Зеленый кварцевый песок: технология формовочного процесса, методы и особенности

Статья посвящена технологии формовки в зеленый кварцевый песок — самому распространенному и экономичному методу изготовления литейных форм. Рассматриваются состав смесей, этапы процесса, преимущества, недостатки и основные методы формовки.

Что такое форма в зеленый песок

Формы в зеленый песок готовят из натуральных формовочных песков или смесей кварцевого песка, связующей глины и воды. Компоненты тщательно перемешивают в пропорциях, обеспечивающих требуемые свойства (прочность, газопроницаемость, пластичность). Типовые рецептуры приведены в таблице.

Приготовление формовочной смеси

Перед формовкой песок должен быть правильно замочен (приведен к рабочему состоянию). Проверка: сжимают горсть песка в кулаке, разжимают и ломают на две части. Края перелома должны быть острыми и твердыми, форма сохранять форму. Если песок сухой — добавляют воду, если мокрый — сухой песок.

Поверхность формы, контактирующая с металлом, критична для качества литья. Чтобы получить чистую поверхность и предотвратить пригорание песка, вокруг модели укладывают слой лицевого песка. Для чугунных литьев в лицевую смесь добавляют мелкоразмолотый битумный уголь (морской уголь) — 1 часть на 10 частей песка. Морской уголь предотвращает сращение песка с литьем, а новый песок повышает прочность лицевого слоя.

Также поверхность формы покрывают огнеупорными покрытиями (графит, кокс, уголь, плаumbago, слюда, тальк и др.) — «чернилками» (углеродсодержащие) или минеральными покрытиями. Наносят мокрым (с клеями) или сухим (пыльцением).

Преимущества формовки в зеленый песок

• Наименьшая себестоимость формы.
• Меньшие деформации по сравнению с сухим песком (нет прокаливания).
• Фляги быстро готовятся к повторному применению.
• Хорошая размерная точность по линии разделки.
• Меньший риск горячих трещин на литье.

Недостатки

• Более строгие требования к контролю свойств песка.
• Эрозия формы при литье крупных литьев.
• Ухудшение чистоты поверхности с ростом массы литья.
• Снижение размерной точности на тяжелых литьях.

Основные методы формовки

1. Открытый метод (на полу/в яме): для цельных моделей с плоской верхней поверхностью. Форма делается в песке на полу цеха без фляги. Верх открыт. Песок утрамбовывают легко — только под вес металла. Заливное чашечко и переливной канал формируются вручную. Применяется для простых литьев: плиты, фляги, решетки, грузила.
2. Метод «залепка» (bedded-in): если верхняя поверхность не плоская или требуется большая чистота. Модель вдавляют в песок на полу или в нижнюю флягу (черновик). После утрамбовки проверяют полость на мягкие места. Наносят сепаратор, устанавливают верхнюю флягу (верх), утрамбовывают, вырезают заливку/ризеры, снимают верх, вынимают модель, зачищают поверхности, собирают форму.
3. Переворотный метод (turn-over): наиболее универсальный, для разборных и цельных моделей. Половина модели кладут на формовочную доску, утрамбовывают черновик, переворачивают. Устанавливают вторую половину модели и верх, утрамбовывают, снимают верх, вынимают половины модели, собирают форму.