Лиття у піщано-глинисті форми

З багатьох способів лиття частіше всіх застосовується лиття у піщано-глинисті форми (земляні). Воно застосовується в основному для виготовлення крупних відливок складної форми.

Технологічний процес лиття складається з ряду операцій:

а) Виготовлення модельної оснастки;

б) Приготування формовочних та стрижневих сумішей;

в) Виготовлення стрижнів та формування за моделями;

г) Сушіння стрижнів та напівформ;

д) Складання форм, заливання зарані розплавленого металу в форму;

е) Охолодження відливки у формі;

ж) Вибивання відливки з форми;

з) Обрубування літників, випарів та прибутків;

и) Видалення стрижнів;

к) Очищення відливки.

Для виконання лиття у піщано-глинисту форму виготовляють комплект модельної оснастки, в склад якого входять: моделі, під модельні плити, стрижневі ящики та опоки.

Модель є копією майбутньої відливки. За її допомогою утворюються внутрішні пустоти (полості) в земляній формі. Моделі виготовляють з дерева, металічних сплавів або пластмас. Вони можуть бути цілими або роз’ємними що складаються з двох частин – напів - моделей.

При формуванні напівмоделі установлюються на підмодельних плитах – чавунних або стальних плитах з рівною поверхнею.

Внутрішні пустоти (полості) в відливках утворюються стрижнями, які виготовляються з стрижневої суміші.

Для виготовлення стрижнів застосовують пристосування, яке називається стрижневими ящиками, які можуть бути дерев’яними або метале­вими, цільними або роз’ємними.

Металічні моделі та стрижневі ящики найчастіше виготовляють з алюмінієвих сплавів та чавуну.

Для виготовлення ливарних форм необхідні також опоки, які являють собою металеві рами різної конфігурації, які служать для ущільнення в них формовочної суміші при виготовленні форм.

Формовочні матеріали являють собою суміш кварцевого піску і глини з домішками кам’яновугільного пилу, молотого вугілля, дерев’яних опилків, рідкого скла, цементу, бітуму, штучних смол. Дерев’яні опилки збільшують газопроникність, вугільний пил перешкоджає пригорянню металу до форми; цемент, рідке скло підвищують міцність.

За призначенням формовочні суміші діляться на облицювальні та наповнюючі. З облицювальної свіжої суміші роблять шар безпосередньо прилягаючий до моделі та доторкуючийся до розплавленого металу при заливці. Решту простору опоки набивають наповнюючою сумішшю, яку одержують з уже бувшої у використанні (горілої) суміші.  

В масовому виробництві використовують єдину формовочну суміш.

Для виготовлення стрижнів застосовують стрижневі суміші, в які добавляють рідке скло, термореактивні смоли, сланцеві смоли та ін. Стрижні виготовляють шляхом набивання стрижневої суміші в стрижневі ящики, ручним або машинним способом.

Формування в опоках - процес виготовлення разової ливарної форми, здійснюється за допомогою машин або вручну.

Сушіння форм та стрижнів здійснюють в сушилках при температурі 200-350°С.

Складання форм одна з відповідальних операцій процесу лиття, від якого залежить якість форми та точність розмірів майбутньої відливки.

Для заливання металу використовують особливий ківш. Форми вста­новлюють на підлозі цеху (при одиничному виробництві) або на конвеєрі (в серійному і масовому виробництві).

Після охолодження відливки піщано-глинисту форму руйнують і виймають відливку.

Стрижні видаляють під тиском струменю води в спеціальних гідрав­лічних камерах.

Обрубку литників, випарів та прибутків виконують при допомозі пилок або газового чи дугового різання.

Очищення відливок від формовочної суміші виконують вручну або механічним способом в барабанах які обертаються.

При цьому способі лиття часто спостерігаються дефекти: різні раковини, шлакові включення, пори, тріщини, перекоси та ін.

З сказаного зрозуміло, що виробництво відливок в піщано-глинистих (земляних) формах тривалий і трудомісткий процес, а одержувані відливки не відзначаються точністю форми і розмірів, мають великі припуски та грубу поверхню.

Прагнення до покращення лиття привело до створення ряду особливих способів лиття.