Справочник литейных материалов

Существуют три группы материалов применяемых при изготовлении форм для отливок: огнеупорная основа; связующее вещество, обеспечивающее связывание частиц основы между собой в монолит; специальные добавки, придающие смесям особые свойства (например, способность выделения газа при сгорании, газопроницаемости, податливости, и т.п.); совокупность перечисленных материалов составляет формовочную смесь, из которой изготавливают литейную форму.

Песок (кварцит).

В качестве огнеупорной основы наибольшее распространение получили кварцевые пески. По происхождению они относятся к осадочным породам, которые создавались в результате разрушения первичных горных пород (гранита, диабаза, базальта и др.). важнейшей их характеристикой является время отложения и кратность переноса. Наиболее округлые и равные по величине зерна имеют пески, которые в течении длительного времени подвергались многократным переносам и повторным отложениям. Основой кварцевых песков является кремнезем или оксид кремния SiO2. Минерал кварц имеет плотность 2,65 г/см3, твердость 7 (по шкале Мооса), температуру плавления 1713 oС. При нагреве кварц претерпевает несколько аллотропических превращений, которые сопровождаются изменением объема.При заливке металла в форму зерна кварцевого песка нагревают до различной температуры и претерпевают объемные изменения. В результате зерна частично растрескиваются и разрушаются.Плавленый кварц (кварцевое стекло) является аморфным материалом. При нагревании он не претерпевает аллотропических превращений и в интервале от 20 до 1000 oС имеет очень низкий коэффициент линейного расширения, равной 0,5 • 10-6 . После размола его применяют для изготовления керамических форм, чтобы предупредить их растрескивание, например при литье по выплавляемым моделям.Формовочный песок состоит из зерновой части и глинистой составляющей. В соответствии с ГОСТ 2138-91 к зерновой части относятся зерна размером более 22 мкм, к глинистой составляющей - менее 22 мкм.В формовочных песках помимо кварца присутствует и другие минералы: шпаты, слюды, гидраты оксидов железа и т. д. это важно в частности для форм стальных отливок, в таком случае, к важным свойствами смеси относятся высокая газопроницаемость минимальное химическое взаимодействие с жидким металлом. Эти требования соблюдаются, если огнеупорная основа (кварцевый песок) содержит минимальное количество пылевидной фракции и минеральных примесей, которые при взаимодействии с расплавом могут образовывать легкоплавкие соединения.Фракционный состав песка определяют путем просеивания через 11 сит с размерами ячеек от 2,5 до 0,005 мм. Остаток песка, расположенный на трех смежных ситах, называют основной фракцией песка. Ее содержание не должно быть менее 70 % .Наиболее крупные пески (группа 04 и 0315) применяют для приготовления стержневых смесей. Пески группы 02 входят в состав формовочных смесей для стальных отливок, группы 016 - для чугунных отливок. Пески групп 0063 и 005 используют для приготовления противопригарных красок.В зависимости от распределения на ситах основной зерновой фракции пески разделяют на категории А и Б. если остаток на верхнем из трех смежных сит больше, чем на нижнем, пески относят к категории А, если меньше - к категории Б.

В маркировке песка на первом месте стоит обозначение класса, на втором - зерновой группы, на третьем - категории. Например, маркировка об 1К02А означает: обогащенный кварцевый песок класса об 1К зерновой группы 0,2 категории А.