Формовочные глины

Глина является наиболее распространенным связующим материалом в формовочных смесях. Формовочные глины, как и пески, относятся к осадочным горным породам. Они состоят из мельчайших частиц водных алюмосиликатов с размерами <0,022 мм. Отличительной особенностью глины является способность набухать в воде, причем чем больше глина способна удерживать воды, тем выше ее связующие и пластические свойства.

В зависимости от минералогического состава глины подразделяют на три вида: бентонитовые, каолиновые, а также каолиногидрослюдистые и полиминеральные (ГОСТ 3226—77). Наиболее широко распространены в литейном производстве каолиновые и бентонитовые глины. Бентонитовые глины обладают очень высокими связующими свойствами, так как способны удерживать большее количество воды, чем другие виды глин. Это позволяет при их применении в 2—3 раза сократить содержание глины в формовочных смесях и этим повысить огнеупорность и газопроницаемость смесей. Бентонитовые глины используют при изготовлении высококачественных формовочных смесей, смесей для автоматических линий, где особенно необходимы смеси с высокими и стабильными свойствами. В связи с потерей кристаллизационной влаги при высоких температурах сушки (120—200 °С) бентонитовые глины необратимо теряют свою связующую способность, поэтому их применяют только для формовки по-сырому. Недостатком бентонитовых глин является и пониженная огнеупорность (1250—1300 °С).

Основным минералом каолиновых глин является каолинит Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O, имеющий температуру плавления 1750—1787°С. Каолиновые глины характеризуются меньшей способностью к набуханию в воде.

Помимо основного минерала в состав глин входят кварц, полевой шпат, слюда, а также вредные примеси: Fe₂O₃, Na₂O + K₂О, CaO + MgO. Вредные примеси снижают огнеупорность глин, их термохимическую устойчивость.

По содержанию вредных примесей глины делят на три группы: с высокой T1 средней Т2 и низкой Т3 термохимической устойчивостью.

Связующая способность глины оценивается пределом прочности смеси на сжатие во влажном и сухом состояниях. По величине предела прочности во влажном состоянии формовочные глины делят на три группы: П — прочносвязующая, С — среднесвязующая и М — малосвязующая (табл. 3.3).

В обозначении марки глины первая буква означает вид глины по минеральному составу, вторая — группу по пределу прочности во влажном состоянии, первая цифра — подгруппу по пределу прочности в сухом состоянии, а буква Т с индексом — группу глины по содержанию вредных примесей. Например, каолиновая формовочная глина прочносвязующая во влажном состоянии, среднесвязующая в сухом состоянии, с высокой термохимической устойчивостью обозначается КП2Т1. Маркой БС1Т3 обозначают бентонитовую формовочную глину, среднесвязующую во влажном состоянии, прочносвязующую — в сухом состоянии, с низкой термохимической устойчивостью.