Skład masy formierskiej do aluminium. Materiały i mieszaniny na formy i rdzenie

Odlewy artystyczne są bardzo zróżnicowane pod względem złożoności, wagi i materiału, z którego są wykonane. Tak więc w samej produkcji zakładu Kasli na Uralu można znaleźć odlewy o wadze od kilku gramów do kilku ton, o wymiarach od centymetra do kilku metrów, o grubości ścianki od milimetra do kilkudziesięciu milimetrów. Oczywiście wymagania dotyczące form takich różnych odlewów również nie są takie same. Na przykład wytrzymałość ściany posągu o wadze 5 ton nie może być równa wytrzymałości ściany ażurowego pudełka lub bransoletki do zegarka. Dlatego do każdego odlewu dobierane są masy formierskie.

Mieszanka licowa wchodzi w kontakt z modelem i odlewem. Mieszanka licowa, która odtwarza odcisk powierzchni modelu, jako pierwsza przejmuje wpływ temperatury metalu wlewanego do formy i musi mieć dobrą wytrzymałość, plastyczność, ognioodporność i przepuszczalność gazu. Dlatego zawiera z reguły więcej świeżych mas formierskich i jako najdroższy jest stosowany w formie w małych ilościach (warstwa 20–30 mm na powierzchni modelu).

Mieszanka wypełniająca składa się głównie z mieszanki pochodzącej z recyklingu z niewielką ilością świeżych surowców.

Mieszanki formierskie podczas maszynowego formowania odlewów architektonicznych, ze względu na specyfikę procesu technologicznego formowania, stosowane są jednocześnie jako mieszanina okładzinowa i wypełniająca i nazywane są pojedyncze mieszanki.

Naturalny, Lub naturalne, mieszanki są piaski ilaste gatunków P0063 i Zh005 o zawartości gliny od 12 do 30%. Naturalne mieszanki formierskie znajdują szerokie zastosowanie przy produkcji cienkościennych ażurowych i korpusowych odlewów z żeliwa i metali nieżelaznych do form zalewanych na surowo i po suszeniu. Mieszanki te charakteryzują się dobrą plastycznością oraz wytrzymałością na mokro i na sucho.

Sztuczny, Lub syntetyczne, mieszanki najczęściej spotykany w produkcji odlewów artystycznych i architektonicznych. Są to mieszaniny piasku i gliny lub kilka piasków z mniejszą lub większą ilością gliny i mieszaniną odpadów. Piaski i mieszaninę roboczą miesza się w takich proporcjach, aby uzyskać mieszaninę formierską o niezbędnych właściwościach.

Masy formierskie do form żeliwnych. Skład mas formierskich (tab. 72) zależy od stopnia złożoności układu i powierzchni odlewów, grubości ich ścianek oraz stanu formy odlewniczej przed zalaniem.

Tabela 72

Skład i właściwości mas formierskich na formy żeliwnych odlewów artystycznych i architektonicznych

Mieszanki do form ażurowych odlewów, które mają złożoną powierzchnię, cienką ściankę i dużą liczbę szczelin tworzących ażur, muszą zapewniać uzyskanie wyraźnego odcisku złożonej powierzchni modelu w formie i wytrzymałości najmniejszych półfabrykatów, które zapewnić luki w odlewie. Ponadto żeliwo ma wyższą temperaturę po wlaniu do formy w porównaniu ze stopami metali nieżelaznych. Dlatego też masy formierskie do form wypełnionych żeliwem muszą posiadać odpowiednią odporność ogniową.

Wzrost temperatury zalewania żeliwa prowadzi do intensywniejszego wydzielania się gazu podczas nagrzewania formy – masy formierskie muszą charakteryzować się dobrą przepuszczalnością gazów. Zatem masy formierskie do form wypełnionych żeliwem, o odpowiedniej wytrzymałości, muszą być gazoprzepuszczalne i ognioodporne.

Mieszanki formierskie do form odlewniczych ze stopów metali nieżelaznych. Stopy mosiądzu, brązu i aluminium stosowane do produkcji odlewów artystycznych charakteryzują się niższą temperaturą zalewania i większą płynnością w porównaniu do żeliwa. Dlatego przy wytwarzaniu form odlewniczych wydaje się możliwe stosowanie drobnoziarnistych mas formierskich, które dają czystą i gładką powierzchnię odlewu.

Masy formierskie do form zalewanych na mokro, stosowane są do produkcji form odlewniczych do odlewów cienkościennych i ażurowych (płaskorzeźby, ażurowe płyty, wazony, części figurek itp.).

Aby uzyskać dobry odcisk w formie, złożoną powierzchnię modelu i wytrzymałość małych półfabrykatów tworzących szczeliny w odlewie, mieszanki formierskie o takich kształtach muszą charakteryzować się dobrą przepuszczalnością gazów, ciągliwością i wystarczającą wytrzymałością. Dlatego do przygotowania mieszanek stosuje się piaski drobnoziarniste o dużej zawartości gliny (gliny naturalne i wzbogacone dodatkami ilastymi jako samodzielny składnik mieszanki).

Mieszanki do form mokrych stosuje się także do produkcji form do odlewów architektonicznych. W tym przypadku duża masa odlewu i wielkość form wymagają stosowania większych mas i dodatków zwiększających ognioodporność mieszanki w masach formierskich.

Masa formierska do form wylewana po wyschnięciu. Formy odlewnicze do posągów i popiersi są znacznie bardziej złożone niż odlewy konwencjonalne. Do ich produkcji stosuje się z reguły złożone formowanie elementów. W tym przypadku formierz przy demontażu formy w celu wyjęcia modelu ma do czynienia nie z półformami przymocowanymi do ścianek kolby, ale z częściami formy w postaci sprasowanych kawałków masy formierskiej. Naturalnie takie formy muszą być wykonane z trwalszych mieszanek formierskich.

Mieszanki do formowania bryłowego muszą wytrzymywać ciśnienie na powierzchni formy co najmniej 0,09 MPa. Przepuszczalność gazów takich mieszanin w postaci surowej jest niska (20–25 jednostek konwencjonalnych) ze względu na dużą ilość zawartej w nich gliny. Dlatego form wykonanych z tych mieszanek nie można zalewać w stanie surowym, gdyż zwiększona ilość pary i gazu nie będzie swobodnie wychodzić z formy przez jej ścianki. Przepuszczalność gazów przez formy wykonane z tłustych mas formierskich poprawia się poprzez ich suszenie. Podczas procesu suszenia, w wyniku odparowania wilgoci i wypalenia dodatków, zwiększa się porowatość formy. Przepuszczalność gazu mieszaniny w formie po wysuszeniu wzrasta do 60–70 jednostek konwencjonalnych.

Jedną zużytą mieszaninę stosuje się jako wypełniacz mieszanki. Odświeżają go, biorąc pod uwagę obecność w nim znacznej ilości niespalonych kawałków pleśni wypełnionych tłustą mieszaniną okładzinową.

Specjalne mieszanki formierskie . W produkcji odlewów artystycznych często zdarzają się przypadki, gdy złożoność odlewu wymaga zastosowania specjalnych metod wykonania formy odlewniczej, zastosowania specjalnych mieszanek formierskich.

Płynna masa do formowania stosowany przy formowaniu odlewów rzeźbiarskich do nakładania warstwy wierzchniej na powierzchnię modelu woskowego i wytwarzania go w postaci pręta. Płynną mieszaninę nanosi się na powierzchnię modelu poprzez rozpryskiwanie modelu. Podczas wykonywania pręta mieszaninę wlewa się do wnęki formy gipsowej. Płynna mieszanina zawiera piasek kwarcowy, kwarc pylony, cement i wodę. Zawiesina ze spoiwem krzemianowo-etylowym służy do nałożenia na powierzchnię modelu z traconego wosku warstwy, która po stopieniu tworzy integralną formę ceramiczną – skorupę do odlewu.

Spoiwem zawiesiny jest zhydrolizowany roztwór krzemianu etylu, wypełniaczem jest sproszkowany kwarc (marshallit) gatunku KP1, KP2, kalcynowany w temperaturze 850–900°C, o powierzchni właściwej co najmniej 5 m 2 /G.

