що це економічно більш вигідно. Сухі форми використовують для виготовлення великих або складних за формою виливків.
Для одержання якісних виливків у сирих формах необхідно знати залежність властивостей формувальної суміші від її складу. Так, наприклад, чим, більше в суміші глини, тим газопроникність нижче, але вище міцність; підвищена вологість (більш 6%) збільшує пластичність і міцність суміші, але знижує її газопроникність і збільшує газотворність суміші.
Рис. 2. Змішувальні бігуни з горизонтальними катками: — чаша; 2 — вертикальний вал; 3 — траверси; 4—маятники; 5—катки; 6 —шарніри; 7 —плужки; 8 — люк для видалення суміші
Рис. 3. Схема аератора; 1 — обертовий вал; 2 —лопатки, укріплені на валові й відкидаючі формувальні суміші; 3 — ґрати; 4 — завантажувальна воронка для формувальної суміші
Технологічний процес приготування формувальних сумішей полягає в перемішуванні складових компонентів суміші з наступним її вистоюванням і розпушенням. Перемішування виробляється в бігунах, що змішують, (рис. 2). Час перемішування складає для єдиної суміші 3—5 хв., для наповнювальної суміші близько 3 хв. і для лицювальної суміші 6—10 хв. Потім формувальні суміші завантажують у бункери, де вистоюються протягом декількох годин для рівномірного розподілу вологи. Перед подачею у формувальне відділення суміш розпушують аераторами (рис. 3) або пересувними стрічковими розпушувачами. Підготування вихідних матеріалів і готування формувальних сумішей виробляється в землеприготовлювальному відділенні.
Приготовлені формувальні суміші повинні володіти наступними основними властивостями:
- достатньою міцністю, протистояти зусиллям, що руйнують, під час виготовлення і транспортування форм, а також тискові рідкого металу при заливанні, гарною газопроникністю (пропускати гази після заливання металу у форму);
- низкою газотворністью (не виділяти гази при високих температурах), пластичністю (добре формуватися і давати чіткий відбиток від моделі), піддатливістю (не перешкоджати усадці металу при затвердінні виливка), вогнетривкістю (не розм'якшуватися і не розплавлятися під дією високої температури рідкого металу, що заливається у форму), довговічністю (зберігати свої якості при повторних уживаннях), вибиваємістю (легко руйнуватися і вибиватися з опок).
Горіла, відпрацьована суміш, вибита з опок перед повторним використанням, піддається переробці, що складається з охолодження, відділення металевих включень - (бризів металу, каркасів стрижнів, шматків холодильників), роздрібнення і просівання. Для видалення металевих часток застосовують магнітний сепаратор, а для просівання — сита барабанного типу. Для розминання твердих грудок суміші, що утворяться після вибивання сухих форм, застосовуються гладкі валки.
Потім, для додання формувальної суміші зазначених вище властивостей, у неї вводять необхідну кількість свіжих матеріалів (пісок, глину й ін.) і води, після чого суміш ретельно перемішується в бігунах, що змішують. .
Зразковий склад формувальної суміші для чавунного лиття: 8—10% глини, 0,5—1% кам'яного вугілля, 4—6% води, інше кварцовий пісок.
Властивості такої суміші наступні: газопроникність 80—100 см/хв, межа міцності при стиску сирих зразків 0,4— 0,6 кгс/см2 .
У даний час процес переробка й готування формувальних сумішей у ливарних цехах серійного й масового виробництва автоматизований,