к лабораторной работе

МЕТОДИЧЕСКОЕ РУКОВОДСТВО

«Формовка в опоках и заливка форм

расплавленным металлом»

по курсу

«Технология конструкционных металлов» для студентов всех форм обучения и направлений

Цель работы: ознакомление студентов с типовыми составам формовочных смесей, методами их приготовления, а также пу­тем исследования прочности смеси во влажном состоянии определить
для какого вида литья пригодна данная смесь.

ОБЩЕ ПОЛОЖЕНИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ

Качество и стоимость отливок в значительной степени зависят от правильного выбора и состава и технологических свойств, формо­вочной смеси» При выборе состава Формовочной смеси учитывают:

1)род заливаемого металла и условия взаимодействия металла с формой;

2)сложность и ответственность отливки;

3)наличие необходимых материалов;

4)серийность производства;

5)технологию изготовления сборки форм;

6) планируемую себестоимость..

-По виду задаваемого металла смеси делятся на три группы для получения Форм отливок: стальных, чугунных и из цветных металлов. Такое деление обусловлено прежде всего температурой заливки ме­талла, хонорая для отели составляет 148О^и-15чО^иС, чугуна 1380 --1ч2О°С и цветных сплавов ниже П0О°С.

Независимо от того, каким металлом будет залита *орма, формо­вочные смеси разделяются:

1)по характеру использования - на единые, облицовочные и на-п мнительные;

2)по состояв*» формы перед заливкой - на смеси для л>орм, зали­ваемых во влажном состоянии,и омеон, заливаемые в сухом состоянии.

Бела воя форма изготовляется из одной смеси, то такая смесь называется единой. Единые снеси применяют при машинной формовке в цехах оерииного и массового производства, как правило, единые смеси приготовляют из наиболее огнеупорных Формовочных пеоков я глин наибольшей связующей способности, чтобы обеспечить долговечность смеон. В смесь при переработке, кроме использован­ной омеоя,каждый раз вводятся значительное количество освежающих материалов для поддержания прочности я газопроницаемости в задан­ных пределах.

Облицовочная с м е о ь применяется в условиях серийного и единичного производства. Она влнооится вокруг модели слоем 15-20 см, в зависимости от толщины стенки отлявхя. Облицо­вочная смеоь непосредственно соприкасается с жидким металлом я подвергается наибольшему тепловому я физико-химическому воздей­ствию. В состав облицовочной снеся вводится значительное количе­ство свежих материалов, чтобы улучиить технологические свойства смеоя я обеспечить получение качественной отлявки без пригаре» о чистой поверхностью я без внутренних дефектов. Облицовочную смеоь применяют при изготовлении крупных отельных и чугунных отливок, ответственных отливок среднего развеса я в тех случаях, копа ис­пользование только единой смеои дает значительный брак отливок но вине формовочной смеои.

Наполнительная смесь наносится поверх облицовочной омеся я заполняет остальную часть формы. Озновное технологическое требование к ней - обеспечение прочности при вы­сокой газопроницаемости. Наполнительную омеоь приготовляет на от­работанной смеси.

Для оухих. форм рекомендуется вводить крупный песок, дающий больную газопроницаемость. Поверхность отливок при этом не ухуд­шается, так как форму окрашивают огнеупорной краской. Чтобы форма не трескалась во время сушки, необходимо иополыовать тощяе.а не жирные глины. Добавки органических связующих, особенно волокнистых, уменьшают растрескивание формы я делают ее податливой я легковн-биваемой.

При Формовке по сырому особое значение имеют прочность, газо­проницаемость, влажность смеся. Следует стремиться получать тре­буемую прочность и газопроницаемость пря минимальном содержании глины, чтобы уменьшить влажность. Поэтому используют жирные огне­упорные глины я бентониты, обладающие наибольшей евязущей способ­ностью во влажном состоянии. Бентониты в оочетаняи о крахмальными добавками позволяют получать формовочные омеои влажноотье 1,8-2,э£, называемые маловлажными.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И СОСТАВЫ ФОРМОВОЧНЫХ СМЕСЕЙ

Одним из основных технологических овойотв формовочных омеоей, которое всегда регламентируется и контролируете я, является проч­ность по сырому.

Прочностью называется способность формовочной смеси выдержи­вать внешние нагрузки без разрушения. Это свойство необходимо для, того, чтобы литейная форма не деформировалась и не разрушалась при транспортировке я при заливке в ее полость жидкого металла.

Прочность смеси во влажном состоянии зависит от содержания
глины, ее связующей способности, а также от плотности. Прочность
создает глинистая оболочка вокруг зерен песка, которая получает­ся при перемешивании смеси в бегунах.

С применением, более мелкого песка, уменьшения влаги (до определенного предела), увеличения содержания глины и повышением плотности прочность, возрастает.

Прочность должна быть достаточно высокой для того, чтобы форма (стержень) не разрушалась при извлечении модели, кантовке, тран­спортировке, сборке, заполнении жидким металлов ч под воздействием' гидростатического напора жидкого металла.

Прочность смеси должна быть достаточно низко!:

I.B процессe затвердевания форма (стержень) не должна оказывать сопротивления усадке отливки и вызывать появления в ней внут­ренних напряжений я трещин. Это свойство формовочных я стержневых смесей называется податливостью.

