37. Смеси песчано-глинистые: достоинства, недостатки, рекомендации по их применению.

Песчано-глинистые смеси (ГТГС) наиболее распространены в литейном производстве, т.к используется их более 60 % от всего объема формовочных смесей Смесь по физическому состоянию может быть только пластичной, использоваться без отверждения (при формовке no-сырому) и после теплового твердения (при формовке по-сухому). Смесь может быть изготовлена, на основе только свежих материалов или на основе горелой земли с добавлением свежих материалов. Изготовление форм из сырых ПГС экономически выгодно, т.к. сокращается время изготовления отливок, не требуется дополнительного оборудования для сушки форм, однако из-за малой прочности сырых ПГС невозможно их использовать для изготовления средних и крупных отливок Поэтому формовкой по-сырому изготавливают в основном мелкие и средние отливки (- до 1000 кг). ПГС используются в качестве облицовочных, единых и наполнительных формовочных смесей для литья стальных, чугунных и цветных отливок. Смеси для стального литья. Для изготовления стальных отливок ПГС применяются в основном синтетические, т.е. на основе обогащенных или кварцевых песков с введением глинистых связующих. Пески используются средние и мелкие (02 и 016), однако для мелкого литья применяют 016, а для крупного - 0315, но форму тогда окрашивают краской для снижения шероховатости поверхности. При изготовлении отливок из легированных сталей используют более теплопроводные и химически стойкие огнеупорные наполнители: циркон, магнезит, хромомагнезит и др. Единые смеси ПГС для стального литья в настоящее время использу ются редко, т.к. они имеют повышенную склонность к образованию засоров в облицовках, которые ухудшают качество поверхности отливок. Единые смеси ПГС должны иметь сырую прочность на сжатие не ниже 40-60 кПа. Для мелкого и среднего стального литья в облицовочной ПГС возможно использование отработанной смеси. Облицовочная смесь должна иметь сырую прочность на сжатие не ниже 80- 120кПд и в качестве глинистого связующего в основном применяют бентонит в количестве 7-Ф %. Во влажных формах с песчано-бентонитовой облицовкой можно получать ответственные отливки массой до 1000 кг со стенками толщиной 20 мм и более. Влажность смеси выбирается, исходя из зависимости прочности и газопроницаемости смеси от влажности, т.е. с оптимальными свойствами. Для крупных отливок массой более 1000 кг формы из ПГС изготавливают по-сухому. Чем больше масса отливки, тем дольше форма находится под воздействием высоких температур и тем больше вероятность образования пригара Значит в исходных материалах должно содержаться минимальное количество легкоплавких примесей. Для изготовления отливок массой от 5000 до 10000 кг смесь готовят только из свежих материалов, а для отливок более 10000 кг вводят 20-304 пылевидного кварца для повышения противопригарных свойств смеси. Бентонитовые глины, из-за низкого их содержания в смеси, не обеспечивают достаточной прочности после сушки, к тому же они менее огнеупорны, чем каолиновые глины. Поэтому при формовке no-сухому в ПГС используют каолиновые глины от 10 до 20% в зависимости от требуемой прочности (о. min 60 кПя. ortx до 1000 кПа). Для повышения газопроницаемости сухих форм в ПГС вводят добавки опилок, ЛСТ (лигносульфонат технический) в количестве 2-4%. Опилки добавляют для предотвращения образования трещин в отливках, в ЛСТ - для повышения поверхностной прочности форм. Сухая прочность ПГС зависит от влажности смеси до сушки, т.е. влаге в смеси должно быть достаточно, чтобы сформировались прочные глинистые обмазки на зернах песка и межзерновые мостики, которые будут определять сухую прочность. Сухая прочность ПГС зависит также и от температуры сушки, т.к. каждый вид добавки и тип глины требует определенных режимов сушки. Например, при нагревании до 500 °С ПГС без добавок (20% каолина) прочность сначала повышается, но снижается уже после 300- 500"С. смесь с добавкой ЛСТ резко теряет прочность уже после 100 *С ПГС для чугунного литый В чугунолитейных цехах используются ПГС для формовки по-сырому и по- сухому. В сырых формах получают в основном мелкие отливки, в догах - средние и крупные. Применяются также единые, облицовочные и наполнительные смеси. В массовом производстве с высокомеханизированным смесеприготовительным отделением рекомендуется использовать единые ПГС для формовки по-сырому для мелких и средних отливок (от20 до 1000 кг). Таким образом изготовляют детали автомобилей, тракторов, швейных машин, станков и т.д.. в которым предъявляются высокие требования по качеству и чистоте поверхности. При изготовлении таких отливок на автоматизированных формовочно-заливочных линиях используют в основном единые ПГС. Единую смесь приготовляют из отработанной смеси с добавлением свежих материалов после каждой заливки. Замена глины бентонитом резко улучшает свойства смесей и качество отливок; для упрочнения вводят ЛСТ пли крахмалит (до 2 %), как противопригарную добавку вводят каменноугольную пыль или гранулированный уголь, мазут в количестве 0.5-1,5 Ч. Для улучшения газопроницаемости ч податливости смеси вводят древесные опилки, торф, асбестовую, крошку. Облицовочные смеси отличаются от единых повышенным содержанием свежих материалов (песка и глины), повышенным содержанием каменного угля (до 10 %) и упрочняющих добавок, как ЛСТ (1-2%), древесный пек (2-3%), связующих СП, КТ, КВ. СБ. Наполнительная смесь приготовляется из отработанной смеси с добавкой 5-10 % свежей смеси Требования к химическому составу песков не такие жесткие, т.к. температура заливки чугуна в ниже, чем сталей, поэтому кроме кварцевых песков, используемых для, ответственных отливок, могут использоваться пески глинистые (тощие и полужирные). Для мелкого литья применяют мелкозернистые пески фракции 01; 016. для среднего 0,16:0,2 , для крупного и очень крупного - 0315, 04. Прочность смесей в сыром состоянии немного ниже (например, для облицовочных -70-90 кПа), что означает и более низкий расход бентонита (5-6%) или глины Формовочные смеси ПГС для цветного литья. Температура заливки медных сплавов не превышает 1100"С, алюминиевых - 800°Г. а поэтому огнеупорность смесей для цветных сплавов может быть ниже, чем для стали и чугуна. К отливкам из цветных сплавов обычно предъявляют требования по чистоте поверхности, поэтому для них целесообразно использовать смеси с большим содержанием горелой земли (т.к. зерна растрескиваются и становятся мельче, чем в свежей смеси) или мелкозернистые пески группы 01 и мельче Можно добавлять до 40 % пылевидного кварца. Для магниевых сплавов в смеси должно быть минимальное содержание воды. т.к. она способствует окислению их, и минимальное содержание примесей, многие из которых химически активны по отношению к магниевым сплавам. Поэтому, в смеси обычно используют кварцевые пески с добавком 2-4% бентонита при минимальной влажности. Возгорание магния предотвращают введением в смесь фтористых присадок либо серы (3 - 5 %) и борной кислоты (до1%). В качестве противопригарной добавки для медных сплавов вводят в смесь мазут.