1.2.1. Лиття в піщано-глиняні форми

Для виготовлення піщано-глиняних форм необхідно мати формову та стрижневу суміші, модельний комплект для виготовлення форми, опоки, підмодельну плиту тощо.

1. Формові та стрижневі суміші. Для виготовлення форм і стрижнів використовують лише ті суміші, які мають велику пластичність, міцність, вогнетривкість і газопроникність. Пластичність потрібна суміші в процесі формування, міцність - для запобігання руйнуванню форми під час зберігання чи заливання розплавом, вогнетривкість - для витримування формою високої температури, яку має розплав, а газопроникність - для випускання водяноїпари та газів, що утворилися під час дотику розплаву до вологої форми. Під час заливання розплаву стрижні перебувають у складніших умовах, ніж форми, тому вимоги до стрижневих сумішей більші, ніж до формових. Формові та стрижневі суміші складаються з піску, глини, протипрегарних і зв'язувальних речовин.

Пісок – основна сировина для виготовлення разових ливарних форм і стрижнів. Найчастіше використовують кварцовий пісок, основним складником якого є кремнезем (SіО2) Кремнезем має велику вогнетривкість (tпл. = 1713°С), твердість і хімічну стійкість. Глина виконує роль зв'язки в процесі виготовлення формових сумішей. Після зволоження глина стає більш пластичною. У ливарному виробництві використовують каолінові (АІ2О3•2SіО2•2Н2О) та бентонітові (АІ2О3•4SіО2•Н2О•nН2О) глини. Бентонітові глини мають кращі зв'язувальні властивості, ніж каолінові, оскільки в них молекули води утримуються не лише на поверхні, а й усередині частинок. Для поліпшення властивостей піщано-глиняних сумішей до їх складу додають кам'яновугільний пил, подрібнений кварц, розчин скла тощо. Кам'яновугільний пил додають до суміші, з якої виробляють форми длячавунних відливків. У процесі заливання розплавленого чавуну пил згоряє й утворені гази захищають розплав від окиснення та пригоряння до форми.Подрібнений кварц запобігає пригорянню форми до сталевих відливків.Розчин скла (водний розчин силікату натрію (Na2O•nSіО2) або силікатукалію (К2О•mSіО2) надає формовій суміші міцності. Синтетичні смоли виконують роль зв'язувальних речовин. Найчастіше використовують карбаміді, фенольні та інші смоли. Основна вимога до сумішей,які містять синтетичні смоли, - відсутність або мінімальна кількість виділенняотруйних речовин під час виготовлення та використання форм і стрижнів. Формові суміші поділяють на лицювальні, наповнювальні та загальні.

2. Оснащення для виготовлення ливарних форм. Для виготовлення разових форм необхідно мати модельний комплект, опоки та підмодельну плиту. Модельним комплектом називають набір пристроїв, необхідних для5 утворення ливарної форми. Він складається з моделі відливка, стрижневих скриньок, моделі ливникової системи тощо. Моделлю називають зразок, за допомогою якого у формовій суміші відтворюють форму зовнішньої поверхні майбутнього відливка. Разові моделі виготовляють з матеріалів, які легко витоплюються, розчиняються або перетворюються в газ (полістирол). Багаторазові моделі виготовляють з деревини, металевих сплавів і пластмас. Дерев'яні моделі виготовляють: із сосни, ясена, бука тощо. Це дешеві моделі, але не довговічні; витримують лише кілька десятків формувань. Моделі бувають суцільні та збірні. Збірні моделі складаються з двох, трьох і більше частин, їх застосовують там, де за умов формування не можна використовувати суцільну модель.

Стрижневими скриньками називають пристрої для виготовлення стрижнів. За допомогою стрижнів отримують форму внутрішньої порожнини відливка. Скриньки виготовляють із таких самих металевих сплавів, що й моделі. Для виготовлення відливка складної форми потрібно мати кілька різних стрижнів і відповідно стрижневих скриньок. Опоками називають рами, в яких ущільнюють фермову суміш. Їх виготовляють із чавуну, сталі або алюмінієвих сплавів Підмодельною плитою називають підставку, на якій кріплять постійні або змінні моделі. Ливниковою системою називають сукупність каналів, призначених для подання розплаву в порожнину форми. Ливникові системи мають різну конструкцію. Вибір системи залежить від розмірів, маси та складності форми відливка. Елементами ливникової системи (рис. 1,а) є чаша 1, яка під час заливання форми розплавом має бути повною, щоб повітря та шлак не потрапляли в порожнину форми; стояк 2, звужений донизу, щоб запобігти засмоктуванню повітря у форму; шлаковловлювач 3, розміщений вище каналів 4, по яких надходить розплав у порожнину форми. Шлаковловлювач призначений для затримування шлаку. Випори 5 (рис. 1,б) забезпечують вихід повітря та газів. За їх допомогою контролюють закінчення заливання форми розплавом. Малі відливки виготовляють у формах без випорів.