Новини освіти і науки:

G+

Тлумачний словник
Авто
Автоматизація
Архітектура
Астрономія
Аудит
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Винахідництво
Виробництво
Військова справа
Генетика
Географія
Геологія
Господарство
Держава
Дім
Екологія
Економетрика
Економіка
Електроніка
Журналістика та ЗМІ
Зв'язок
Іноземні мови
Інформатика
Історія
Комп'ютери
Креслення
Кулінарія
Культура
Лексикологія
Література
Логіка
Маркетинг
Математика
Машинобудування
Медицина
Менеджмент
Метали і Зварювання
Механіка
Мистецтво
Музика
Населення
Освіта
Охорона безпеки життя
Охорона Праці
Педагогіка
Політика
Право
Програмування
Промисловість
Психологія
Радіо
Регилия
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Технології
Торгівля
Туризм
Фізика
Фізіологія
Філософія
Фінанси
Хімія
Юриспунденкция

Складання форм на плацу

Тема 3.4 Складання форм

1. Складання форм на плацу.

2. Складання форм на конвеєрах.

Складання форм – найбільш відповідальна операція, яка потребує уваги, ретельності, високої кваліфікації. Форми по-сирому складають відразу після обробки півформ, по-сухому – після виправлення дефектів, що з’явилися після сушки.

Нижню півформу встановлюють суворо горизонтально на щільно утрамбоване місце. Під напівформою гладилкою прорізають газовідвідні канали. Порожнину форми продувають стисненим повітрям для видалення сміття, потім проставляють стержні. Перед установкою їх оглядають з приводу дефектів і перевіряють шаблонами. Встановлюють стержні в тому порядку, який вказано в технологічній карті або на кресленні. Якщо знак стержня не підходить до свого гнізда у формі, то підгонка його опилюванням допускається тільки при індивідуальному литві (за наявності контрольних шаблонів). Якщо знаки не забезпечують стійке положення стержня у формі, то стержні встановлюють на жеребейках (рис.19). Висота їх дорівнює товщині тіла відливки. При чавунному і стальному литві жеребейки виготовляють з жерсті, низько вуглецевої сталі або чавуну. Поверхня жеребеєк повинна бути чистою, без іржі, вологи і масла. Для відливок, які працюють під тиском, жеребейки застосовувати не можна.

Рисунок 19. Жеребейки.

Правильність установки стержнів у формі перевіряють контрольними шаблонами або кондукторами. При складанні складних форм товщину тіла відливки перевіряють шляхом накривання верху форми, перед цим в контрольних місцях кладуть шматочки м’якої глини («мушки»). При установці верхньої опоки на нижню шматочки глини стискаються до товщини просвіту між формою і стержнем. Після розкривання форми заміряють товщину шматочків і визначають товщину стінки у цьому місці. В інших випадках користуються товщиномірами.

Після установки і контролю стержнів форму продувають стисненим повітрям для видалення сміття, що потрапило під час складання.

Для попередження утікання металу по роз’єму прорізають запобіжні риски в площині роз’єму (для сирих форм); вкладають валик з глини або азбестовий шнур в площині роз’єму навколо порожнини форми, знаків і ливників (для сухих форм).

Потім нижню форму по штирям накривають верхньою напівформою. Установлюють ливникові чаші. Складені форми скріплюють або навантажують, щоб рідкий метал під час заливки не підняв верхню напівформу. Способи кріплення форм: болтами, скобами, струбцинами, клинцями. Вантаж накладають на верхню опоку так, щоб він не заважав заливці і не закривав вентиляційні канали.

Складання форм на конвеєрах

На автоматичних формувальних лініях складання відбувається:

1) стержнеукладальниками, які встановлюють стержні у форму;

2) складальниками, які установлюють верхню форму на нижню;

3) вантажоукладальниками, які накладають вантаж на форму, після заливки і твердіння відливки знімають вантаж з форми, передають його на ділянку навантаження форм.

Отже, порядок операцій при складанні форми:

- установка стержнів;

- контроль положення стержнів;

- накривання нижньої напівформи верхньою;

- установка ливникових чаш;

- скріплення напівформ або їх навантаження.

Контрольні питання:

1. Вкажіть порядок операцій при складанні форм.

