Свойства формовочных смесей

Для получения отливок высокого качества формовочные и стержневые смеси, из которых делают разовые литейные формы, должны обладать определенными механическими, технологическими и физическими свойствами.

Основные механические свойства смесей, прочность, поверхностная прочность, пластичность, податливость.

Прочность – способность смеси обеспечивать сохранность формы (стержня) без разрушения при ее изготовлении и пользовании. Формы (стержни) не должны разрушаться от толчков при сборке и транспортировке, выдерживать давление заливаемого металла. Стандартными характеристиками являются для сырых смесей – предел прочности при сжатии s_сж, для сухих форм (после сушки) – предел прочности при растяжении s_р. Для песчано-глинистых смесей s_сж = 30...70кПа, s_р= 80...200 кПа.

Поверхностная прочность (осыпаемость) – сопротивление истирающему действию струи металла при его заливке. При недостаточной поверхностной прочности наблюдают осыпаемость, т.е. отделение частиц формовочной смеси, попадающих в отливку.

Пластичность – способность смеси воспринимать очертания модели (стержневого ящика) и сохранять полученную форму.

Податливость – способность смеси сокращаться в объеме под действием усадки сплава. При недостаточной податливости в отливке возникают напряжения, которые могут привести к образованию трещин.

Технологические свойства смесей характеризуются их текучестью, термохимической устойчивостью, негигроскопичностью, выбиваемостью и долговечностью.

Текучесть – способность смеси обтекать модели при формовке, заполнять полость стержневого ящика. Перемещение частиц формовочных смесей должно происходить при возможно минимальном усилии в процессе формовки и обеспечивать одинаковое уплотнение во всех частях формы (стержня) без рыхлых мест и пустот.

Термохимическая устойчивость или непригораемость – способность смеси выдерживать высокую температуру заливаемого сплава без оплавления или химического с ним взаимодействия. Пленки пригара ухудшают качество поверхности и затсудняَт ооследуюшую обрааотку отливки. При оплавлении формовочной смеси резко снижается ее газопроницаемость.

Негигроскопичность – способность смеси после сушки не поглощать влагу из воздуха в течение длительного времени.

Выбиваемость – способность легко удаляться из форм и полостей отливок при их выбивке после охлаждения. Хорошую выбиваемость имеют смеси, в которых связующие вещества теряют прочность при нагреве после заливки сплава.

Долговечность – способность смесей сохранять свои свойства при многократном использовании.

Технологические свойства не могут быть выражены количественно, их оценивают по экспериментальным данным.

Газопроницаемость – способность смесей пропускать газы через стенки формы вследствие пористости – одно из важнейших свойств формовочных смесей. В расплавленном металле всегда содержатся растворенные газы, выделяющиеся при его охлаждении и затвердевании. Большое количество водяных паров и газов выделяется также из самих формовочных материалов при их нагревании. При недостаточной газопроницаемости в теле отливки могут образовываться газовые пузыри - раковины. Для оценки формовочных смесей пользуются коэффициентом газопроницаемости К, который определяют экспериментально. Для песчано-глинистых смесей К = 30...120 единиц.

Теплофизические свойства – теплопроводность, удельная теплоемкость – существенно влияют на скорость кристаллизации металла и его последующего охлаждения и тем самым на структуру и свойства отливок.

Свойства песчано-глинистых смесей являются функцией многих параметров. Так, прочность и пластичность их увеличиваются с повышением содержания глины, зависят также от размеров и формы зерен песка, влажности и других факторов. Составы формовочных и стержневых смесей с требуемыми свойствами выбирают в зависимости от литейного сплава, массы и конфигурации отливок и других условий.