Теория и технология литейного производства: Учебное пособие, страница 7

Различная температура различных частей формы вызывает появление в ней напряжений, вследствие чего форма подвергает­ся дополнительным механическим нагрузкам. Возникающие та-

ким образом напряжения зависят от соотношения At/AS, т.е. от температурного градиента в форме, и будут наибольшими в пер­вый период после заливки формы, когда поверхность полости формы нагревается до наибольших температур, a AS приближает­ся к нулю. Сложные процессы термического расширения формо­вочных материалов и сопровождающих его явлений еще более усложняются модификационными превращениями кварца.

Вследствие продолжающегося отвода тепла от отливки ее температура снижается согласно кривым 2'-6'. Температура по­верхности отливки постепенно снижается до значений, обозна­ченных точками A-F. Соответствующие температуры поверхности полости формы показаны точками A'-F'. Через некоторый интер­вал времени в результате развития процесса теплопередачи тем­пература наружной поверхности формы повышается (кривая 3'), и с этого момента тепло отводится от формы в окружающее про­странство. Внешняя поверхность формы постепенно нагревается от температуры С" до F". Теплосодержание отливки выражается площадью под кривыми 1-6, а количество тепла, переданного в форму, — площадью под кривыми Г-6'.

Наряду с тепловыми процессами в форме при ее заливке расплавом происходят и весьма сложные химические процессы:

а)   химические превращения формовочного материала или его отдельных компонентов под воздействием высокой температу­ры металла, заливаемого в форму;

б)     расплавление некоторых составляющих формовочной смеси и их возможное взаимодействие с другими компонентами смеси;

в)  химическое взаимодействие оксидов или других веществ, внесенных в форму залитым металлом;

г)  непосредственное взаимодействие между формой и зали­тым металлом.

В результате химических процессов по типу а), б), в) сни­жается огнеупорность формовочного материала на границе кон­такта металла с формой, что приводит к образованию размягчен­ного или полужидкого шлакообразного вещества, т.е. способствует появлению пригара на поверхности отливки. Реак­ции жидкого металла с формой, указанные в позиции г), могут вызвать разрушение формы и отливки.

Принцип всех химических реакций, возникающих в форме, состоит в соединении кислотных составляющих, содержащихся в формовочной смеси, с заливаемым металлом.

Следовательно, при заливке металла и в процессе его кри­сталлизации форма должна иметь достаточную прочность при вы­сокой температуре, быть огнеупорной и химически инертной к заливаемому сплаву.

2. ФОРМОВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К НИМ

2.1.  ПОНЯТИЕ О ФОРМОВОЧНЫХ МАТЕРИАЛАХ И ИХ ОСНОВНЫЕ ВИДЫ

Формовочными называются материалы, применяемые для изготовлеиия литейных форм и стержней. Формовочные материа­лы раздечшот на исходные формовочные материалы, формовоч­ные и стержневые смеси, вспомогательные формовочные составы.

Исходные формовочные материалы разделяют на две группы:

а)  основные — огнеупорная основа смеси, т.е. огнеупорный наполнитель, и связующие материалы;

б)   вспомогательные материалы, придающие смесям опреде­ленные свойства.

Формовочные и стержневые смеси приготовляют из исход­ных формовочных материалов. Состав их зависит от назначения, способа формовки, рода заливаемого в форму металла.

Вспомогательные формовочные материалы — это краски, клеи, замазки и другие вещества, необходимые для изготовления и отделки форм и стержней.