2. Як виконується установка стержнів при складанні форм?

3. **Як перевіряють товщину тіла відливки під час складання форми при індивидуальному виробництві?

4. **Які заходи застосовують при складанні форм для попередження утікання металу по роз’єму?

5. *Які існують способи краплення форм при складанні? Для чого навантажують складену форму?

6. Які операції механізуються при складанні форм на конвеєрі?

7. **Чому жеребейки у формі застосовують тільки у крайньому випадку?

Література: 1, с.164-165, 3, с.406-415.

РОЗДІЛ 5

Теорія приготування сплавів

1. Класифікація металів і сплавів.

2. Процеси, що відбуваються під час плавки.

3. Захист металевих сплавів під час плавки.

Класифікація металів і сплавів

В машинобудуванні чисті метали застосовують порівняно рідко. В основному застосовують сплави – металічні матеріали, які складаються з двох і більше компонентів, якими можуть бути метали і неметали. Сплави мають кращі властивості, ніж чисті метали, а іноді дешевше їх. Наприклад, латунь дешевше і міцніше чистої міді. Сплави мають більш низьку температуру плавлення, ніж чисті метали наприклад, t_пл чавуну = 1150-1250^оС, t_пл заліза = 1539^оС. Це полегшує їх виплавку і виготовлення відливок.

В техніці всі сплави прийнято розділяти на оброблювані тиском і ливарні. Перші повинні мати хорошу пластичність. Ливарні сплави повинні мати добрі ливарні властивості, які дозволяють одержувати з них фасонні відливки складної конфігурації.

Сплави класифікують за хімічним складом, структурою, характером неметалічних включень, густині тощо.

Класифікація ливарних сплавів:

І. Чорні (на основі заліза):

1. Чавуни.

2. Сталі.

Чавунні відливки складають близько 70% від загальної кількості відливок.

Чавуни класифікують:

1. За станом вуглецю:

1.1. Сірі (%С=2,5-3,7%) – до 0,9% С – у хімічно зв’язаному із залізом стані, решта – у вигляді графіту.

1.2. Половинчасті (відбілені).

1.3. Білі (до 4%С – у вигляді цементиту).

2. За формою графіту:

2.1. З пластинчастим графітом (СЧ).

2.2. З кулястим графітом (ВЧ) – отримують з сірого чавуну шляхом обробки в рідкому стані магнієм та ін.

2.3. З пластівчастим графітом (КЧ) – черносердечний, білосердечний, отримують шляхом спеціального відпалу білого чавуну.

3. За структурою металічної основи:

3.1. Феритні.

3.2. Перлітні.

3.3. Ферито-перлітні.

4. За хімічним складом:

4.1. Нелеговані.

4.2. Леговані (хромисті, нікелеві, кременисті, алюмінієві, марганцеві, титанові, мідні, ванадієві та ін.)

Сірий чавун – найдешевший ливарний сплав, з відносно невисокою температурою плавлення, хорошою рідкотекучістю, малою усадкою. Застосовують для деталей, до яких не висуваються високі вимоги по механічним та іншим властивостям.

Стальні відливки складають близько 20% від маси всіх відливок.

Сталі класифікують:

1. За хімічним складом:

1.1. Вуглецеві (низьковуглецеві – до 0,2% С, середньовуглецеві – 0,2 – 0,45% С, високовуглецеві – більше 0,45% С).

1.2. Леговані (низьколеговані – до 2,5% легуючих елементів, середньолеговані – 2,5 – 10% легуючих, високолеговані – більше 10% легуючих).

2. За структурою:

2.1. Феритні.

2.2. Перлітні.

2.3. Мартенситні.

2.4. Аустенітні.

2.5. Зі змішаною структурою.

Сталі дорожче чавунів, мають високу температурі плавлення, гіршу рідкотекучість і більшу усадку. Застосовують для деталей, які повинні мати високі механічні властивості.

Властивості сталі залежать в основному від її хімічного складу, властивості чавуну – від форми графітових включень і структури металічної основи.

ІІ. Сплави на основі кольорових металів:

1. Важкі (густина більше 5 г/см³):

1.1. Мідні.

1.2. Нікелеві.

1.3. Свинцеві.

1.4. Олов’яні.