Особенно большое сопротивление усадке отливки оказывает стерж­ни, поэтому стержневые смеси должны обладать повышенной податли­востью - легко деформироваться и перемещаться при усадке отливки.

2.Во время выбивки отливки форма (стержень) должна легко раз-рываться. Это свойство формовочных (стержневых) смесей называется выбиваемостью. Плохая выбиваемость стержневых смесей резко увели­чивает трудоемкость выбивки - удаления стержней из отливки при ее очитке. Идеальной является такая выбиваем стержневой смеси, при которой стержень рассыпается и приобретает.

В общем случае формовочные смеси можно подразделить на:

I) песчано-глинистые,

2)быстротвевдеющие, жидкостекольные,

Э)жидкие самотвердеющие (ЖСС).

Песчано-глинистые формовочные смеси применяет для изготовления отливок из углеродистой стали, чугуна и цветных сплавов в малой и средней массы.

Изготовляются отливки как в сырых формах, так и в сухих.

Состоят смеси из песка, глины и специальных добавок.

Быстротвердеющие жидкостёкольные смеси о использованием в качестве связующего жидкого стекла занимает доминирующее положение в производстве отливок из чугуна, углеродистой и легированных сталей.

Переход с песчано-глинистых на жидкостекольные смеси сокра­щает производственный цикл, она способствует увеличению роста выпуска отливок, обеспечивает получение отливок высокого качества.

Жидкие самотвердевющие с м е с и открывают широкие возможности для процессов формовки, повышения точности отливок я снижения трудоемкости изготовления формы. Фор­мы из ЖСС не формуются, а отливаются и после заливки самопроизволь­но затвердевают.

Ориентировочная прочность смеси в сыром состояния приведена в табл.1.

Таблица 1.

Прочность смесей (кГ/см2) для различных видов литья

масса отливки, кг			С п л	а в и
	Сталь			Чугун	1 Цветные	сплавы
до 200 100-1000 свыше 1000	0,2-0.3-0,3-	0.35 0,45 О.б	о.з 0.4 0,5	-0.5 - 0,7 - 0.8	' 0,3 -0.3 -0,3 -	0,5 0.5 0,5

ОБОРУДОВАНИЕ, ИНСТРУМЕНТ И МАТЕРИАЛЫ

1. Лабораторные смешивавшие бегуны (рис.1).

2.Лабораторный копер (рис.2).

3. Рычажной прибор для определения прочности образцов (рис. 3).\

4.Технические весы с разновесами.

5.Металлическая гильза с внутренним диаметром 50 ♦ 0,2 мм.

6. Мензурка.

7. Часы.

8. Коробка для смеси.

9. Кварцевый песок.

Рис.1. Смешивающие бегуны: 1-катка, 2-плужки, 3-окно для выгрузки смеси.	Рис. 2 Лабораторный копер

Рис.3.Рычажный прибор для определения прочности.

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ

На лабораторных бегунах (рис,1) приготовляют формовочную смесь следующего состава:

сухой песок - 90 %
глина - 8%

вода - 2%

Сухой песок и шину загружают в лабораторные бегуны и переме­шивают в течение 2 мин. Затем добавляют отмеренное мензуркой необ­ходимое количество воды и продолжают перемешивать еще 8 мин.

Смесь выгружают из бегунов и приступают к изготовлению стан­дартных образцов на лабораторном копре (рис.2). Металлическую гильзу 9 устанавливают в поддон и в нее всыпают навеску (150 --170 г) формовочной смеси; при этом следят за тем, чтобы поверх­ность насыпаемого слоя смеси была горизонтальной. Подъемником 8 копра поднимают шток 2 и груз 3; на станину устанавливают поддон с гильзой, осторожно и плавно опускают боёк 7, закрепленный на штоке 2, в гильзу до соприкосновения со смесью. После этого вра­щением рукоятки б и эксцентрика 5 уплотняет смесь тремя ударами груза 3 весом 6,35 + 0,015 кг, падающего о высоты 56 + 0,25 мм. Высота образца в гильзе после уплотнения должна быть 50 ± 0,8 им. Эту высоту контролируют по трем горизонтальным рискам, занесенным через 0,8 мм на стойке станины. Совпадение верхнего торца штока 2 со средней риской соответствует высоте образца 30 мм. Крайние ряски указывают на допустимые отклонения.

После уплотнения гильзу о поддоном снимают о копра, отделяют поддон от гильзы и образец осторожно извлекают из гильзы, разби­рая ее, отвернув винты заплечников. Образец устанавливают на пло­щадку б рычажного прибора (рис.3), предварительно проверю, чтобы указатель 4 каретки 2 стоял на делении 0 шкалы рычага 5. Затеи о помощью винта 7 иверхней площадки 8 зажимают образец до легкого упора. Вращением рукоятки 3 винта I перемещают каретку 2 до тех пор, пока под действием нагрузки образец не разрушится; при этом указательзафиксирует на рычаге 5 разрушающее действие с точностью до 0,01.

Испытание проводят на трех образцах; значение предела прочно-сти принимают как среднее арифметическое значение трех определе­ний. Если это значение, отличается от одного их трех боль­ше, чем на 10 %, то испытание должно быть повторено и вновь проведено.

Дата добавления: 2015-08-10