Mieszanki piasku i żywicy stosowany do produkcji odlewów otrzymywanych w formach skorupowych. Jako wypełniacz mieszanka zawiera piasek kwarcowy o wielkości ziaren poniżej 0,2 mm. Jako spoiwo stosuje się żywicę termoutwardzalną. Aby zaoszczędzić drogie żywice, skorupy półform wykonane są z dwóch warstw. W takich przypadkach mieszanki piasku i żywicy dzielą się na okładziny i wypełnienia. Okładziny przygotowywane są z większą zawartością żywicy, wypełniacze z niższą.

Mieszanki rdzeniowe Formy podczas napełniania poddawane są cięższym warunkom niż formy formierskie, dlatego muszą być trwalsze, gazoprzepuszczalne, giętkie, ognioodporne, mniej higroskopijne i dobrze wybijane z odlewu (tabela 73).

Głównymi materiałami do przygotowania mas rdzeniowych i formierskich są piasek i glina. Jednakże duża ilość gliny, niezbędna do zwiększenia wytrzymałości, pogarsza przepuszczalność gazów, giętkość i wybijalność mieszanki oraz zwiększa jej przyleganie do ścianek odlewu. Aby poprawić jakość mieszanki rdzeniowej, zamiast gliny wprowadza się do jej składu łączniki. Należą do nich różnego rodzaju oleje, dekstryna, płynne szkło i inne specjalne materiały.

Tabela 73

Mieszanki rdzeniowe do żeliwnych odlewów artystycznych i architektonicznych

Mieszanki piaskowo-gliniaste w stanie surowym posiadają wystarczającą wytrzymałość, stosuje się je na rdzenie prostych form odlewów artystycznych wytwarzanych w stanie surowym. Na rdzenie form bryłowych stosuje się mieszaniny piaskowo-olejowe, które po wyschnięciu zalewa się.

W procesie technologicznym wytwarzania prętów znaczną część czasu poświęca się na ich suszenie. Złożoność i czas trwania procesu suszenia prętów są całkowicie wyeliminowane lub zredukowane do minimum, gdy w mieszaninach prętów jako spoiwo (5–7%) stosuje się ciekłe szkło. Pręty wykonane z takich mieszanek utwardzają się na powietrzu bez obróbki, po przedmuchaniu dwutlenkiem węgla CO 2 . Stosowane są w stanie plastycznym i ciekłym. Bardziej skuteczne są mieszanki samoutwardzalne (ZhSS, PSS).

Aby poprawić giętkość i przepuszczalność gazów, do mieszanek piaskowo-gliniastych na duże rdzenie odlewów posągowych dodaje się posiekaną słomę, trociny i torf.

W przypadku małych rdzeni figurkowych zamiast specjalnej mieszanki rdzeniowej czasami stosuje się mieszankę okładzinową do formowania bryłowego.

Mieszanki do odlewania biżuterii

Do odlewania biżuterii o skomplikowanych konfiguracjach ze stopów miedzi ( T pl do 1100°C) tzw proces-myślenia przy użyciu form krystobalitowo-gipsowych. Wykorzystują zarówno importowane materiały formierskie („K-90”, „Satincast”, „Supercast” - tabela 74, „Investright” - tabela 75), jak i krajową masę formierską „Biżuteria”. Importowane mieszanki formierskie charakteryzują się wysoką czystością chemiczną składników: 70–75% mieszanina β-krystobalitu i β-kwarcu; 25–30% α-gipsu o wysokiej wytrzymałości CaSO 4 ·1/2H 2 O. Wielkość proszków krystobalitu i gipsu w tych mieszaninach nie przekracza 100 mikronów.

Tabela 74

Skład chemiczny mas formierskich do odlewania biżuterii

Kontynuacja tabeli. 74

Tabela 75

Skład i właściwości mieszanki „Investrite”.

W importowanych masach formierskich wykorzystuje się surowce zawierające krystobalit ze złoża San Cristobal (Meksyk) lub sztuczny produkt w postaci amorficznej krzemionki wypalanej w temperaturze 1150–1200 ° C, otrzymywanej w wyniku rozkładu naturalnych minerałów w środowisku zasadowym.

Głównymi cechami nowoczesnego procesu są następujące operacje technologiczne:

1. Zastosowanie próżni i wibracji w wytwarzaniu wodnych zawiesin i monolitów form odlewniczych do usuwania z nich pęcherzyków gazu zaadsorbowanych przez cząstki gipsu i powierzchnię modeli woskowych.

2. Stosowanie dodatków technologicznych spowalniających wiązanie gipsu i wydłużających okres płynności zaczynów formierskich:

a) w mieszaninie „K-90” - około 2% H 3 VO 3 · 10H 2 O lub 0,5% Na 2 B 4 O 7;

b) w mieszaninie „Supercast” – około 3% Na 2 SiO 3 i H 3 BO 3 ·10H 2 O;

c) w mieszaninie Satincast - około 1% Na 2 SiO 3 i H 3 BO 3 10H 2 O.

3. Zastosowanie gipsu krystobalitu jako kompensatorów skurczu, którego przemiana zachodzi w zakresie temperatur 250–300°C i towarzyszy mu znaczny efekt rozszerzalności objętościowej. Do zalet importowanych mas formierskich należy możliwość wykonania operacji formowania, wybijania i czyszczenia odlewów. Wadą jest duża zawartość gipsu, który ma tendencję do rozkładu w temperaturach 650°C i wyższych.

Mieszanka K-90 zawiera 25% gipsu, 35% kwarcu, 40% krystobalitu. Podobnie jak dodatki wzmacniające stosuje się kwas borowy, azbest i krzemian sodu. Natomiast podczas precyzyjnego odlewania modeli woskowych po wprowadzeniu do materiału formierskiego Na 2 SiO 3 ·9H 2 O + H 3 BO 3 obserwuje się spadek czystości powierzchni.

W naszym kraju VNIIyuvelirprom opracował masę formierską „Biżuteria”, składającą się z diny i gipsu. Jako napełniacz ogniotrwały stosuje się proszek krzemionkowy z krzemionki gatunku ED, który w porównaniu do innych odmian charakteryzuje się najniższą i ograniczoną zawartością CaO, Fe 2 O, a największą zawartością SiO 2 – 96%. Mieszanki formierskie wykonane z proszku Dinas o frakcjach ED 0,08 mm, mniejszych niż 0,08 mm oraz proszku nie przesianego na frakcje mają podobne wartości płynności i czasu krzepnięcia (tabela 76).

Tabela 76

Parametry technologiczne mas formierskich

z proszku Dinas o różnej dyspersji

Uwaga: Skład mineralogiczny dinów: a-kwarc + a-krystobalit + g-trydymit.

Dane techniczne masy formierskiej „Biżuteria” są następujące: 80–88% diny, 20–12% gipsu, uszczelniacz – woda z kwasem ortofosforowym (do 5 ml na 1 litr wody). Ilość uszczelniacza na 1 kg części proszku wynosi 380 ml: płynność Suttarda 140 mm; utwardzanie, początek (koniec) po 14 minutach, koniec po 24 minutach; kruszenie – 0,27%.

Do precyzyjnego odlewania metali nieżelaznych w masach formierskich jako spoiwo stosuje się gips o wysokiej wytrzymałości. Podczas hydrotermalnej obróbki kamienia gipsowego nasyconą parą wodną w aparatach zamkniętych (autoklawach) powstaje α-półhydrat (gips o wysokiej wytrzymałości), a w naczyniach otwartych β-półhydrat (gips budowlany). Po zmieszaniu sproszkowanego gipsu z wodą powstaje dihydrat CaSO 4 · 2H 2 O – stała substancja przypominająca kamień. Reakcja chemiczna rozkładu gipsu (dwuwodnego siarczanu wapnia) teoretycznie zachodzi w temperaturze 107°C:

CaSO 4 2H 2 O = CaSO 4 0,5 H 2 O + 1,5 H 2 O

W zakresie temperatur 170–200°C gips dalej traci wodę krystalizacyjną i powstaje tzw. rozpuszczalny anhydryt CaSO 4, który aktywnie łączy się z wodą. W temperaturach 200–400°C obserwuje się prawie całkowite usunięcie wody krystalizacyjnej z gipsu. Tworzy się mieszanina nierozpuszczalnego i rozpuszczalnego anhydrytu. W temperaturach powyżej 450°C gips zamienia się w mocno spalony anhydryt gipsowy CaSO4. W temperaturach 750–800°C tworzy się gips strusi.