1.5. Цинкові.

1.6. Благородні.

2. Легкі (густина до 5 г/см³):

2.1. Літієві.

2.2. Магнієві.

2.3. Алюмінієві.

2.4. Титанові.

3. За температурою плавлення:

3.1. Легкоплавкі (t_пл до 600^оС).

3.2. Тугоплавкі (t_пл більше 1600^оС).

Мідні сплави застосовують для роботи в морській воді, алюмінієві, магнієві сплави – для літакобудування. Кольорові сплави дорогі.

Вимоги до ливарних сплавів:

- склад сплаву повинен забезпечувати отримання заданих властивостей відливки;

- мати добрі ливарні властивості;

- бути простим за складом, легко готуватися, не виділяти токсичних компонентів, не забруднювати навколишнє середовище;

- бути технологічним на всіх подальших операціях – обробці різанням, термообробці тощо;

- бути економічним: дешевим, мати мінімальні втрати при переробці відходів (ливників, браку).

Процеси, що відбуваються під час плавки

Плавка – сукупність фізичних і хімічних процесів, які відбуваються в плавильній печі при одержанні рідкого металу із заданими властивостями.

Шихта – початкові матеріали, що завантажують в плавильну піч, які повинні забезпечити потрібну якість рідкого сплаву, що виплавляється. Складається, як правило, з металічної шихти, лігатур, флюсів. Найчастіше металічна шихта складається із зливків чистих металів, брухту, відходів виробництва.

Лігатури – допоміжні сплави, які служать для введення в розплав необхідних хімічних елементів з урахуванням їх вигару в процесі плавки; мають більш низьку температуру плавлення, ніж найтугоплавкіші компоненти сплаву; застосовують подвійні і потрійні лігатури.

Для виплавки чавуну і сталі лігатурами є феросплави (феромарганець, феросиліцій та ін.)

Для бронзи Бр ОЦСН 3-7-6-1 лігатурами є сплави Cu+Sn+Ni, Cu+Pb+Zn.

Флюси застосовують для утворення і регулювання складу шлаків у відповідності з вимогами до їх властивостей. Густина шлаку менше густини розплаву, тому шлак спливає на поверхню. Шлак захищає метал від окислення в процес плавки і служить для видалення неметалічних домішок, які потрапляють в метал з шихтою, з футерівки печі та утворюються при хімічних реакціях і процесі плавки.

Для кожного сплаву вибирають флюси, щоб вони утворювали рідкотекучі шлаки, не вступали в реакцію з футерівкою печі і створювали нерозчинні в металі з’єднання з шкідливими домішками, які видаляються із сплаву.

Основні стадії плавки:

- завантаження шихти;

- плавлення;

- доведення;

- рафінування;

- розкислення;

- модифікування.

Деякі стадії можуть бути відсутні.

Рафінування – звільнення сплавів від непотрібних і шкідливих домішок. Чавун і сталь для видалення сірки і фосфору рафінують марганцем та вапняком. Алюмінієві сплави рафінують і дегазують продувкою хлором, азотом, аргоном, обробкою хлористими солями. Магнієві сплави рафінують флюсами.

Розкислення – видалення кисню або окислів металу в процесі плавки. Оксиди зазвичай розташовуються по границях зерен металу, погіршуючи його властивості. Для розкислення застосовують метали, які мають більшу спорідненість до кисню, ніж розплавлений метал, і створюють нерозчинні в ньому окисли або сполуки. Для сталі і чавуну розкислювачами є алюміній, кремній, марганець, вуглець, для мідних сплавів – мідно-фосфориста лігатура, алюмінієвих сплавів – хлор. Оксиди металів після розкислення спливають в шлак.

Модифікування – додавання в рідкий сплав невеликої кількості металів або сплавів, які створюють додаткові центри кристалізації для отримання більш дрібнозернистої структури та вищих механічних властивостей. При модифікуванні чавуну і сталі вводять силікокальцій, феросиліцій та ін., силуміну – натрій. Модифікування зазвичай проводять перед розливанням металу.

В процесі плавки сплавів відбуваються такі процеси:

1) нагрів, плавлення і перегрів до температури заливки;

2) окислення;

3) вигар;

4) насичення газами;

5) шлакоутворення.

