Основи металургійного виробництва та технології ливарного виробництва (стр. 2 из 2)
Рис. 2. Змішувальні бігуни з горизонтальними катками: — чаша; 2 — вертикальний вал; 3 — траверси; 4—маятники; 5—катки; 6 —шарніри; 7 —плужки; 8 — люк для видалення суміші
Рис. 3. Схема аератора; 1 — обертовий вал; 2 —лопатки, укріплені на валові й відкидаючі формувальні суміші; 3 — ґрати; 4 — завантажувальна воронка для формувальної суміші
Технологічний процес приготування формувальних сумішей полягає в перемішуванні складових компонентів суміші з наступним її вистоюванням і розпушенням. Перемішування виробляється в бігунах, що змішують, (рис. 2). Час перемішування складає для єдиної суміші 3—5 хв., для наповнювальної суміші близько 3 хв. і для лицювальної суміші 6—10 хв. Потім формувальні суміші завантажують у бункери, де вистоюються протягом декількох годин для рівномірного розподілу вологи. Перед подачею у формувальне відділення суміш розпушують аераторами (рис. 3) або пересувними стрічковими розпушувачами. Підготування вихідних матеріалів і готування формувальних сумішей виробляється в землеприготовлювальному відділенні.
Приготовлені формувальні суміші повинні володіти наступними основними властивостями:
- достатньою міцністю, протистояти зусиллям, що руйнують, під час виготовлення і транспортування форм, а також тискові рідкого металу при заливанні, гарною газопроникністю (пропускати гази після заливання металу у форму);
- низкою газотворністью (не виділяти гази при високих температурах), пластичністю (добре формуватися і давати чіткий відбиток від моделі), піддатливістю (не перешкоджати усадці металу при затвердінні виливка), вогнетривкістю (не розм'якшуватися і не розплавлятися під дією високої температури рідкого металу, що заливається у форму), довговічністю (зберігати свої якості при повторних уживаннях), вибиваємістю (легко руйнуватися і вибиватися з опок).
Горіла, відпрацьована суміш, вибита з опок перед повторним використанням, піддається переробці, що складається з охолодження, відділення металевих включень - (бризів металу, каркасів стрижнів, шматків холодильників), роздрібнення і просівання. Для видалення металевих часток застосовують магнітний сепаратор, а для просівання — сита барабанного типу. Для розминання твердих грудок суміші, що утворяться після вибивання сухих форм, застосовуються гладкі валки.
Потім, для додання формувальної суміші зазначених вище властивостей, у неї вводять необхідну кількість свіжих матеріалів (пісок, глину й ін.) і води, після чого суміш ретельно перемішується в бігунах, що змішують. .
Зразковий склад формувальної суміші для чавунного лиття: 8—10% глини, 0,5—1% кам'яного вугілля, 4—6% води, інше кварцовий пісок.
Властивості такої суміші наступні: газопроникність 80—100 см/хв, межа міцності при стиску сирих зразків 0,4— 0,6 кгс/см2.
У даний час процес переробка й готування формувальних сумішей у ливарних цехах серійного й масового виробництва автоматизований,
Стержневі суміші. Їх приготування і властивості.
Стержневі суміші служать для виготовлення піщаних стержнів. Склад і властивості стержневих сумішей залежать від їхнього призначення.
Зразковий склад стержневої суміші для виготовлення нескладних за формою стержнів: кварцовий пісок 90—92%, глина 4—6%, сульфітна барда (щільністю 1,27 г/см3) 2—3%, вода 3—4%.
Властивості такої суміші наступні: газопроникність не менш 70 см/хв, межа міцності при стиску в сирому стані 0,15— 0,25 кгс/см2, межа міцності при розтяганні в сухому стані 4—5 кгс/см2.
Процес готування стержневих сумішей полягає в перемішуванні складових компонентів суміші в бігунах, що змішують, протягом 10—12 хв і наступному вистоюванні її в бункерах. Готування сумішей проводиться в землеприготувальному відділенні. Звідси готова суміш транспортується у відділення виготовлення стержнів.
Спеціальні формувальні і стержневі суміші.
Крім піщано-глинистих сумішей, у ливарному виробництві застосовують спеціальні суміші. У них кварцові піски замінені високотеплопровідними матеріалами. Наприклад, для виготовлення лицювальних сумішей при литті великих і складних сталевих виливків застосовують хроміт і хромомагнезит. Формувальні і стрижневі суміші з рідким склом (самотвердіючі) широко використовують для виливків зі сталі, чавуна, мідних і алюмінієвих сплавів.
Ці суміші мають наступний склад: 95—97% пісок кварцовий; 3—5% глина; 5—7% рідке скло. Вологість сумішей 3—4,5%.
Такі суміші мають високу газопроникність (100—150 см/хв) і забезпечують одержання сталевих виливків без пригару. Процес тверднення сумішей з рідким склом можна робити трьома способами:
1) сушінням;
2) продувкою С02;
3) витримкою на повітрі при кімнатній температурі.
Межа міцності сумішей складає, кгс/см2: у сирому стані 0,15—0,30; після сушіння — до 20, після продувки З2—3—5. До недоліків цих сумішей відноситься: важка вибиваємость і велика гігроскопічність. Фарби намагаються наносити на гарячі стержні і форми відразу після сушіння.
В останні роки набули широкого застосування фарби на основі циркону, що володіє високої вогнетривкістю (плавиться близько 2000° С), теплоакумулюючою здатністю, не взаємодіючого з окислами металу, що дозволяє одержувати сталеві виливки з чистою поверхнею.
Допоміжні матеріали.
До допоміжних матеріалів відносяться різні припили і фарби, що усувають пригар і дозволяють одержувати виливки з чистою поверхнею. Припили робочої поверхні застосовують при заливанні форм у сирому стані, а фарби наносять на сухі стержні і форми. Припилом для форм сталевих виливків служить пилоподібний кварц, а для форм великих чавунних товстостінних виливків — сріблистий графіт. До складу противопригарних фарб входять вогнетривкі зв’язувальні матеріали і спеціальні добавки, що зменшують розшарування фарб.
Література
1. 032-90 Методичні вказівки і контрольні завдання з курсу „Матеріалознавство і технологія конструкційних матеріалів” для студентів спеціальностей 7.091903 та 7.090215 заочної форми навчання. /Кім Є.К. – Рівне: УДАВГ, 1997. – 30с.
2. Гуляев А.П. Металловедение. 5-е изд., перераб. и доп. – М.: „Металлургия”, 1977. – 647 с.
3. Казаков Н.Ф., Осокин А.М., Шишкова А.П. Технология металлов и других конструкционных материалов: Учеб. пособие. – М.: «Металлургия», 1975. – 690 с.
4. Гуревич Д.Ф., Зуев А.А. Эксплуатация оборудования ремонтных мастерских. Л., «Колос» (Ленингр. отделение), 1975, - 367 с.