Властивості формувальних матеріалів та сумішей

діляться на 3 групи:

1. Фізико-хімічні властивості:

- теплопровідність – здатність тіла проводити кількість тепла на протязі 1с через поверхню в 1 см², при перепаді температури на 1^о. Залежить від складу, температури i щільності набивання форми. Теплопровідність рихлої формувальної суміші менше теплопровідності ущільненої суміші. Підвищення t формувальної суміші збільшує її теплопровідність.

- термохімічна стійкість – це властивість суміші не вступати у хімічну реакцію з розплавом – залежить від мінералогічного складу піску. Низька термохімічна стійкість може бути причиною пригару.

- вогнетривкість – це властивість суміші (формувального матеріалу) довгий час витримувати дію високих температур. У процесі заливання й охолодження відливки стінки форми нагріваються до високих температур, рівних практично температурі розплаву, тому формувальні матеріали повинні мати високу вогнетривкість. Це одна з головних вимог, яка висуваються до формувальних матеріалів. залежить від вогнетривкості складових суміші і кількісного їхнього співвідношення. Чим більше домішок у піску і глині, тим вогнетривкість формувальних і стержневих сумішей менше. Чим крупніше пісок і чим менше в ньому домішок пилу і більше кремнезему, тим більше вогнетривкість суміші.

- гігроскопічність – здатність суміші вбирати вологу із атмосфери. Відсирівші стержні можуть бути причиною вскипів, газових раковин, засорів;

- газопроникність – здатність суміші пропускати гази які утворюються при заливанні форми розплавом. Вона залежить від складу суміші. Чим більше піску у формувальній суміші і чим він крупніше, тим вище газопроникність суміші, і навпаки. Газопроникність залежить від форми зерен піску, вологості, наявності пилу, вугілля, щільності суміші і т.п. Чим більше пилу в піску, тим менше газопроникність. При швидкому газоутворенні і недостатній газопроникності суміші тиск газу перевищує тиск залитого розплаву і газ прагне вийти з форми не через суміш, а через розплав. У цьому випадку у виливках можуть з'явитися газові раковини;

- непригораємість характеризує властивість формувальної і стержневої суміші легко відокремлюватися від поверхні відливки в процесі вибивки форм і очистки. Ця властивість суміші зумовлена взаємодією її складових з оксидами заливаємого у форму розплаву;

- газотворнiсть – це властивість суміші виділяти гази при нагріванні до високих температур. При заливанні форми органічні матеріали, які входять до складу формувальної суміші, газифікуються, згоряють і виділяють пари і гази, волога випаровується й утворює водяний пар. Газотворність визначається кількістю пару і газів, які виділяються з 1 м суміші. Це негативна властивість суміші, яка залежить від складу суміші.

2. Механічні властивості, які забезпечують міцність форми:

- міцність – це здатність суміші протистояти зовнішнім навантаженням, не руйнуватися. Ливарна форма повинна мати достатню міцність, щоб при зборці, транспортуванні і заливанні металом вона не руйнувалася. Тому і формувальна суміш повинна мати визначену міцність — здатністю пручатися руйнуванню під дією навантаження. Міцність формувальної суміші залежить від розмірів зерен піску, вологості, щільності, змісту чи глини інших сполучних у суміші. Зі збільшенням щільності, зменшенням розміру зерен піску, збільшенням вмісту глиняної складової міцність суміші зростає.

У залежності від стану суміші при іспиті розрізняють міцність суміші у вологому стані (по-сирому) чи у висушеному стані (по-сухому). Міцність формувальної чи стрижневої суміші після заливання у форму розплаву називають вторинною міцністю.

- поверхнева міцність (сипкість) – це здатність форми (стержня) опиратися стираючим зусиллям струмину металу, який рухається. Залежить від якості та кількості глини, неоднорідності складу піску за зернистістю, кількості вологи, кількості та якості сполучних матеріалів, перегріву.

Сипкість суміші впливає на зависання її в бункерах, на заповнення і рівномірність розподілу суміші при засипанні в опоку, на якість і тривалість перемішування в змішувачах. Із сипкістю зв'язана грудкуємість — здатність суміші утворювати грудки. Сипкість і грудкуємість залежать від міцності зєднання піщин у місцях контакту. Збільшення початкової (насипної) щільності суміші підвищує рівномірність ущільнення форми, тому суміш повинна мати гарну сипкість — мінімальну грудкуємість.

- поверхнева твердість – це здатність поверхні форми або стержня опиратися проникненню в неї більш твердого тіла, залежить від степені ущільнення суміші;

- пластичність – властивість суміші точно відтворювати відбиток моделі під дією зовнішніх зусиль і зберігати прийняту форму після вилучення моделі, чим вище пластичність, тим точніше відбиток. Пластичність залежить від властивостей складових суміші і застосовуваних сполучників, розмірів і форми зерен піску, вологості суміші, методів її приготування і зберігання. Найбільшу пластичність мають суміші, які містять багато глини. Суміш з масляним сполучним має велику пластичність порівняно з піщано-глинистимими сумішами;

- піддатливість – здатність суміші скорочуватись в об’ємі під дією стискаючих зусиль відливки під час її охолодження, не перешкоджати усадці відливки. У процесі затвердіння, охолодження розміри виливки зменшуються внаслідок усадки металу. Однак форма перешкоджає усадці, у результаті чого у відливці можуть виникати напруги і з'являтися тріщини. Піддатливість форм залежить від міцності, пластичності і пористості формувальних матеріалів (чим менше міцність і більші пластичність і пористість, тим більша піддатливість)

3. Технологічні властивості забезпечують якість формувальних і стержневих сумішей.

- текучість - здатність суміші переміщатися під дією прикладених зовнішніх зусиль або власної вологи;

- ущільненість - здатність суміші зменшуватись в об’ємі під дією зовнішніх зусиль або під дією власної ваги;

- прилипаємiсть - здатність суміші приставати до моделі або до стержневого ящика, вона викликана наявністю сил зчеплення між рідиною, яка знаходиться в суміші, i поверхнею моделі i стержневого ящика, а також сил зчеплення між зернами піску та рідиною. Формувальні і стержневі суміші повинні мати мінімальну прилипаєміст ь до моделі або стержневого ящика, залежить від вмісту вологи, сполучника і його властивостей. Прилипаємість суміші підвищується зі збільшенням кількості рідини в суміші;

- чистота поверхні залежить від розмірів зерен піску;

- вибиваємість – властивість сумішей губити міцність після затвердіння відливки та легко видаляти із порожнини форми - залежить від роду сполучних матеріалів, вогнетривкості, якості формування стержня;

- довговічність – здатність суміші зберігати властивості при повторних заливаннях. Чим довговічніше суміш, тим менше додають у відпрацьовану суміш свіжих формувальних матеріалів при її переробці для повторного використання. Звільнення відпрацьованої суміші від пилу, добавки свіжих піску і глини відновлюють властивості суміші.

- висока міцність і газопроникність формувальної суміші забезпечуються однорідністю — рівномірним розподілом у формувальній суміші її складових у результаті перемішування.