При изготовлении оболочковых форм и стержней используются кварцевые
пески, относящиеся к классу ОбК, 1К (ГОСТ 2138—74). Технология
изготовления оболочковых форм и стержней предъявляет ряд требований к
зерновому и минералогическому составам исходных кварцевых песков, так
как эти показатели в значительной степени- влияют на физико-механические
и технологические свойства песчано-смоляных смесей.
Чтобы определить влияние величины зерен песка на прочность отвержденных
образцов и чистоту поверхности отливок, песок рассеивали по фракциям, из
которых после отмывания глинистой составляющей до 0,2% изготавливали
песчано-смоляные смеси. Прочность на растяжение отвержденных образцов
представлена в табл. 22. Прочность образцов, изготовленных из фракций
песка 1,00, принималась за 100%.
22. Прочность на растяжение образцов, изготовленных из смесей на основе
различных фракций отмытого песка
№ сита
1
063
04
0315
02
016
01
0063
005
Прочность образцов
прн растяжении, %
100
96,0
92,0
86,6
82,2
74,6
61,3
46,6
34,6
Из данных табл. 22 видно, что с уменьшением
зернистости песка прочность образцов значительно снижается, поэтому
использование мелкозернистых песков приводит к повышенному расходу
синтетических связующих материалов. Мелкозернистые пески целесообразно
применять для получения отливок, к которым предъявляют особые требования
в отношении чистоты поверхности, выполненной оболочковой формой или
стержнем. С увеличением размера зерен песка увеличивается и прочность
образцов, но одновременно с этим увеличивается и средняя высота
микронеровностей поверхности отливок, что заметно ухудшает чистоту литой
поверхности.
Опыты показывают (рис. 57), что на смесях с зерновым составом,
соответствующим фракциям 0063 и 005, возможно получение отливок с
чистотой поверхности 4 и 5-го классов. Хорошие результаты (в отношении
чистоты поверхности получаемого литья) дает применение кварцевого песка,
фракции которого распределяют на ситах 02; 016; 01; 0063. Желательно
иметь песок с возможно более равномерным распределением фракций на
указанных четырех ситах. Для достижения этого обычно смешивают кварцевые
пески, различные по зернистости.
На взаимодействие кварцевых песков с катализатором и связующим
материалом, особенно с фурановым, влияет минералогический состав песка.
В этом случае рекомендуют применять мытые, классифицированные кварцевые
пески с минимальным содержанием примесей. При такой обработке песков
резко сокращается содержание глинистых составляющих (до 0,1— 0,2%),
содержание окислов и гидроокислов железа не превышает 0,5%. Содержание
карбонатов в песках обычно бывает незначительным, но они существенно
влияют на физико-механические свойства смеси и поэтому содержание их в
песках допускается не более 0,5%. Примеси полевых шпатов, слюды и
карбонатов в песке образуют легкоплавкие соединения с окислами металлов,
что приводит к химическому пригару на поверхности отливок.
Пески, применяемые для изготовления оболочковых форм и стержней, должны
обладать определенной огнеупорностью и текучестью.
Недостаточная текучесть песка способствует образованию на поверхности
формы или стержня неуплотненных участков (рыхлот), что отражается на
качестве отливок. Наилучшей текучестью обладают сухие кварцевые пески с
низким содержанием глины и пылевидных включений.
Рис. 57. График зависимости шероховатости
поверхности отливки от размера зерна песка