Зависимость физико-механических свойств
оболочковых форм и стержней от способа изготовления
Способ изготовления оболочковых форм и стержней по горячей оснастке
влияет на их физико-механические свойства в отвержденном состоянии.
Наибольшее применение в промышлен-ности нашли три способа изготовления
форм и стержней: бункерный (гравитационный), пескострельно-пескодувный и
центробежный. Исследование этих способов показывает, что при применении
одной и той же пссчано-смоляной смеси наиболее высокие
физико-механические свойства приобретают стержни при центробежном
способе изготовления. Так, из данных рис. 96 видно, что максимальные
плотность и прочность 1 и минимальная пористость 2 стержней из
плакированной смеси с 5% связу-ющего ПК-104 достигаются при центробежном
способе формирования, причем с возрастанием плотности увеличивается
прочность стержней и уменьшается их пористость. Из данных рис. 95 видно
также, что максимально возможная плотность при пескодувном и бункерном
способах изготовления стержней не превышает 1,5 г/см3, в то время как
при центробежном способе можно достичь плотности, равной 1,9 г/см3.
Сравнительные исследования прочности стержней, изготовленных бункерным,
пескодувным и центробежным способами формирования из плакированных
смесей с различным содержанием связующего ПК,-104, показывают, что
прочность стержней, изготовленных центробежным способом, па изгиб
соответственно в 1,8 и 1,55
раза выше, чем прочность форм и стержней на изгиб,
полученных бункерным и пескодувным способами (рис. 97). Центробежное
уплотнение песчано-смоляной смеси влияет не только на прочностную
характеристику стержней, но и на характер теплообмена между нагретой
модельной оснасткой и смесью. С ростом плотности песчано-смоляной смеси
увеличивается ее коэффициент теплопроводности (табл. 40), а это в свою
очередь
способствует увеличению скорости отверждения
термореактивного связующего и повышению производительности оборудования.
Данные рис. 98 показывают, что с увеличением плотности смеси от 1,2 до
1,9 г/см3 скорость отверждения формы или стержня 10 мм толщины при
температуре 240° С увеличивается более чем в два раза. Одновременно с
этим за счет более плотной упа-
ковки зерен кварцевого песка улучшается чистота
поверхности отливки, выполненной формой или стержнем. При бункерном и
пескодувно-пескострельном способах изготовления оболочковых форм и
стержней применяют дополнительные мероприятия, направленные на улучшение
их качества: вибрация оснастки при формировании формы или стержня,
диафрагменное уплотнение смеси, прессование смеси холодной или горячей
половинкой модельной оснастки. Уплотнение песчано-смоляной смеси в
период
бункерного формирования оболочковых форм и стержней
положительно сказывается на уменьшении брака их по рыхлоте и на
увеличении скорости формирования формы и стержня. Кроме того,
прессование (рис. 99) резко повышает прочность на разрыв плакированной 1
и неплакированной 2 смеси. Значительный прирост прочности достигается
при повышении давления до 2 кгс/см2 (у плакированной смеси на 85%, а у
неплакированной — на 17%); дальнейшее повышение давления увеличивает
прочность незначительно. Для практических целей целесообразно применять
прессующие усилия в пределах 2 кгс/см2. В табл. 41 приводятся данные по
скорости формирования и прочности оболочковых форм и стержней,
полученных при различных способах формирования.
Данные табл. 41 показывают, что наибольшая скорость формирования и
прочность формы или стержня достигаются при прессовании горячей плитой.
Последний метод с успехом применяют при изготовлении форм применительно
к стопочной заливке.
Рис. 96. Влияние способа изготовления
оболочковых форм и стержней на физико-механические свойства
Рис. 97. Зависимость прочности на изгиб
песчано-смоляной смеси в отвержденном состоянии от способа формирования:
1 — центробежный способ формирования, 2 — пескодувный способ
формирования, 3 — бункерный способ формирования
40. Зависимость коэффициента теплопроводности смеси от величины
плотности стержня
Плотность стержня,
г/см3
1,2
1,3
1,4
1,5
1,6
1,7
1,8
1,9
Коэффициент
теплопроводности, ккал/мХ Хч град
0,52
0,57
0,64
0,65
0,72
0,75
0,79
0,83
Рис. 98. Влияние уплотнения смеси на скорость
отверждения формы или стержня
Рис. 99. Зависимость прочностных свойств
песчано-смоляной смеси от усилия прессования при формировании стержня
или формы
41.
Влияние способа формирования форм и стержней на их металлические
свойства
Способ формирования
У дельная прочность
на изгиб, кгс/см2
Скорость
формирования,
ым/с
Свободная насыпка
п,1
0,3
Свободная насыпка с
вибрацией в течение 5 с . Свободная
насыпка с диафрагмеиным уплотне
12,7
0,35
нием, давление
5 ат
Надув со сбросом
избытка смсси, давление при
14,4
1,1
надуве 5 ат
Надув с применением
контрплиты, давление при
12,0
0,8
надуве 5 ат
Свободная насыпка
смеси с последующим прес
12,0
~
сованием холодной
плитой; давление 5 ат . . . Свободная
насыпка смеси с последующим прес