Форма — это основа, от которой напрямую зависит качество отливки. Для получения точного, чистого изделия учитываются характеристики применяемого сплава и подбирается подходящий состав. Именно от него нередко определяется итоговый результат производства.
Разберемся, какие компоненты должны быть в структуре используемого продукта и на какие требования обратить внимание при выборе.
Что такое формовочная смесь для литья
Это — сложный многокомпонентный состав, состоящий из песчано-глинистых материалов и служащий для создания литейных форм. Его характеристики — формуемость, прочность, газопроницаемость, устойчивость к пригоранию — достигаются благодаря точному подбору и качественному смешиванию компонентов.
Отливок без дефектов не происходит. Но то, насколько сильно проявятся дефекты, определяется рядом факторов. Ключевым среди них становится состав используемой формовочной смеси.
При заливке расплава выделяются газы (например, пары влаги, газообразные продукты разложения компонентов). Именно формовочный материал за счет своей проницаемости пропускает газы наружу, за счет чего уменьшается риск образования дефектов. Также верно подобранный состав помогает не допустить прилипания расплава. В результате при изготовлении предотвращается шлак и другие дефекты.
Основные компоненты и их функции
Химический состав материала определяется областью и целью применения. В первую очередь на пропорции компонентов влияет тип сплава и размеры отливки — разные металлы требуют различных свойств смеси, чтобы обеспечить качественное формирование и охлаждение изделия. Также важен способ формовки и вариант литья: цветное, стальное или чугунное.
Сырые формы изготавливают из материалов с низким содержанием глины, что обеспечивает необходимую пластичность и легкость формовки. Для сухих — используют продукты с повышенным содержанием глины. Иногда в такие материалы добавляют органические вещества, которые при сушке выгорают.
Основным компонентом служит песок — чаще всего кварцевый или цирконовый, добываемый из кремнезема. Также важно связующее вещество — глина, которая придает материалу прочность и пластичность, устойчивость к высоким температурам.
Виды используемых смесей
Формовочные смеси для литья классифицируются по типу их применения и делятся на три группы:
- Облицовочные — служат для создания рабочего слоя формы. Отличаются повышенным содержанием песка и глины, что обеспечивает хорошие физико-механические характеристики и точность воспроизведения деталей.
- Наполнительные — требуются для заполнения внутренней части формы после нанесения облицовочного слоя. В их структуре — базовые компоненты, переработанные совместно с частью оборотной смеси.
- Единые — сочетают свойства как облицовочных, так и наполнительных составов. Они применяются в автоматизированных линиях при массовом производстве изделий с машинной формовкой.
Требования к формовочным смесям
При выборе составов предъявляется ряд требований к их техническим характеристикам. Значимыми становятся следующие показатели:
- Пластичность. Это способность деформироваться под воздействием внешних нагрузок без разрушения и сохранять изначальную форму после снятия нагрузки.
- Газопроницаемость. Характеризует способность состава пропускать газы за счет своей пористости. При подготовке и заливке металла выделяется большое количество газов, которые должны беспрепятственно выходить и не провоцировать дефекты в виде раковин.
- Прочность. Это способность выдерживать механические нагрузки без разрушения. Высокая прочность необходима, чтобы основа сохраняла свою целостность при транспортировке и заливке металла.
- Податливость. Позволяет материалу сжиматься под внешним давлением. Это важно, чтобы форма не препятствовала свободной усадке металла при затвердевании и не вызывала внутренних напряжений, которые могут привести к трещинам в отливке.
Как улучшить формовочную смесь
Для улучшения свойств важно подобрать и добавить специальные компоненты, которые влияют на прочность, пластичность и другие технологические характеристики. Одной из таких добавок является бентонит — глина, которая увеличивает прочность материала за счет улучшения связующих свойств.
Другие важные добавки — угольная пыль и оксид железа (Fe3O4). Угольная пыль снижает прилипание металла, что облегчает отделение отливок и повышает качество поверхности изделий. Оксид железа считается важным для получения качественных отливок, так как он влияет на термическую стойкость и прочность формы.
Зачем нужен оксид железа
Добавление оксида железа в формовочных смесях становится все более распространенным. Это связывают с несколькими особенностями компонента:
- Оксид железа повышает термостойкость, поэтому литейная форма меньше деформируется при заливке горячего металла, сохраняется точность и качество отливок.
- Другой важный момент — это снижение газовых дефектов. Это происходит за счет поглощения кислорода, тем самым уменьшается пористость изделий.
- Компонент укрепляет материал, предотвращает разрушение формы во время технологического процесса.
Оксид железа применяется на литейных заводах, в автомобильной и авиационной промышленности. То есть в областях, где существуют высокие требования к качеству и надежности отливок.
Без качественного продукта для формовки невозможно добиться точных и прочных отливок, соответствующих высоким стандартам производства. Оксид железа выступает ключевой добавкой материала, которая улучшает механические свойства смеси, повышает ее термостойкость и снижает дефекты. Благодаря этому обеспечивается стабильность процесса литья.
