Министерство образования Российской Федерации

УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АВИАЦИОННЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ ФОРМОВОЧНЫХ СМЕСЕЙ

И ЛИТЕЙНЫХ СВОЙСТВ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к лабораторным работам по разделу

"Литейное производство" учебной дисциплины

"Технология конструкционных материалов"

УФА 2003

Составитель А. М. Халиков

УДК 621.74(07)

ББК 34.61(Я7)

Изучение свойств формовочных смесей и литейных свойств металлов и сплавов: Методические указания к лабораторным работам по разделу "Литейное производство" учебной дисциплины "Технология конструкционных материалов/ Уфимск. гос. авиац. техн. ун-т; Сост. А. М. Халиков; – Уфа, 2003. – 22 с.

Приведены описания двух лабораторных работ по изучению свойств формовочных материалов и литейных свойств металлов и сплавов. Методические указания должны помочь студентам самостоятельно подготовиться к лабораторным занятиям. Отвечая на контрольные вопросы, студенты могут проверить, насколько глубоко они усвоили учебный материал.

Предназначены для студентов, обучающихся по направлениям подготовки бакалавров 551000, 552700 и для подготовки дипломированных специалистов 652200, 652700 и 650800.

Табл. 3. Ил. 7. Библиогр.: 4 назв.

Рецензенты: Ф.Ш. Шарифьянов,

Р.Ф. Мамлеев

	 Уфимский государственный
	авиационный технический университет, 2003

Содержание

Введение	4
1. Лабораторная работа №1. Определение прочности и газопроницаемости песчано-глинистых формовочных смесей	5
2. Лабораторная работа №2. Определение жидкотекучести, усадки и литейных напряжений при литье	16
Список литературы	21

Введение

Методические указания к лабораторным работам по разделу "Литейное производство" в курсе "Технология конструкционных материалов" предназначены для углубления и закрепления знаний студентов в области теоретических и технологических основ литейного производства, развития у студентов умения применять теоретические знания для решения конкретных практических задач, получения навыков самостоятельного проведения экспериментов, развития способности анализировать результаты эксперимента и сопоставлять их с теоретическими положениями и расчетами.

В каждой лабораторной работе приведены краткие теоретические сведения. Экспериментальная часть носит исследовательский характер.

Лабораторная работа №1

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОЧНОСТИ И ГАЗОПРОНИЦАЕМОСТИ

ПЕСЧАНО-ГЛИНИСТЫХ ФОРМОВОЧНЫХ СМЕСЕЙ

1. Цель работы

Изучить влияния влажности и степени уплотнения песчано-глинистых формовочных смесей на прочность и газопроницаемость.

2. Теоретическая часть

Формовочная смесь – это многокомпонентная смесь формовочных материалов, которые, в свою очередь, делят на основные и вспомогательные. К основным исходным формовочным материалам относят песок и глину. Чаще всего для приготовления формовочных смесей применяют кварцевые пески, которые достаточно широко распространены в природе, поэтому дешевле других. Основной частью этих песков является кремнезем SiO₂. Литейными формовочными глинами называют горные породы, состоящие из тонкодисперсных частиц водных алюмосиликатов. Они обладают связующей способностью и термохимической устойчивостью, что позволяет использовать их в качестве связующего для приготовления прочных и не пригорающих к отливке формовочных смесей. Основной составляющей, обеспечивающей огнеупорность глины, является глинозем Al₂O₃. Содержание глинистой составляющей может быть от 7-8% до 16-18% в зависимости от заливаемых сплавов и массы отливок. Важное значение для проявления связующих свойств глинистой составляющей имеет влажность. Для каждого состава смеси существует оптимальная влажность. Влажность смесей, используемых в производстве, обычно составляет от 2 до 8 %. Отклонение влажности от оптимальной в большую или меньшую сторону отрицательно сказывается на качестве формовочной смеси. Недостаток влаги обусловливает неэффективное использование глины, вызывает осыпаемость форм, снижает газопроницаемость и прочность смеси. Повышенная влажность также может стать причиной снижения газопроницаемости и прочности.

В качестве вспомогательных материалов используют уголь, древесную муку, каменноугольный шлак и другие материалы (добавки), придающие формовочной смеси определенные свойства.

Для получения качественных форм и соответственно, качественных отливок формовочные смеси должны обладать определенными свойствами.

Литейная форма должна быть прочной, чтобы при сборке, транспортировании и заливке металлом она не разрушалась. Поэтому и формовочная смесь должна обладать определенной прочностью – способностью сопротивляться разрушению под действием нагрузки. В зависимости от содержания влаги различают прочность во влажном состоянии и прочность в высушенном состоянии.

Во время заливки в литейную форму расплавленного металла и последующего охлаждения в порах формы повышается газовое давление за счет нагрева и расширения воздуха и испарения влаги, входящей в состав формовочной смеси. Поэтому формовочная смесь должна обладать газопроницаемостью – способностью пропускать через толщу литейной формы газы. Газопроницаемость зависит от формы и размеров зерен песка, влажности, наличия пыли, степени уплотнения и других факторов. При быстром газообразовании и недостаточной газопроницаемости формовочной смеси давление газа превышает давление расплавленного металла, и газ стремится выйти из формы не через стенки литейной формы, а через жидкий металл. В этом случае в отливках могут появиться газовые раковины.