Стержнем называют часть формы, которая служит для создания внутренних полостей в отливке. Он изготовляется отдельно от самой формы и вставляется в нее. Стержень состоит из двух частей: части, образующей внутреннюю полость отливки; опорной части — знака, при помощи которого он крепится в форме (кроме того, знак служит для отвода газов, образующихся в стержне при заливке).
Стержень должен иметь все свойства, которые имеет форма, прочность, газопроницаемость и т. д. Однако в силу специфических условий, в которых он находится, эти свойства должны быть особенно хорошо выражены.
Стержень чаще всего расположен в центре формы — он со всех сторон окружается металлом, следовательно, он должен быть более прочным, чем форма, омываемая металлом только с одной, внутренней стороны.
Стержень должен хорошо выбиваться из отливки, особенно при фигурном литье, где его приходится удалять через малые отверстия, оставшиеся в отливке после удаления каркаса.
Основным материалом для стержней является тоже формовочная земля, песок и глина, но кроме песка и глины в стержневую смесь добавляют крепители: декстрин, олифу, муку, лаки и т. д. Примерный состав стержневой смеси: тощий песок 60%, старая горелая земля 40%, крепитель (декстрин) в пределах 2—3% от общего объема; влажность 5—6%. Стержни изготовляют отдельно в специальных стержневых ящиках, которые делают разъемными для удобства извлечения готовых стержней. Стержни сушат в сушильных печах, а затем укладывают в готовую литейную форму. Для малых серий стержневые ящики делают из гипса или дерева, а для массового литья — из металла.
Процесс производства стержня в ящиках. Для этого процесса характерна такая последовательность операций:
• внутреннюю поверхность ящика припыливают ликоподием;
• половинки ящика складывают и ставят на стол в вертикальном положении;
• ящик набивают до 1/4 высоты;
• в нем устанавливают два прутка — один для каркаса (остается в готовом стержне) и другой для образования душника (вынимается после набивки стержня, после чего остается сквозной канал для вентиляции);
• ящик наполняют доверху и вынимают пруток, образующий душник;
• стержень вынимают из ящика, предварительно постучав по его стенкам деревянным молотком, чтобы он отстал, и кладут на сушильную плиту;
• стержень сушат при температуре от 300—350° С — для песчано-глинистых смесей, до 200—300° С —для стержней с крепителями в течение 1—1 1/2 ч.
Опоки.
Для удобства изготовления, разборки, сборки и переноски формы, а также для преодоления усилий, возникающих в ней при заливке, формовку ведут в специальных ящиках без дна и крышки, называемых опоками. Обычно их собирают из двух частей и соединяют между собой при помощи штырей, укрепленных в проушинах, расположенных на боковых стенках опоки.
Для удобства переноса опока имеет ручки, а для того чтобы уплотненная в опоке формовочная земля не выпадала, ее снабжают ребрами или угольниками. В малых опоках ребер не делают, так как они мешают набивке формы.
Опоки должны отвечать следующим требованиям:
1). быть прочными; недопустимы прогибы стенок;
2). быть хорошо пригнанными друг к другу, штыри не должны качаться, что может привести к перекосу формы (к смещению). Диаметр штырей должен точно совпадать с диаметром отверстия в проушинах;
3). быть легкими, чтобы их можно было свободно перемещать;
4). большие опоки должны иметь ребра и угольники для удержания земли.
Имеются следующие разновидности опок:
Чугунные опоки, которые применяются при массовом, серийном производстве отливок. Они долговечны, прочны и по сравнению с другими металлическими опоками дешевы. По размерам чугунные опоки делят на ручные и крановые.
Ручные опоки делают такого размера, чтобы при работе их легко можно было поднять и перевернуть.
Крановые опоки применяют для отливки больших скульптур, их перемещают при помощи крана, ребра делают съемными, на болтах.
Стальные сварные опоки, реже литые, которые особенно хороши для сухой формовки, где от опок требуется высокая прочность при формовке и заливке.
Алюминиевые опоки, имеющие все большее применение; они достаточно прочны и гораздо легче чугуна или стали.
Шарнирные алюминиевые опоки (съемные) применяют при безопочной отливке. Формовку производят в опоке, а потом, перед заливкой, ее снимают, земляную форму крепят тонкостенной железной рамкой — жакетом, а в опоке начинают изготовлять новую форму.
Формовочные инструменты делятся на две группы:
- для набивки форм;
подмодельные доски, лопаты для земли; совки, сита (из латунной сетки) для просеивания формовочных смесей с размером ячеек для мелкого литья 1—1,5 мм, для крупного (грубого литья) 3—5 мм, диаметр сит от 300 до 600 мм.
Трамбовки служат для уплотнения смеси. Узкий клинообразный конец применяют для уплотнения в узких местах модели; в механизированных цехах применяют пневматические трамбовки.
Счищалка — металлическая линейка для удаления лишней земли.
Душники-наколки — длинная стальная игла для наколки тонких каналов, увеличивающих газопроницаемость.
Деревянные молотки применяют для набивки кусков и расколачивания модели перед извлечением ее из формы.
Брусок-трепало служит для уплотнения смеси при формовке по непрочным (из пластилина) моделям. При работе трепалом он опирается на оба края опоки.
Кисти (изо льна) служат для смачивания углов и стенок формы перед извлечением модели для создания большей ее прочности.
Крючки и подъемы используют для подъема и извлечения модели из формы; стальными заостренными стержнями вынимают небольшие деревянные и гипсовые модели, а также стержнями с резьбой вынимают металлические модели, в которых нарезаны гнезда с резьбой.
Щетки для очистки моделей от земли.
- для отделки форм.
гладилки для исправления и заглаживания повреждений в форме;
ложки, стеки, ланцеты; иголки или вилки для отъема кусков;
кисточки и щетки из конского волоса и перьев птиц;
мешочек для припыла ликоподием, толченым углем или графитом.