Po zmieszaniu sproszkowanego gipsu z wodą i uformowaniu bryły przypominającej kamień, wytrzymałość gipsu osiąga maksimum po wysuszeniu do stałej masy. Spowolnienie wiązania gipsu można osiągnąć poprzez wprowadzenie wapna gaszonego (1–2%), kwasu borowego (1,0–2,5%) i innych związków.

W domowej mieszance do formowania „Biżuteria” jako wypełniacz ogniotrwały stosuje się proszek krzemionkowy otrzymywany przez mielenie uralitu cegieł krzemionkowych klasy ED. Electrodynas charakteryzuje się ograniczoną zawartością CaO i Al 2 O 3, najniższą zawartością związków żelaza i najwyższą SiO 2 (96%).

Wynalazek dotyczy produkcji odlewniczej. Mieszanka gipsowa zawiera w % wag.: gips 30-35, wodę 25-30, wypełniacz ognioodporny - resztę. Jako wypełniacz ognioodporny stosuje się popiół lotny z elektrowni cieplnych, zawierający 60-75% SiO 2, 12-15% C, 8-10% Al 2 O 3, 3-5% CaO, 2-3% Fe 2 O 3 i 1% MgO. Skład fazowy - 70% cząstek o wielkości 0,315 mm, 20% - 0,18 mm i 10% mniejszych niż 0,18 mm. Zwiększa się odporność cieplna i ognioodporność form gipsowych. 1 pensja pliki, 1 tabela.

Wynalazek dotyczy dziedziny produkcji odlewniczej, mianowicie mas formierskich gipsowych.

Znane składy mas formierskich zawierających piasek kwarcowy jako wypełniacz ogniotrwały (O.E. Kestner, V.K. Baradanyants i in., „Precyzyjne odlewanie stopów nieżelaznych w formach gipsowych i ceramicznych”, M.: - Inżynieria mechaniczna, 1968).

Wadą znanych wynalazków jest wysoki koszt wypełniacza ogniotrwałego, niska odporność cieplna i ognioodporność form odlewniczych.

Zastrzeżony wynalazek umożliwia zmniejszenie kosztu masy formierskiej oraz zwiększenie odporności termicznej i ognioodporności form. Istota zastrzeganego wynalazku polega na tym, że mieszanina gipsowa do wytwarzania precyzyjnych form odlewniczych, zawierająca gips, wodę i wypełniacz ogniotrwały, zawiera jako wypełniacz ogniotrwały popiół lotny z elektrociepłowni. W tym przypadku jako wypełniacz ognioodporny zastosowano popiół lotny z elektrowni cieplnych, zawierający: 60-75% SiO 2, 12-15% C, 8-10% Al 2 O 3, 3-5% CaO, 2-3 % Fe 2 O 3 i 1% MgO, a skład fazowy mieszaniny jest następujący: 70% cząstek o wielkości 0,315 mm, 20% - 0,18 i 10% mniejsze niż 0,18 mm.

Rezultatem technicznym uzyskanym w wyniku wdrożenia wynalazku jest zwiększenie wytrzymałości cieplnej i ognioodporności form gipsowych.

Zastosowanie popiołu jako wypełniacza ogniotrwałego pozwala na zwiększenie ognioodporności i odporności na pękanie form ze względu na zawarty w popiele kwarc palony o niskim współczynniku rozszerzalności cieplnej, a także obniżenie kosztów wykonania form.

Proponowaną mieszankę gipsową stosuje się w następującym stosunku ilościowym składników,% wag.:

Badanie oporu cieplnego próbek form odlewniczych przeprowadzono zgodnie z GOST 7875.0-94 i GOST 7875.2-94, określając liczbę cykli cieplnych. W tabeli przedstawiono dane eksperymentalne charakteryzujące właściwości form otrzymanych z różnych składów mas formierskich.

Jak wynika z przedstawionych danych, próbki wykonane z zaproponowanych składów mieszanin zawierających popiół lotny z elektrowni cieplnych wytrzymują 1-2 cykle cieplne, co pozwala na wykonanie odlewów o wysokiej jakości. Próbki form odlewniczych wykonanych z mieszanki pierwotnej, bez popiołu, zapadły się podczas pierwszej zmiany ciepła. Mieszankę do formowania gipsu przygotowuje się w następujący sposób.

Suche składniki mieszaniny w określonej proporcji (na przykład 30% gipsu i 40% wypełniacza w masie mieszanki) dokładnie miesza się i wlewa porcjami do wody (na przykład w ilości 30% wagowo) przy ciągłym mieszaniu. Jako wypełniacz ognioodporny zastosowano popiół lotny z elektrowni cieplnych, zawierający: 60-75% SiO 2, 12-15% C, 8-10% Al 2 O 3, 3-5% CaO, 2-3% Fe 2 O 3 i 1% MgO, a skład fazowy mieszaniny jest następujący: 70% cząstek o wielkości 0,315 mm, 20% - 0,18 i 10% mniejsze niż 0,18 mm.

1. Mieszanka gipsowa do produkcji precyzyjnych form odlewniczych zawierająca gips, wodę i wypełniacz ogniotrwały, znamienna tym, że jako wypełniacz ogniotrwały zawiera popiół lotny z elektrowni cieplnych w następującym stosunku składników (% wag.):

2. Mieszanka według zastrzeżenia 1, znamienna tym, że jako wypełniacz ognioodporny stosuje się popiół lotny z elektrowni cieplnych, zawierający 60-75% SiO 2, 12-15% C, 8-10% Al 2 O 3, 3- 5% CaO, 2-3% Fe 2 O 3 i 1% MgO, a skład fazowy mieszaniny jest następujący: 70% cząstek o wielkości 0,315 mm, 20% - 0,18 mm i 10% mniejsze niż 0,18 mm .

Podobne patenty:

Wynalazek dotyczy produkcji odlewniczej. Mieszanka zawiera odpady osadowe z produkcji polichlorku winylu w ilości 97-99% wag., zawierające w% wag.: H2O 50,2; CaSO4·2H2O 12,2; Ca(OH)2 7,2; NaCl 28,2; NaSO4 2,0; NaOH 0,2 i trociny. Spoiwem w mieszaninie są krystaliczne hydraty soli NaCl. Mieszanka posiada wysokie właściwości wytrzymałościowe i łatwo daje się usunąć z odlewów poprzez rozpuszczenie spoiwa w wodzie. 1 pensja pliki, 2 tabele, 1 szt.

Wynalazek dotyczy metalurgii proszków, w szczególności wytwarzania wkładki ceramicznej do formowania wnęki do montażu części zamiennej w korpusie narzędzia wiertniczego podczas procesu odlewania. Cząstki ceramiczne są mielone do średnicy mniejszej niż 150 mikronów, a cząstki żywicy mielone do średnicy mniejszej niż 100 mikronów. Z pokruszonych cząstek ceramicznych i cząstek żywicy przygotowuje się mieszaninę proszków, którą wprowadza się do formy odlewniczej posiadającej wnękę, która tworzy wymaganą część zamienną, na przykład wiertło lub dyszę. Następnie mieszaninę zagęszcza się i żywicę utwardza ​​się. Wkładka może zawierać włókna wzmacniające lub rdzeń grafitowy i otoczkę ceramiczną. Włókna wzmacniające wprowadza się do mieszanki proszkowej przed jej zagęszczeniem. Aby otrzymać rdzeń grafitowy, do formy odlewniczej wprowadza się cylindryczny element grafitowy i zasypuje mieszaninę proszkową tak, aby element grafitowy został w niej zamknięty. EFEKT: uzyskanie wkładu ceramicznego o optymalnej wytrzymałości mechanicznej, umożliwiającej wyjęcie wkładu z odlewu bez jego zniszczenia. 3 rz. i 17 pensji f-ly, 7 chory.

