Понятие о степени уплотнения смеси при формовке и методах ее контроля

Степень уплотнения смеси в форме характеризуется плотностью укладки ее частей в определенном объеме. Ее принято обозначать буквой дельта (б) и выражать в г/см³. Набивке смеси в форме предшествует операция ее насыпки в опоку, которая обычно производится в два приема: сначала облицовочной смесью покрывают модель, а затем в опоку насыпают наполнительную смесь из бункера. При падении в опоку с высоты, зависящей от расположения бункера в пространстве, смесь уплотняется до 6=1,15—1,2 г/см³ (плотность абсолютно рыхлой смеси 6=1,0 г/см³).

С учетом характера получаемых отливок в практике приняты следующие величины уплотнения 6:
При определении качества уплотнения смеси в форме руководствуются технологической кривой (рис. 124).

Рис. 124. Технологически необходимая степень уплотнения смеси в различных местах литейной формы

Из анализа кривой видно, что максимальная плотность набивки смеси должна быть на дне полости формы, чтобы исключить его осадку, и следовательно, увеличение размеров отливки под давлением ее массы, а минимальная — в верхних слоях формы. Последнее обеспечит выход газов из формы во время ее заливки расплавом, а следовательно, даст возможность избежать образования газовых раковин.

Контроль плотности набивки — поверхностной твердости форм — осуществляют с помощью специальных приборов — твердомеров (рис. 125). При определении поверхностной твердости сырой формы опорную поверхность 1 твердомера (рис. 125, а) прижимают к поверхности формы, чтобы определить сопротивление уплотненной смеси вдавливанию шарика 2 под нагрузкой 0,2—1 кгс. Показания поверхностной твердости фиксируются стрелкой прибора, которая вращается под действием усилия, передаваемого ей от шарика. Данные о поверхностной твердости форм при получении чугунных и стальных отливок приводятся в табл. 11.

Рис. 125. Твердомеры:
а — для сырых форм, б — для химически твердеющих форм; 1 — опорная поверхность, 2 — шарик, 3 — стальная игла, 4 — пружина, 5—неподвижный шток, 6 — индикатор

При контроле поверхностной твердости химически затвердевших форм, когда требуется знать прочность поверхностного слоя глубиной не менее 20 мм, шариковые твердомеры (см. рис. 125) не пригодны. Учитывая это, на Уралмашзаводе был сконструирован игольчатый твердомер (рис. 125, б), которым можно проверить поверхностную прочность форм в процессе химического твердения, после него и перед сборкой формы. Для продавливания рабочей поверхности формы служит стальная игла З диаметром 1,8 мм и длиной 20 мм, которая навинчивается на неподвижный шток 5 с надетой на него стальной пружиной 4. Для контроля прочности твердомер устанавливают иглой перпендикулярно к поверхности формы и нажимают рукой на корпус индикатора 6. Для удобства пользования прибор вставляют в оправку с площадкой для нажима рукой. Форма или стержень считаются достаточно затвердевшими, если большая стрелка сделает 3,5 оборота и при этом игла не продавит поверхности формы. Если игла погрузится в облицовочный слой раньше, чем большая стрелка сделает 3,5 оборота, значит форма или стержень недостаточно затвердели. Для выяснения причины дефекта разрезают облицовочный слой. При подготовке формы к заливке раскрытое место заделывают смесью и подсушивают принятым в цехе методом.

Таблица 11. Поверхностная твердость сырых форм

* Примечание. Меньшие значения — для верхних полуформ, а большие — для нижних.

При машинной формовке требуемая степень уплотнения смеси в форме может обеспечиваться автоматически с помощью специальной аппаратуры — автоматических клапанов давления (см. рис. 54) и времени (см. рис. 55).

• Сравнительная характеристика качества, (степени) уплотнения смеси в форме при различных методах машинной формовки