До и после Победы. Книга 1 (СИ)

В общем - все зависит от исходных материалов - есть чистые и подходящие - отлично, нет - повозимся с присадками и замазками. Правда, смазывать красками узкие сечения нельзя - сталь не смачивает краску, и в этих местах возможны неслития металла. Ну да со сложными отливками всегда была отдельная морока. Так, для них очень важна теплопроводность материала формы, иначе быстрый и неравномерный прогрев может просто покорежить форму, и отливка выйдет кривобокой.

Но и основные наполнители формы - глина и песок, ну или магнезит для отливок ряда сплавов - тоже бывают разными. Песок дает газопроницаемость, а глина - скрепление, причем зачастую они замешаны в одной и той же породе, только в разных пропорциях - чистых материалов, состоящих только из одного минерала, в природе пожалуй что и не найдешь. Тощие пески - это пески, в которых глинистых составляющих не более десяти процентов (определяется отмучиванием). Это самый желаемый литейщиками песок - ведь с его помощью можно наиболее точно управлять параметрами литья. Так, чем крупнее зерна такого песка, тем выше газопроницаемость смеси. Песок, оставляющий на ситах с размером отверстий примерно полмиллиметра не менее двух третей своих частиц - очень газопроницаемый - 350-450, а пески, которые две трети оставляют на ситах с размером отверстий меньше десятой миллиметра - имеют невысокую газопроницаемость - порядка 20. Для полужирных, жирных, особо жирных песков с содержанием глины от 10 до 50 процентов газопроницаемость не нормируется - ее измеряют перед непосредственным использованием и вносят коррективы либо в состав формовочной смеси либо в порядок литья - то ли меньше сушить, чтобы металл, остужаемый оставшейся влагой, быстрее покрылся коркой, то ли при отливке прикрыть газовыпускные каналы, чтобы повысить внутри давление и тем самым пропихнуть излишки газов через форму, чтобы они не разрушали образующуюся корку металла и не проходили через сам металл. Важна и форма зерен песка - остроугольная форма дает лучшее сцепление, но снижает газопроницаемость.

Но окончательно газопроницаемость формируется при сушке. Глина, как связующий материал, в мокром состоянии - довольно липкая штука, а в сухом состоянии становится не только твердой, но и пропускающей газы. Цель смешивания - смазать все песчинки глиной, чтобы между ними возникли мостики. Причем сразу после смешивания внутреннее пространство между зернами заполнено в основном набухшей глиной - газопропускная способность невысокая. При сушке же глина теряет влагу, соответственно объем сухой глины меньше по сравнению с влажной - влага-то испарилась, полностью или частично, соответственно, занимаемый ею ранее объем освободился - образуется усадка, и между песчинками появляются поры и каналы - газопроницаемость повышается.

Количество глины и степень просушки формы зависит от вида литья и веса отливки. Для чугунного литья, если отливка выполняется в сырую - то есть не до конца или вообще не просушенную форму, то там глины можно и поменьше - до десяти процентов, а при отливках от двух тонн - до двенадцати. Сухие формы применяются для крупных отливок - от десяти тонн и выше. Там уже требуется до двадцати процентов глины, так как в сухом состоянии она обладает меньшей связуемостью, и кроме того сама по себе форма таких объемов требует более высокой крепкости формовочной смеси. Это для чугунного литья, которое выполняется при меньших температурах, чем стальное, соответственно и требования к газопропускной способности форм ниже. Стальное литье выполняется в сырые формы только для отливок весом до полутонны - все остальные - в полусухие или сухие формы. Причем требования по газопропускной способности выше чуть ли не в три раза, чем для чугунного литья - температура плавления стали выше, чем у чугуна, к тому же сталь менее текуча, чем чугун, и для повышения текучести ее порой приходится сильно перегревать - все это приводит к высоким температурам в форме и соответственно повышенному газообразованию.

Но и глина глине - рознь. Так, если глина имеет низкую температуру дегидратации, то есть очень легко отдает воду, то после сушки такие смеси могут просто осыпаться. В этом случае нужна либо другая глина, либо необходимо добавлять краски, мазут - чем можно было бы скрепить частицы песка помимо глины. Преобладающий размер частиц глины тоже имеет большую важность - так, наибольшую твердость дают глины с повышенным содержанием частиц меньше одного микрометра. И вообще, глины обладают разной связующей прочностью. Соответственно, малосвязующие глины с одного месторождения могут быть пригодны для небольших отливок, а вот для крупных отливок потребуются, например, прочносвязующие во влажном, а то и прочносвязующие в сухом состоянии (марки так и называются - ПВ, ПС) глины с других месторождений. Ну или снова - краски и мазут. Важно и количество примесей в глине - увеличение содержания в глине оксидов кальция и магния с полутора до двух процентов снижает огнеупорность глины с 1600 до 1350 градусов.