Wynalazek dotyczy dziedziny produkcji odlewniczej. Wodny roztwór koncentratu fosforanu glinowo-borowego poddaje się elektrodializie przy prądzie 0,2...1,5 A, a następnie miesza z wodnym roztworem alkoholu poliwinylowego w stosunku objętościowym (2...4:1). Dzięki zastosowaniu spoiwa niezawierającego krzemionki zapewnione jest podwyższenie właściwości fizyko-mechanicznych form ceramicznych. 2 tab., 2 pr.

Wynalazek dotyczy produkcji odlewniczej. Mieszanka zawiera w % wag.: piasek kwarcowy 85,5-87,5; MgSO4 · 7H2O 4,0-4,5; marshallit 3,0-3,5 i woda 5,5-6,5. Zwiększa wytrzymałość mieszanki. 2 stoły

Wynalazek dotyczy produkcji odlewniczej. Zawiesina zawiera krzemian etylu, alkoholowy roztwór dekahydratu azotanu glinu, mikroproszki elektrokorundu, proszek glinu i tlenek itru w następującej proporcji składników (% wag.): krzemian etylu 5,0-8,0; alkohol etylowy 14,0-17,0; azotan glinu dziewięciowodzian 1,3-2,0; kwas solny lub azotowy 0,06-0,1; poliwinylobutyral 0,03-0,09; proszek aluminiowy 3,0-6,0; tlenek itru 4,0-8,0; mikroproszki elektrokorundu - reszta. Zapewnia to zmniejszenie stopnia interakcji formy ceramicznej z metalem odlewów. 2 stoły

Zawiesina do otrzymywania formy odlewniczej zawiera od 50 do 80% wag. cząstek żaroodpornych, których średnia wielkość wynosi od 0,5 do 150 µm, od 5 do 35% wag. cząstek tlenku glinu, których średnia średnica wynosi poniżej 300 nm i od 5 do 35% wag. wody, pH tej zawiesiny wynosi od 5 do 12. Zawiesinę wytwarza się przez zmieszanie wodnej dyspersji zawierającej cząstki tlenku glinu z cząstkami żaroodpornymi, o średniej wielkości z czego wynosi od 0,5 do 150 µm, a w razie potrzeby z dodatkami. Średnia średnica cząstek tlenku glinu w dyspersji jest mniejsza niż 300 nm w postaci stałej, zawartość cząstek tlenku glinu przekracza 15% masowych, a pH wynosi od 5 do 12. Za pomocą zawiesiny wytwarza się precyzyjną formę odlewniczą przygotowany. Zwiększa się stabilność zawiesiny, skraca się czas suszenia formy, zwiększa się wytrzymałość formy i upraszcza się jej wytwarzanie. 5 rz. i 10 pensji pliki, 4 tablice, 5 pr.

Wynalazek dotyczy produkcji odlewniczej. Komora formierska zawiera podstawę 3, górę 4, dwie boczne ściany 5, płytę dociskową 6 i płytę obrotową 10. Góra 4 jest wyposażona w jeden lub więcej otworów 22 do napełniania piaskiem, połączonych z systemem dostarczania piasku 14. Płyta dociskowa 6 jest wyposażona w wymienną płytkę modelu ciśnienia mającą model ciśnienia 8 i jest połączona z mechanizmem ruchu 9. Płyta obrotowa 10 jest wyposażona w wymienną płytkę modelu obrotowego o modelu obrotowym 12 i jest zainstalowana z możliwością ruchu postępowego i obrotowego, aby zapewnić wyrzucanie uformowanych form przez płytę dociskową 6. Aby zapewnić elastyczność co do wielkości formowanych form, zwłaszcza wysokości formowanych form, bez zmiany geometrii układu podawania piasku, komora formierska wyposażona jest w urządzenie 13 umożliwiające synchroniczny ruch pionowy części górnej 4 i układu podawania piasku 14, lub podstawa 3 lub obydwa względem pozostałej części komory formierskiej. 2 rz. i 25 pensji f-ly, 12 chorych.

Wynalazek dotyczy produkcji odlewniczej

Odlewanie w wosku traconym (LMC) to proces przemysłowy zwany także odlewaniem w wosku lub odlewaniem w formie łamliwej. Forma ulega zniszczeniu po usunięciu produktu. Modele z traconego wosku są szeroko stosowane zarówno w inżynierii mechanicznej, jak i odlewnictwie artystycznym.

Obszar zastosowań

Specyfika procesu technicznego umożliwia zastosowanie metody LVM w szerokim zakresie: od dużych przedsiębiorstw po małe warsztaty. Odlewanie wosku traconego jest również możliwe w domu, do celów osobistych i komercyjnych, w celu wyprodukowania szczegółowych figurek, pamiątek, zabawek, części konstrukcyjnych i biżuterii. Jako wypełniacz można zastosować prawie wszystkie metale:

• stale (stopowe i węglowe);
• stopy nieżelazne;
• żeliwo;
• stopy, których nie można obrabiać.

Jednak technologia jest uniwersalna - całkiem możliwe jest wytwarzanie stosunkowo dużych konstrukcji o skomplikowanych kształtach. Aby ułatwić proces techniczny, wykorzystuje się specjalistyczny sprzęt do odlewania metodą traconego paliwa i modelowania 3D przy użyciu specjalistycznych programów.

Odlew ceramiczny

W zależności od wymagań stawianych produktom stosuje się różne, najbardziej odpowiednie technologie. Precyzyjne odlewanie w wosku traconym (PLMC) pozwala na wytwarzanie najbardziej złożonych konfiguracji odlewów z dużą precyzją, przy minimalnej grubości ścianek i chropowatości powierzchni. W przypadku TLVM model woskowy zanurza się w płynnej mieszaninie na bazie ceramiki. Mieszanka ceramiczna wysycha i tworzy otoczkę formy odlewniczej. Proces ten powtarza się aż do uzyskania pożądanej grubości. Następnie wosk usuwa się w autoklawie. Metodę tę cechuje jednak wysoki koszt, czas trwania procesu technologicznego, uwalnianie szkodliwych substancji w obszarze produkcyjnym oraz zanieczyszczenie środowiska pozostałościami form ceramicznych.

Odlewanie do form CTS

W wielu przypadkach przy wykonywaniu rzemiosła w domu nie jest wymagane, aby odlewy o skomplikowanych konfiguracjach miały niską chropowatość, a w przypadku szeregu odlewów artystycznych powierzchnia o jednolitej chropowatości jest nie tylko akceptowalna, ale jest rozwiązaniem projektowym. W takim przypadku wskazane jest zastosowanie odlewu z wosku traconego.

Technologia opracowana dla produktów, które nie wymagają gładkich powierzchni, jest dość prosta. Taką powierzchnię można uzyskać poprzez odlewanie do form z mieszanek utwardzanych na zimno (CMC). Proces ten jest znacznie prostszy, tańszy i bardziej przyjazny dla środowiska.

Jednakże ta metoda odlewania z traconego wosku nie pozwala na produkcję skomplikowanych odlewów z wykorzystaniem wzorów z traconego wosku. Wyjaśnia to fakt, że po stopieniu figur znaczna część składu modelu pozostaje we wnęce formy i można ją usunąć jedynie poprzez kalcynację. Kalcynacja, czyli podgrzanie do temperatury zapłonu kompozycji modelowej prowadzi do zniszczenia spoiwa żywicy CTS. Kiedy metal wlewa się do formy z pozostałościami kompozycji modelowej, ulegają one spaleniu, co prowadzi do emisji metalu z formy.

Stosowanie ciekłych mieszanin szkła

Odlewanie wosku traconego do mieszanin ciekłego szkła z ciekłym katalizatorem (LCS LC) pozwala złagodzić wady technologii CTS w produkcji niektórych typów odlewów. Mieszanki te zawierające ciekłe szkło w ilości 3-3,5% i katalizator w ilości około 0,3% wagowo bazy piaskowej zaczęto stosować za granicą na początku lat 80-tych i są stosowane do dziś. Z danych badawczych wynika, że ​​mieszanki te, w odróżnieniu od pierwszej generacji LSC, wyróżniają się przyjaznością dla środowiska, dobrymi właściwościami wybijalności oraz niewielkimi przypaleniami na odlewach.

