Изготовление литейных форм – наиболее сложная и ответственная операция. Обычно при ручной формовке 70–80% состава формовочных смесей составляет, так называемая земля – формовочная смесь, бывшая уже в употреблении, после соответствующей очистки ее и подготовки. Остальные 20–30% свежая формовочная смесь с добавлением новых материалов (кварцевый песок и глина). Глины в формовочной смеси должно быть 4–5%, воды до 8%.
Существуют особенности изготовления форм в зависимости от условий и характера производства:
- в индивидуальном и мелкосерийном производстве применяют облицовочную, более качественную и наполнительную – менее качественную формовочную смесь;
- в крупносерийном и массовом литейном производстве формовочная смесь делается единой.
Кроме того формы делятся на мокрые и сухие: для получения более качественных отливок при небольших размерах форму делают сухой (перед заливкой в форму жидкого металла она сушится в печи), сухая форма должна содержать больше глины.
Стержневые смеси в процессе получения отливки испытывают большие нагрузки и большие температурные влияния, чем формовочные смеси. Стержни всегда делаются только из новых высококачественных материалов с добавкой специальных вяжущих веществ, называемых крепителями (льняное масло, дикстрин, сульфидная барда) и другие вещества – отходы крахмального производства, отходы переработки древесины и т.д. Стержни после их изготовления обязательно сушатся и прокаливаются в печах. В больших стержнях для увеличения жесткости закладывается арматура, а для увеличения газопроницаемости стержня, в них делаются газовые каналы – вводя в состав стержня жгуты из пеньки, муки, воска.
Требования, предъявляемые к формовочным и стержневым смесям
- Прочность: вода повышает прочность при содержании ее до 7–8%, далее снижает; глина при содержании до 5–6%; наличие мелких угловатых крупинок (песчинок) наряду с крупными округлыми тоже повышает прочность.
- Пластичность: необходима, чтобы форма легко воспроизводила все мельчайшие детали модели (повышается так же, как и прочность), т.е. зависит от содержания компонентов и их форм.
- Газопроницаемость: необходимо для возможности выхода газов при заливке жидкого металла. В противном случае газ будет попадать в металл, что приведет к образованию в отливке газовых раковин и следовательно к браку. Глина, вода и мелкие угловатые песчинки уменьшают газопроницаемость. Иногда для улучшения газопроницаемости в формовочные, а особенно в стержневые смеси вводят наполнители: мелкие древесные опилки, древесный уголь и жгуты, которые при сушке выгорают увеличивая газопроницаемость.
- Непригораемость: формовочная и стержневая смесь не должна пригорать, в противном случае очистка отливки от смесей будет затруднена и будет затруднена обработка отливок на режущих станках. На пригораемость значительно влияет наличие в смесях щелочных растворов, которые растворяют окись Si и способствуют образованию легко пригораемых силикатных пленок.
- Податливость – способность стержневых смесей несколько снижаться под действием сил возникающих при затвердевании металла (равномерные округлые зерна повышают податливость, а глина и мелкие остроугольные песчинки ухудшают податливость).
Литниковая система – каналы в форме, служащие для подачи в форму расплавленного металла. Назначение, также улавливать шлак и питать отливку в процессе затвердевания.
