Для изготовления качественных отливок важную роль играет материал изготовления формы. Формовочные смеси применяют для изготовления различных формовочных материалов.
Формовочные материалы подразделяют на несколько видов: исходные, формовочные смеси, стержневые смеси, вспомогательные составы и материалы.
Исходные формовочные материалы в свою очередь также делятся на 2 вида:
1. Основные – наполнители и связующие (песок, глина)
2. Вспомогательные – добавки в виде опилок, торфа, графита.
Каркас смеси образуют зерна наполнителя, которые покрыты пленкой. Она придает зернам пластичность и прочность.
Вспомогательные материалы необходимы для обеспечения смеси следующими свойствами: поддатливость, неприлипаемость, непригараемость смеси к поверхности отливки.
Формовочные материалы смешанные друг с другом в определенном соотношении называют формовочными смесями. Литейная форма, как приемник расплава, в свою очередь должна обеспечить все необходимые условия для получения отливок хорошего качества.
Формовочные смеси должны обладать рядом специальных свойств: высокой пластичностью и прочностью, влажностью, поддатливостью, минимальной газотворностью, огнеупорностью, текучестью, термостойкостью и пр.
Какие бывают наполнители формовочных смесей?
На практике чаще всего в качестве наполнителя применяют чистый кварцевый песок. В тех случаях, когда формовочная смесь должна обладать специальные требования, используют магнезит, циркон, хромомагнезит, хромистый железняк, оливин, шамот, дистен – силлиманит, графит, муллит, корунд и др.
Встретить кварцевый песок, в природе, в чистом виде достаточно сложно. Природные кварцевые пески в своем составе содержат различные примеси. В результате разрушения и перемещения горных пород образовываются лучшие формовочные пески. Кварц составляет основу формовочного песка и представляет собой минерал на основе химического соединения SiO2.
Кварц в чистом виде прозрачный, но в зависимости от содержания примесей в своем составе может иметь различную окраску. При нагревании кварц быстро превращается из одной модификации в другую, а при охлаждении медленно. Поэтому кварц, подвергнутый так называемому тридимитизирующему обжигу, принято считать термически стабильным материалом.
Помимо кварца формовочные смеси содержат минеральные примеси: слюды, оксиды и гидраты оксидов железа, карбонаты, кальциты, глинистые минералы, рутил, пирит, полевые шпаты.
Примесь карбонатов в песках считается особо вредной, так как при нагревании до 500–900 °C она способствует образованию в отливках различного рода дефектов.
Для изготовления литейных форм крупных размеров из легированных сталей применяют высокоогнеупорные материалы (хромистый железняк, асбест, шамот).