Odlewanie z traconego wosku: technologia

Proces LVM obejmuje operacje przygotowania kompozycji modeli, wykonania modeli odlewów i układów wlewowych, wykańczanie i kontrolę wymiarów modeli oraz dalszy montaż w bloki. Modele z reguły są wykonane z materiałów będących kompozycjami wieloskładnikowymi, kombinacjami wosków (mieszanina parafiny i stearyny, naturalne woski twarde itp.).

Do produkcji kompozycji modelowych wykorzystuje się aż 90% odpadów zebranych podczas topienia modeli woskowych z form. Powrót kompozycji modelowej należy nie tylko odświeżać, ale także okresowo regenerować.

Produkcja modeli składa się z sześciu etapów:

• przygotowanie formy;
• wprowadzenie kompozycji modelowej do jej wnęki;
• trzymanie modelu do czasu stwardnienia;
• demontaż formy i wyciągnięcie modelu;
• schładzając go do temperatury pokojowej.

Cechy procesu technicznego

Istotą LVM jest to, że model silikonowy lub woskowy topi się z przedmiotu obrabianego przez ogrzewanie, a wolną przestrzeń wypełnia się metalem (stopem). Proces techniczny ma wiele cech:

• Do produkcji mas formierskich powszechnie stosuje się zawiesiny składające się z drobnoziarnistych materiałów ogniotrwałych, połączonych roztworem spoiwa.
• Do zalewania metali (stopów) stosuje się formy jednoczęściowe, otrzymywane poprzez nałożenie na model powłoki ognioodpornej, wysuszenie go, następnie wygrzanie modelu i wypalenie formy.
• Do odlewów stosuje się modele jednorazowe, gdyż ulegają one zniszczeniu w procesie wykonywania form.
• Dzięki drobnoziarnistym, ogniotrwałym materiałom pyłopodobnym zapewniona jest odpowiednio wysoka jakość powierzchni odlewów.

Zalety LVM

Zalety odlewania w wosku traconym są oczywiste:

• Wszechstronność. Do odlewania produktów można używać dowolnych metali i stopów.
• Uzyskanie konfiguracji o dowolnej złożoności.
• Wysoka czystość powierzchni i precyzja wykonania. Dzięki temu możliwe jest ograniczenie późniejszej, kosztownej obróbki metali o 80-100%.

Wady LVM

Pomimo wygody, wszechstronności i przyzwoitej jakości produktów, nie zawsze wskazane jest stosowanie odlewów z wosku traconego. Wady wynikają głównie z następujących czynników:

• Czas trwania i złożoność procesu produkcji odlewów.
• Zawyżony koszt materiału formierskiego.
• Duże obciążenie dla środowiska.

Przykład wykonania produktu w domu: etap przygotowawczy

Odlewanie wosku traconego w domu nie wymaga dogłębnej wiedzy z zakresu metalurgii. Najpierw przygotujmy model, który chcemy odtworzyć w metalu. Gotowy produkt posłuży jako makieta. Możesz także samodzielnie wykonać figurkę z gliny, rzeźbionej plasteliny, drewna, plastiku i innych gęstych materiałów plastikowych.

Model montujemy wewnątrz składanego pojemnika mocowanego za pomocą zacisków lub obudowy. Wygodnie jest użyć przezroczystego plastikowego pudełka lub specjalnej formy. Do wypełnienia formy użyjemy silikonu: zapewni on doskonałe detale, wnikając w najmniejsze pęknięcia, dziury, wgłębienia i tworząc bardzo gładką powierzchnię.

Drugi etap: wypełnienie silikonem

Jeśli wymagane jest precyzyjne odlewanie z wosku traconego, do wykonania formy nie można obejść się bez płynnej gumy. Silikon przygotowuje się zgodnie z instrukcją, mieszając różne składniki (zwykle dwa), a następnie podgrzewając. Aby usunąć najmniejsze pęcherzyki powietrza, zaleca się umieszczenie pojemnika z płynną gumą w specjalnym przenośnym aparacie próżniowym na 3-4 minuty.

Gotową płynną gumę wlewamy do pojemnika z modelem i ponownie odkurzamy. Późniejsze utwardzenie silikonu będzie wymagało czasu (zgodnie z instrukcją). Zastosowane półprzezroczyste materiały (pojemniki i sam silikon) pozwalają na własne oczy obserwować proces formowania formy.

Z pojemnika wyjmujemy ustaloną gumę z modelem w środku. W tym celu należy poluzować zaciski (osłonę) i rozdzielić dwie połówki pudełka - silikon łatwo odchodzi od gładkich ścianek. Całkowite utwardzenie płynnej gumy zajmie 40–60 minut.

Etap trzeci: wykonanie modelu woskowego

Odlewanie na traconym wosku polega na stopieniu topliwego materiału i zastąpieniu powstałej przestrzeni roztopionym metalem. Ponieważ wosk łatwo się topi, używamy go. Oznacza to, że kolejnym zadaniem jest wykonanie woskowej kopii pierwotnie używanego modelu. Wymagało to stworzenia gumowej formy.

Ostrożnie przetnij silikonowy blankiet wzdłuż i wyjmij model. Jest tu mały sekret: aby później dokładnie połączyć kształt, zaleca się, aby cięcie nie było gładkie, ale zygzakowate. Nałożone części formy nie będą przesuwać się po płaszczyźnie.

Powstałą przestrzeń w formie silikonowej wypełniamy płynnym woskiem. Jeśli produkt jest przygotowywany dla Ciebie i nie wymaga dużej precyzji w łączeniu części, możesz wlać wosk oddzielnie do każdej połówki, a następnie po stwardnieniu połączyć obie części. Jeżeli zachodzi potrzeba dokładnego odwzorowania sylwetki modela, gumowe połówki łączy się, zabezpiecza, a do powstałej pustki za pomocą wtryskiwacza wpompowuje się gorący wosk. Kiedy wypełni całą przestrzeń i stwardnieje, demontujemy formę silikonową, wyjmujemy model woskowy i korygujemy wady. Posłuży jako prototyp gotowego produktu metalowego.

Czwarty etap: formowanie

Teraz należy z zewnętrznej powierzchni figury woskowej uformować żaroodporną, trwałą warstwę, która po stopieniu wosku stanie się formą dla stopu metalu. Wybierzemy metodę odlewania metodą traconego wosku z użyciem mieszaniny krystobalitu (modyfikacja kwarcem).

Model formujemy w metalowej kolbie cylindrycznej (urządzeniu, które utrzymuje masę formierską podczas jej zagęszczania). Do kolby instalujemy lutowany model z układem wlewowym i napełniamy go mieszanką na bazie krystobalitu. Aby wypchnąć kieszenie powietrzne, umieszczamy go w wibracyjnym aparacie próżniowym.

Finałowy etap

Gdy mieszanina zostanie zagęszczona, pozostaje jedynie stopić wosk i wlać metal w wolną przestrzeń. Proces odlewania metodą traconą w domu najlepiej przeprowadzić przy użyciu stopów topiących się w stosunkowo niskich temperaturach. Odlewanie siluminu (krzem + aluminium) jest idealne. Materiał jest odporny na zużycie i twardy, ale jest delikatny.

Po wylaniu stopionego siluminu należy poczekać, aż stwardnieje. Następnie wyjmujemy produkt z rowu, usuwamy wlew i oczyszczamy go z resztek piasku formierskiego. Przed nami prawie gotowa część (zabawka, pamiątka). Dodatkowo można go szlifować i polerować. Jeżeli pozostałości odlewnicze mocno utknęły w rowkach, należy je usunąć wiertłem lub innym narzędziem.

Odlewanie z wosku traconego: produkcja

LVM przeprowadza się nieco inaczej w przypadku produkcji krytycznych części o złożonym kształcie i (lub) cienkich ściankach. Odlewanie gotowego produktu metalowego może zająć od tygodnia do miesiąca.

Pierwszym krokiem jest wypełnienie formy woskiem. W tym celu w przedsiębiorstwach często stosuje się formę aluminiową (analogiczną do omawianej powyżej formy silikonowej) - wnękę w kształcie części. Efektem końcowym jest model woskowy nieco większy niż część końcowa.

