Теория и технология литейного производства: Учебное пособие, страница 49

Стремление к максимальному повышению удельной проч­ности диктуется экономической и технологической целесообраз­ностью. Снижение содержания связующих материалов в смесях способствует снижению количества газов, образующихся в про­цессе заливки форм, облегчению условий выбивки отливки, со­кращению процесса сушки стержней и т. д.

При изготовлении смесей связующие материалы в процессе перемещения распределяются по зернам песка, образуя вокруг них пленку. При малых количествах введенного связующего материала его будет недостаточно для покрытия поверхности всех зерен пес­ка. Поэтому величина абсолютной прочности смесей будет возрас­тать пропорционально количеству связующего материала до тех пор, пока он не покроет всю поверхность зерен. При достижении этого предела начинается процесс увеличения толщины пленки и образование манжет, что сказывается на замедлении роста абсо­лютной прочности, который в дальнейшем прекращается. Измене­ние величины удельной прочности при разных количествах свя­зующего материала характеризуется кривой, максимум которой соответствует моменту полного покрытия поверхности всех зерен или максимальной их части связующей добавкой. Это явление указывает на наличие определенных оптимальных условий для более эффективного использования связующих материалов. Опти­мальные результаты могут быть достигнуты при минимальной толщине пленки связующего материала, способного сохранить сплошность при термическом воздействии. Существуют способы расчета толщины пленки связующего материала.

Прочностные свойства многих связующих органического (лиг- носульфонаты технические, декстрин, патока и др.) и неорганиче­ского (глина, цемент и др.) происхождения проявляются только в присутствии воды, причем вода в одних случаях образует с ними коллоидные системы, а в других — как бы сама растворяется в свя­зующем, вызывая набухание последних. Вода способствует равно­мерному распределению компонентов смеси, увеличивает прочность сцепления (адгезию) связующего с поверхностью зерен песка. Кроме того, вода, имеющая сравнительно высокое поверхностное натяже­ние, сама в некоторой степени является связующим.

Вспомогательные формовочные материалы в смесях имеют следующее назначение: ускорение физико-химических процессов при изготовлении смеси, повышение прочности, пластичности, текучести, газопроницаемости, улучшение податливости, выби- ваемости, регулирование продолжительности живучести, сообще­ние смесям противопригарных свойств, снижение вязкости и прилипаемости смесей к оснастке, получение необходимой тепло­аккумулирующей способности форм и стержней.

Технологический процесс приготовления формовочных и стержневых смесей состоит из следующих операций: подготовка свежих материалов и добавок; обработка оборотной смеси; сме­шивание подготовленных материалов.

Перемешивание составных частей — одна из главных опе­раций по приготовлению качественной смеси. Свойства формо­вочных и стержневых смесей зависят от равномерности распреде­ления связующих материалов и специальных добавок по объему смеси. Равномерность распределения составляющих и создание оболочек связующего вокруг зерен песка достигается в процессе приготовления смеси. При смешивании механизм смесителя соз­дает в объеме смеси организованный поток составляющих. Внут­ри этого потока отдельные частицы, соударяясь, движутся беспо­рядочно. Процесс их движения, их траектории подчиняются законам теории вероятности. Однородностью называют соответст­
вие содержания составляющих компонентов в любом минималь­ном объеме смеси заданному. Степень неоднородности смеси мо­жет быть определена с помощью проб. Если общая концентрация компонента в смеси С0, концентрация компонента в пробе Сг, а число проб п, то степень неоднородности Сц может быть опреде­лена как коэффициент вариации в п взятых пробах: