2.2. Формовочные и стержневые смеси

В качестве исходных формовочных материалов используют формовочный кварцевый песок с различной зернистостью, литейные формовочные глины и вспомогательные материалы.

Песок является огнеупорной основой смеси. Состоит в основном из кремнезема SiO₂, имеющего температуру плавления 1713°. В состав песка входят также полевой шпат и слюда.

Глина является наиболее распространенным связующим материалом в формовочных смесях. Отличительной особенностью глины является способность набухать в воде. Основным минералом каолиновых глин является каолинит Al₂O₃2SiO₂2H₂O, имеющий температуру плавления 1750°. Бентонитовые глины в основном состоят из монтмориллонита Al₂O₃4SiO₂nH₂O.

Вспомогательные материалы вводят для придания смеси специальных свойств. Для защиты отливок от пригара применяют противопригарные добавки (графит, мазут, угольная пыль). В качестве добавок, повышающих податливость и газопроницаемость, применяют торфяную крошку, опилки.

По характеру использования формовочные смеси делятся на облицовочные, наполнительные и единые.

Облицовочная смесь служит для изготовления рабочего слоя формы толщиной 20–40 мм, контактирующего с моделью и расплавом. Содержит 50–90 % свежих формовочных материалов, остальное – оборотная смесь, то есть бывшая в употреблении смесь, подготовленная для повторного употребления.

Наполнительная смесь используется для заполнения оставшегося объема опоки после нанесения на поверхность модели облицовочной смеси. Содержит 95–98 % оборотной смеси и 2–5 % свежих формовочных материалов.

Использование облицовочных и наполнительных смесей рационально в условиях единичного и мелкосерийного производства.

Единая смесь одновременно используется в качестве облицовочной и наполнительной. Содержит 85–90 % оборотной смеси и 10–15 % свежих формовочных материалов. Применяется при машинной формовке в серийном и массовом производстве в целях упрощения организации формовки и повышения производительности.

В табл. 1 приведены типовые составы единых формовочных смесей.

Таблица 1

Состав формовочных смесей

Литейные сплавы	Состав, % (мас.)
	Оборотная смесь	Кварцевый песок	Глина	Каменный уголь	Вода сверх 100 %
Серый чугун	90	8,2–9,0	0,7–1,5	0,3	4,0–5,0
Сталь углеродистая	90	8,3–9,2	0,8–1,7	–	3,0–3,5
Алюминиевые сплавы	80	10	10	–	4,0–5,0

Стержни в процессе заливки испытывают значительно более высокие термические и механические воздействия, чем формы, так как со всех сторон, кроме знаков, окружены расплавом. В связи с этим стержневые смеси должны обладать более высокими механическими свойствами по сравнению с формовочными.

Для повышения прочности в смеси вводят различные связующие, в качестве которых используются олифа, сульфитная барда, различные синтетические смолы (карбамидно-фурановые, фенолофурановые и др.), пульвербакелит, а также жидкое стекло.