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.

Зависимость физико-механических свойств оболочковых форм и стержней отспособа изготовления

Рис. 96. Влияние способа изготовления оболочковых форм и стержней на физико-механические свойства

Зависимость физико-механических свойств оболочковых форм и стержней отспособа изготовления

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

Зависимость физико-механических свойств оболочковых форм и стержней отспособа изготовления

Рис. 98. Влияние уплотнения смеси на скорость отверждения формы или стержня

Зависимость физико-механических свойств оболочковых форм и стержней отспособа изготовления

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	16,1	1.1
сованием горячей плитои; давление о ат	17,2	1,5