Model posłuży następnie jako podstawa do formy ceramicznej. Powinien być również nieco większy niż część końcowa, ponieważ metal skurczy się po schłodzeniu. Następnie za pomocą gorącej lutownicy do modelu woskowego przylutowuje się specjalny układ wlewowy (również wykonany z wosku), przez który gorący metal będzie wpływać do wnęk formy.

Wykonanie formy ceramicznej

Następnie strukturę wosku zanurza się w płynnym roztworze ceramicznym zwanym poślizgiem. Odbywa się to ręcznie, aby uniknąć wad odlewu. Aby zapewnić wytrzymałość poślizgu, warstwę ceramiczną wzmacnia się poprzez natryskiwanie drobnego piasku cyrkonowego. Dopiero potem obrabiany przedmiot „powierza się” automatyzacji: specjalne mechanizmy kontynuują krok po kroku proces natryskiwania grubszego piasku. Prace trwają do momentu, aż trwała warstwa ceramiki i piasku osiągnie określoną grubość (zwykle 7 mm). W zautomatyzowanej produkcji zajmuje to 5 dni.

Odlew

Teraz przedmiot jest gotowy do stopienia wosku z formy. Umieszcza się go na 10 minut w autoklawie wypełnionym gorącą parą. Wosk topi się i całkowicie wypływa ze skorupy. Rezultatem jest forma ceramiczna, która całkowicie pasuje do kształtu części.

Po stwardnieniu formy ceramiczno-piaskowej wykonuje się odlewanie metalu przy użyciu modeli z traconego wosku. Formę najpierw podgrzewa się przez 2-3 godziny w piecu, aby nie pękła podczas zalewania metali (stopów) nagrzanych do 1200 ˚C.

Roztopiony metal dostaje się do gniazda formy, które następnie pozostawia się do stopniowego ostygnięcia i stwardnienia w temperaturze pokojowej. Chłodzenie aluminium i jego stopów wymaga 2 godzin, dla stali (żeliwa) - 4-5 godzin.

Wykończeniowy

Właściwie tutaj kończy się odlewanie z wosku traconego. Po stwardnieniu metalu obrabiany przedmiot umieszcza się w specjalnej maszynie wibracyjnej. Pod wpływem delikatnych wibracji podstawa ceramiczna pęka i kruszy się, natomiast metalowy produkt nie zmienia swojego kształtu. Następnie następuje ostateczna obróbka metalowego przedmiotu obrabianego. Najpierw odcina się metalowy system wypełnienia, a miejsce jego styku z częścią główną dokładnie szlifuje.

Na koniec inspektorzy sprawdzają, czy wymiary produktu odpowiadają wymiarom określonym na rysunku. Części aluminiowe mierzy się na zimno (w temperaturze pokojowej), części stalowe podgrzewa się w piekarniku. Specjaliści wykorzystują różnorodne narzędzia do prac kontrolno-pomiarowych: od prostych szablonów po złożone układy elektroniczne i optyczne. W przypadku wykrycia rozbieżności w parametrach część jest kierowana do przeróbki (wada możliwa do naprawienia) lub do przetopienia (wada nieusuwalna).

System bramkowy

Konstrukcja systemu bramkująco-zasilającego odgrywa wiodącą rolę w LVM. Wynika to z faktu, że spełnia trzy funkcje:

• W produkcji skorup form i bloków modeli systemy wlewowe są konstrukcjami nośnymi, które podtrzymują skorupę i modele.
• Poprzez system kanałów wlewowych, podczas zalewania, do odlewu doprowadzany jest ciekły metal.
• Podczas krzepnięcia układ pełni funkcję zysku (element zasilający kompensujący skurcz metalu).

Odlewanie skorupy

W procesie LVM kluczem jest utworzenie warstw powłoki formularza. Proces wytwarzania skorupy jest następujący. Na powierzchnię bloczka modelowego nanosi się ciągłą cienką warstwę zawiesiny, najczęściej metodą zanurzeniową, a następnie posypuje się ją piaskiem. Zawieszenie przylegające do powierzchni modelu dokładnie odwzorowuje jego kształt, a posypujący się piasek wprowadzany jest do zawiesiny, zwilżany przez nią i utrwala kompozycję w postaci cienkiej warstwy wierzchniej (pierwszej lub roboczej). Niepracująca chropowata powierzchnia skorupy utworzonej z piasku kwarcowego sprzyja dobrej przyczepności kolejnych warstw zawiesiny do poprzednich.

Ważnymi wskaźnikami określającymi wytrzymałość formy są lepkość i płynność zawiesiny. Lepkość można regulować poprzez dodanie określonej ilości wypełniacza (pełni). Jednocześnie wraz ze wzrostem wypełnienia kompozycji zmniejsza się grubość warstw roztworu wiążącego pomiędzy cząstkami proszku, zmniejsza się skurcz i powodowane przez niego negatywne skutki, a także zwiększają się właściwości wytrzymałościowe skorupy formy.

Użyte materiały

Materiały do ​​produkcji skorupy dzielą się na następujące grupy: materiały bazowe, spoiwa, rozpuszczalniki i dodatki. Do pierwszych zalicza się pył, służący do sporządzania zawiesin oraz piasek przeznaczony do jego posypywania. Są to kwarc, szamot, cyrkon, magnezyt, szamot wysokoglinowy, elektrokorund, magnezyt chromowy i inne. Kwarc jest szeroko stosowany. Niektóre materiały bazowe łupin otrzymuje się w postaci gotowej do użycia, inne zaś poddaje się wstępnemu suszeniu, kalcynowaniu, mieleniu i przesiewaniu. Istotną wadą kwarcu są jego przemiany polimorficzne, które zachodzą pod wpływem zmian temperatury i towarzyszą im gwałtowne zmiany objętości, prowadzące ostatecznie do pękania i zniszczenia otoczki.

Płynne nagrzewanie form w celu zmniejszenia prawdopodobieństwa pękania, które odbywa się w wypełniaczu nośnym, zwiększa czas trwania procesu technologicznego i dodatkowe koszty energii. Jedną z możliwości ograniczenia pękania podczas kalcynacji jest zastąpienie sproszkowanego piasku kwarcowego jako wypełniacza rozproszonym piaskiem kwarcowym o składzie polifrakcyjnym. Jednocześnie polepszają się właściwości reologiczne zawiesiny, zwiększa się odporność form na pękanie i zmniejszają się defekty powstałe na skutek zatorów i pęknięć skorup.

Wniosek

Metoda LVM stała się powszechna. Służy do produkcji skomplikowanych części w budowie maszyn, przy produkcji broni, hydrauliki i pamiątek. Do wykonania biżuterii z metali szlachetnych stosuje się odlewy biżuterii z wosku traconego.

Mieszanki formierskie. Do produkcji form i rdzeni stosuje się różnorodne mieszanki formierskie i rdzeniowe, których skład zależy od metody formowania, rodzaju stopu, charakteru produkcji, rodzaju odlewu oraz dostępnych środków technologicznych i materiałów. produkcja.

W zależności od zastosowania formowanie piaskowo-gliniane mieszaniny klasyfikuje się w następujący sposób:

• przez aplikację podczas formowania (oblicowanie, wypełnienie i ujednolicenie);
• w zależności od stanu formy przed wylaniem (dla form mokrych, suchych, suszonych i chemoutwardzalnych);
• według rodzaju stopu wlewanego do formy (do odlewów żeliwnych, stalowych i nieżelaznych).

Mieszanka licowa stosowany do wyściełania powierzchni roboczej form. Grubość warstwy licowej zależy od składu mieszanki licowej i wielkości odlewu (od 20 do 100 mm i więcej). Na wierzch mieszaniny licowej do kolb wlewa się mieszaninę wypełniającą, która jest wykonana z ziemi pochodzącej z recyklingu z dodatkiem 5-10% świeżych materiałów (piasek, glina).

Pojedyncza mieszanka służy do wypełnienia całej objętości formy i służy do produkcji małych i średnich odlewów w produkcji seryjnej i masowej. Mieszanka pojedyncza różni się od mieszanki wypełniacza dużą zawartością świeżych surowców i pewną ilością specjalnych dodatków (mielony węgiel, pak torfowy itp.).

