Найпоширенішим видом виготовлення литих деталей є лиття в піщано глинясті форми. Цей спосіб є найдешевшим і наймасовішим (до 75…80 % за масою отримуваних у світі виливків). Процес виготовлення таких форм являється досить легким в управлінні. Для виготовлення дрібних чавунних і сталевих виливків у сирих формах застосовують піщано-бентонітові суміші. Незважаючи на те, що форми являються одноразовими, суміші легко відновити та освіжити для багаторазового використання.

Як правило, після вибивання форм значна частина стрижневої суміші потрапляє в оборотну, знижуючи її якість. Забруднення оборотних піщано-бентонітових сумішей залишками стрижнів призводить до зниження технологічних властивостей, падіння міцності, збільшення водопоглинання і, як наслідок, вологості і газотвірності.

Протягом 2010…2016 рр. на кафедрі ливарного виробництва чорних і кольорових металів розроблено стрижневу суміш, яка зміцнюється внаслідок взаємодії ортофосфорної кислоти з пилоподібним кварцом. Тому метою нашого дослідження є встановлення її впливу на комплекс властивостей сирої піщано-бентонітової формувальної суміші.

У роботі використано формувальну суміш з автоматичної лінії формовки ПАО «Дніпропромліт», а також відпрацьовану стрижневу суміш з кварцовим наповнювачем. При проведенні експериментів у формувальну суміш було добавлено від 0 до 30% стрижневої суміші, кількість якої збільшували на 5% для кожного наступного досліду. Визначали наступні характеристики: вміст глинястої складової, гранулометричний склад, міцність при стисканні, обсипаємість, газопроникність, текучість, ущільнювальність, формувальність та вологість.

Результати проведеної роботи наведено в табл. 1, за даними якої можна зробити аналіз зміни властивостей суміші і відповідність основних параметрів регламентованим нормам.

Таблиця 1. Комплекс властивостей оборотної піщано-бентонітової суміші

Властивості суміші

Умовна норма для лінії автоматичної формовки

Показники суміші з автоматичної формувальної лінії

Показники  після додавання стрижневої суміші

Вологість, %

3,0…3,2

3,9

3,0…3,3

Міцність при стисканні у сирому стані, МПа

≥ 0,140

0,093

0,085…0,151

Газопроникність, од.

≥ 90

159

99…219

Текучість, %

≥ 70

74

68…85

Формувальність, %

≥ 70

86

86…99

Обсипаємість, %

≤ 0,8

3,3

1,3…3,8

Частка глинястої складової, %

10,5…11,5

14,28

14,50

Виходячи з представлених результатів, можна стверджувати, що всі показники є близькими до норми. Основну увагу слід звернути на те, що жодна із властивостей не знизилась після додавання оборотної стрижневої суміші, а деякі з них покращились. Це означає, що стрижнева суміш із зв’язувальною системою ортофосфорної кислоти та пилоподібного кварцу при потраплянні в оборотну формувальну суміш не знижує її якості.