Mieszanki do form suchych różnią mieszanki do form surowych niższa zawartość mieszaniny obiegowej oraz zwiększony procent zawartości gliny i wody. Często formy poddawane suszeniu wykonuje się z mas oblicowo-wypełniających, do których w celu zwiększenia ich elastyczności dodaje się dodatki palne (trociny, torf itp.).

Mieszanki do suszenia form Zawierają mieszankę roboczą, świeże materiały (piasek i glinę) oraz elementy złączne (SP, SB). Jako mieszanki licowe znalazły szerokie zastosowanie w produkcji średnich i dużych odlewów krytycznych. W zależności od ciężaru odlewu, dla którego wykonywana jest forma, czas suszenia wynosi 20-60 minut. W moskiewskiej odlewni żelaza „Stankolit” wykorzystuje się mieszanki do produkcji odlewów o masie do 1000 kg, suszonych przez 30 minut.

Skład mieszaniny suszono przez 30 minut(% objętości)

Piasek Łuchowicki 1K315A (GOST2138-56) 88-89

Masa formierska FV-1 1-2

Trociny drzewne 5

Wióry azbestowe 5

Element złączny SB (ponad 100%) 1.5

Wywar gorzelniano-siarczynowy (ponad 100%) 2-3

Po wyschnięciu form na powierzchniach roboczych tworzy się mocna, twarda warstwa, która wpływa na uzyskanie odlewów w celu uzyskania czystej powierzchni i zwiększonej dokładności.

Mieszanki do chemicznego utwardzania form wytwarzany z piasku kwarcowego z dodatkiem 4,5-6,5% płynnego szkła i 1,5% sody kaustycznej o stężeniu 10-20%. Dodatek sody kaustycznej do mieszanki (patrz strona 25) pozwala zachować właściwości technologiczne na dłuższy czas, a także zwiększyć wytrzymałość mieszanki po stwardnieniu chemicznym. Do odlewów żeliwnych o masie od 1000 do 5000 kg w zakładzie Stankolit stosuje się mieszaninę utwardzającą chemicznie o następującym składzie.

Skład mieszaniny utwardzającej chemicznie(% objętości)

Piasek Łuchowicki 1K315A (GOST 2138-56) 88-89

Masa formierska FV-1 3-4

Węgiel mielony GK 8

Szkło płynne (ponad 100%) o module równym 2,6-2,7 6

15% roztwór sody kaustycznej (gęstość 1300 kg/m 3) 075-1,0

Ciekłe mieszaniny szkła twardnieją po przedmuchaniu dwutlenkiem węgla (CO2). W tym przypadku krzemian sodu rozkłada się i tworzy się węglan sodu i krzemionka. Krzemionka łączy się z wodą, tworząc substancję chemiczną zwaną żelem kwasu krzemowego.

Żel kwasu krzemowego otaczający ziarna piasku w mieszance ma zdolność twardnienia wraz z utratą części dodanej wody. Dzięki temu błony żelowe znajdujące się pomiędzy ziarnami piasku po krótkim czasie bez ogrzewania wiążą je w mocną i suchą masę. Podczas rozdmuchiwania mieszaniny ciekłego szkła z dwutlenkiem węgla długi cykl termiczny odparowania wilgoci i twardnienia mieszaniny zostaje zastąpiony przyspieszonym procesem chemicznego wiązania wody z elementami składowymi ciekłego szkła.

Obecnie powszechne są samoutwardzalne mieszanki okładzinowe. Obszar zastosowania tych mieszanek to produkcja odlewów średnich i dużych.

Gotową masę samoutwardzalną wylewa się na model. Przy wykonywaniu form do dużych odlewów model jest wykładany mieszanką i częściowo zagęszczany.

Po napełnieniu mieszaniną wypełniającą jest ona zagęszczana maszynowo. Przy wykonywaniu dużych form masę wypełniającą zagęszcza się za pomocą dmuchawy piaskowej, z możliwością późniejszego zagęszczenia za pomocą ubijaków. Po napełnieniu formy „samoutwardzają się” na platformie lub na przenośniku.

Warstwa wierzchnia formy, wykonana z mieszanki samoutwardzalnej, charakteryzuje się dużą wytrzymałością i przepuszczalnością gazów, co zapewnia produkcję odlewów o wysokiej jakości.

Formy te malowane są samoschnącymi farbami nieprzywierającymi.

W tabeli 7 przedstawiono typowe składy mas formierskich.

Definicje odlewania ziemi
Zdefiniujmy pojęcia stosowane do opisu technologii odlewniczej polegającej na zalewaniu metalu do form piaskowych. Następujące preparaty są uważane za podobne:
- Odlewy piaskowe, mieszanki;
- Odlewanie w formach piaskowo-glinianych, mieszaninach;
- Wbicie w ziemię.
Wszystkie te terminy odnoszą się do tej samej technologii odlewania. Dalsze użycie którejkolwiek z nazw będzie uważane za analogi.

Produkty odlewnicze

Odlewanie piaskowe to metoda odlewania metali i stopów, podczas której roztopiony metal wlewa się do formy wykonanej z ciasno zagęszczonego piasku. Aby związać ziarna piasku, piasek miesza się z gliną, wodą i innymi materiałami wiążącymi.
Ponad 70% wszystkich odlewów metalowych wytwarzanych jest metodą odlewania piaskowego.
Główne etapy

Proces ten składa się z sześciu kroków:
-Umieść model w formie z piaskiem, aby utworzyć formę.
- System wlewowy i filary są mocowane w wymaganych miejscach.
-Wyjmij model z kolby i połącz półformy.
- Wypełnij wnękę formy roztopionym metalem.
- Utrzymuj krzepnący metal w formach zgodnie z technologią.
- Wybić odlew i uwolnić go od wlewów i otworów wentylacyjnych.

Modele odlewnicze

Na podstawie rysunków i technologii odlewania opracowanych przez technologa lub projektanta doświadczony modelarz wykonuje model części z drewna, metalu lub tworzywa sztucznego lub styropianu. Metal kurczy się podczas procesu chłodzenia, a krystalizacja może być niejednorodna z powodu nierównomiernego chłodzenia. Zatem model powinien być nieco większy od gotowego odlewu, stosując tzw. współczynnik skurczu metalu. Dla różnych metali stosuje się różne stopnie skurczu. Podczas procesu formowania modele pozostawiają w piasku w formie wgłębienia, w które umieszczany jest rdzeń piaskowy. Takie pręty czasami wzmacnia się wzmocnieniami z drutu, które służą do tworzenia wnęk, których nie może uformować główny model, takich jak wewnętrzne kanały zaworowe lub miejsca chłodzenia w blokach silnika.
System wlewowy służący do wprowadzania metalu do wnęk formy jest prowadnicą i obejmuje lejek i wlewy, które utrzymują dobre ciśnienie ciekłego metalu w celu bardziej równomiernego wypełnienia wnęki formy. Gaz i para powstające podczas odlewania ulatniają się przez przepuszczalne piaski lub przez piony, które są wykonane albo w samym modelu, albo w postaci oddzielnych części.

Kolby formierskie
Do formowania stosuje się dwie lub więcej kolb. Kolby wykonane są w formie pudełek, które można ze sobą łączyć i sklejać. Model jest zagłębiony w dolnej części kolby aż do jej najszerszego przekroju. Następnie montowana jest górna część modelu. Górną część mocuje się za pomocą zacisków do dolnej części kolby i tam dodaje się masę formierską i zagęszcza tak, aby całkowicie przykryła model. Wlewy i dociski instaluje się w wymaganych miejscach. Następnie kolbę przecina się na pół i wyjmuje z niej model, drewniane ramki i ograniczniki.

Chłodzenie metalu
Aby kontrolować krystalizację konstrukcji metalowej, w formie można umieścić metalowe płyty i lodówki. W związku z tym szybkie lokalne chłodzenie tworzy w tych miejscach bardziej szczegółową strukturę metalową. W przypadku odlewania na czarno efekt jest podobny do hartowania metalu w kuźni. W przypadku innych metali można zastosować kondensatory do kontrolowania kierunkowego krzepnięcia odlewu. Kontrolując metodę chłodzenia odlewu, można zapobiec powstawaniu wewnętrznych pustek i porowatości w odlewie.

Produkcja
Pręty służą do tworzenia wnęk w odlewach, np. w chłodziwie w blokach silnika i głowicach cylindrów. Zazwyczaj rdzenie odlewnicze umieszczane są w formie po wyjęciu modelu. Po wyschnięciu kolbę z formą ustawia się na platformie odlewniczej w celu napełnienia roztopionym metalem, najczęściej stalą, brązem, mosiądzem, aluminium, magnezem i cynkiem. Po napełnieniu ciekłym metalem kolb nie dotyka się do czasu ostygnięcia odlewu. Po wybiciu odlewu rdzenie są usuwane z odlewu. Metal z wlewów i zysków należy w jakikolwiek sposób oddzielić od odlewu. Można zastosować różne obróbki cieplne, aby złagodzić naprężenia powstałe podczas wstępnego chłodzenia i zwiększyć twardość w przypadku hartowania w wodzie lub oleju. Powierzchnię odlewu można dodatkowo utwardzić metodą śrutowania, która zwiększa odporność na pękanie oraz rozciąga i wygładza chropowate powierzchnie.

Rozwój technologii
Aby umożliwić usunięcie modelu bez naruszenia integralności masy formierskiej, wszystkie części modelu muszą zostać wstępnie obliczone przez technologa i posiadać istotne części do montażu prętów. Na powierzchniach prostopadłych do linii podziału należy zastosować lekkie nachylenie, aby umożliwić wyjęcie modelu z formy. Wymóg ten dotyczy również prętów, ponieważ należy je usunąć z wnęk, które tworzą. Odpowietrzniki i nadlewy należy rozmieścić tak, aby zapewnić optymalny przepływ metalu do formy i gazów z niej wydobywających się, aby uniknąć niedopełnienia odlewu.

Metody wtapiania w ziemię
Istnieją dwie metody odlewania w formach piaskowych, pierwsza polega na wykorzystaniu piasku „surowego”, tzw. form surowych, a druga to metoda płynnego szkła.
Surowe formy
Mokry piasek służy do wykonania formy w kolbie. Nazwa wzięła się stąd, że w procesie formowania wykorzystuje się mokry piasek. „Surowy piasek” to mieszanina:
-piasek krzemionkowy (SiO2) lub piasek chromowy (FeCr2O) lub piasek cyrkonowy (ZrSiO4) od 75 do 85% oraz inne składniki, w tym grafit, glina od 5 do 11%, woda od 2 do 4%, inne nieorganiczne pierwiastki od 3 do 5%, antracyt do 1%.
Istnieje wiele mieszanek formierskich z gliną, ale wszystkie różnią się właściwościami plastycznymi mieszanki, jakością powierzchni, a także możliwością wykorzystania stopionego metalu w odlewnictwie w zależności od wydajności wydzielania gazów. Grafit z reguły występuje w proporcji nie większej niż 5%, częściowo pali się w kontakcie ze stopionym metalem, tworząc i uwalniając gazy organiczne. Surowe mieszaniny na ogół nie są używane do odlewania metali nieżelaznych, ponieważ surowe formy prowadzą do silnego utleniania, szczególnie w przypadku odlewów z miedzi i brązu. Surowe formy piaskowe nie są używane do odlewania aluminium. Do odlewów aluminiowych stosuje się mieszanki formierskie wyższej jakości. Wybór piasku do formowania zależy od temperatury zalewania metalu. Temperatura zalewania miedzi, stali i żeliwa jest wyższa niż w przypadku innych metali, dlatego glina nie podlega dalszej regeneracji pod wpływem wysokich temperatur. Do zalewania żeliwa i stali na bazie żelaza zwykle pracuje się z piaskiem kwarcowym - jest on stosunkowo niedrogi w porównaniu do innych piasków. Ponieważ glina wypala się, do nowej porcji mieszanki piasku dodaje się nową porcję gliny i część starego piasku. Krzem jest niepożądany w piasku, ponieważ Ziarna piasku kwarcowego mają tendencję do eksplodowania pod wpływem wysokich temperatur podczas zalewania. Cząsteczki te zawieszone są w powietrzu, co może prowadzić do krzemicy u pracowników. Odlewnia posiada aktywną wentylację zbierającą pył. Dodawane są drobne trociny (mączka drzewna), aby po spaleniu stworzyć przestrzeń, w której ziarna piasku mogą się rozszerzać bez deformacji kształtu.

Technologia ZhSS (mieszanka płynnego szkła)

Technologia ta składa się z następujących elementów:
Masa formierska zawiera piasek kalcynowany bez gliny, następnie miesza się ją w specjalnym pojemniku z płynnym szkłem i wymieszaną masę wlewa do modelu. Wylana forma jest nakłuwana w celu późniejszego dostarczenia dwutlenku węgla. Kolbę zamyka się nakrętką i dostarcza się gazowy CO2. Po czym wylana kompozycja do formowania ZhSS nabiera twardości.
W obu metodach mieszaninę piasku pozostawia się wokół oprzyrządowania modelującego, tworząc wnęki formy do zalewania metalu. Formowanie za pomocą płynnych mieszanek szklanych pozwala uzyskać dwie połówki, które po utwardzeniu są łączone. Model jest usuwany, tworząc wnękę formy. Wnęka ta jest wypełniona ciekłym metalem. Po ostygnięciu metalu odlewy oczyszcza się z masy formierskiej. Forma LCS ulega całkowitemu zniszczeniu po usunięciu odlewu.
Dokładność odlewania jest bezpośrednio związana z rodzajem piasku i formy. Surowe formy powodują zwiększoną chropowatość powierzchni odlewu. Dlatego wrzucanie do gruntu można od razu odróżnić od odlewania przy użyciu LSS i CTS. Odlewanie w drobnych formach piaskowych jest znacznie czystsze i mniej szorstkie. Technologia ZhSS umożliwia produkcję odlewów z gładkiej powierzchni, zwłaszcza przy użyciu modeli plastikowych. W niektórych przypadkach, na przykład podczas odlewania części karoserii, można nawet obejść się bez obróbki dużych powierzchni - pozwala to na odlewanie żeliwnych bloków cylindrów o dużych rozmiarach. Pozostałości piasku formierskiego przypalonego do odlewu usuwa się metodą śrutowania.
Od 1950 roku częściowo zautomatyzowane procesy odlewnicze zostały przekształcone w w pełni zautomatyzowane linie produkcyjne.

Mieszanka do utwardzania na zimno (odlew w CTS)
Zastosowanie organicznych i nieorganicznych spoiw wzmacniających formy odlewnicze wiąże chemicznie piasek. Ten rodzaj formowania zawdzięcza swoją nazwę temu, że nie wymaga suszenia jak inne rodzaje formowania piaskowego. Odlewanie CTS jest dokładniejsze niż odlewanie ziemne. Wymiary form CMC są mniejsze niż do odlewów piaskowych, ale droższe. Dlatego CTS jest stosowany rzadziej, w przypadkach, gdy wymagana jest odlew wyższej jakości. Nasza firma jest gotowa dostarczyć Państwu odlewy metodą CTS.

Formowanie CTS
Formy wykonane z mieszanki utwardzanej na zimno wymagają szybkiego formowania, w przeciwieństwie do mieszanek piaskowo-gliniastych, ponieważ zawierają szybko utwardzające się płynne żywice, przyspieszacze utwardzania i katalizatory. Zamiast zagęszczać masę (jak przy wbijaniu w ziemię), do formy wlewa się masę formierską CTS i czeka, aż żywica stwardnieje. Zwykle utwardzanie następuje w temperaturze pokojowej w ciągu 20 minut. Odlewanie CTS znacząco poprawia jakość surowych powierzchni odlewów stalowych w porównaniu do innych technologii odlewania w formach piaskowych. Zazwyczaj do wykonywania modeli urządzeń przy użyciu CTS używa się drewna, metalu lub tworzywa MDF. Najczęściej formowanie za pomocą mieszanek utwardzanych na zimno stosuje się w odlewach miedzi, odlewach aluminiowych, stali węglowej, stali żaroodpornej i nierdzewnej, a także żeliwie stopowym, ponieważ znacznie zmniejsza prawdopodobieństwo wad odlewniczych.