Процеси розплавлення металу

Щоб перевести метал з твердого в рідкий стан, його необхідно нагріти до температури плавлення. Процес плавлення супроводжується змінами температури металу та його об’єму.

Температура переходу з твердого стану в рідкий деякий час зберігається постійною, при цьому стрибкоподібно збільшується об’єм і зменшується густина.

Постійність температури свідчить про наявність прихованої теплоти плавлення (теплоти, яка витрачається на плавлення). Стрибкоподібне збільшення об’єму (2-7%) – причина усадочних дефектів. Об’єм збільшується через збільшення амплітуди коливань атомів при підвищенні температури та їх відриву від вузлів звичайного рівноважного стану.

Процеси окислення при плавці

В більшості випадків окислення основного металу і легуючих елементів – небажане явище, тому що приводить до вигару металу. Однак, в ряді випадків окисленням видаляють з розплаву шкідливі домішки або знижують вміст легуючих елементів до заданого значення. При цьому намагаються одержати такі їх з’єднання (оксиди), які переходять в шлак або газову фазу. Наприклад, надлишок вуглецю в сталі при окисленні перетворюється на СО, який виділяється в атмосферу печі. При окисленні кремнію, марганцю, хрому утворюються тверді оксиди, які спливають в шлак.

Основні джерела забруднення металу киснем:

1) окислювальна атмосфера печі;

2) сильно окислена шихта, що зберігається під відкритим небом;

3) поверхня ванни металу (чим вона більше, тим більше окислюється метал).

Вигар при плавці

Вигар – безповоротні втрати металу при плавці. Величина вигару залежить від вибору плавильного агрегату і технологічних режимів плавки.

В період нагріву твердої шихти вигар відбувається через окислення елементів в поверхневому шарі. В період плавлення поверхня контакту металу з газовою фазою печі велика, тому що утворюються краплі і струмені металу, що стікають у ванну рідкого металу, тому величина вигару велика в цей період.

Вигар елементів з рідкої ванни, покритої шлаком, уповільнюється, тому що перехід кисню з газової фази до металу відбувається шляхом дифузії крізь шар шлаку.

Пригар – збільшення кількості елементу при плавці. Наприклад, пригар сірки (за рахунок сірки коксу) у вагранці

Насичення газами при плавці

В розплавленому стані метали і сплави здатні активно поглинати водень, кисень, азот та інші гази з оксидів і вологи початкових шихтових матеріалів, гази, що виділяються при згорянні палива, з навколишнього середовища, при заливці металу у форму.

В рідких сплавах розчинність газів з підвищенням температури підвищується. При надлишковому вмісті гази виділяються у вигляді газових пузирів, які спливають на поверхню або залишаються у відливці, утворюючи газові раковини, пористість, неметалічні включення, які знижують механічні властивості і герметичність відливки.

Джерела газонасичення металу:

1. Недостатньо висушена футерівка печі, жолоба, ковша.

2. Флюси, що містять вологу.

3. Дрібна шихта (стружка), забруднена вологою, мастилами.

4. Волога палива (його домішка або та, що утворилася в процесі його спалювання).

5. Відновлювальна атмосфера печі.

Для зменшення насичення газами металу в процесі плавки дотримуються таких правил:

1. Плавку ведуть при слабоокислювальній атмосфері.

2. Скорочують тривалість плавки.

3. Просушують футерівку печі, жолоба, ковша.

4. Не допускають зайвого перегріву металу.

5. Шихта не повинна містити забруднені компоненти.

6. Флюси повинні бути просушені.

7. Паливо застосовувати з низьким вмістом вологи.

Шлакоутворення при плавці

Шлаки – продукти плавки, які утворюються в плавильній печі в результаті сплавлення речовин, сторонніх по відношенню до металу (оксиди металу, пісок на кусках шихти, зола палива, частинки футерівки тощо).

Шлаки здійснюють позитивний вплив на якість металу – захищають від окислення, розчинення газів, сприяють видаленню шкідливих домішок. Для надання шлаку потрібних фізико-хімічних властивостей в піч додають флюси. Наприклад, для видалення зі сталі фосфору і сірки вводять вапно СаО, яке утворює з ними нерозчинні в металі сполуки і переводить з металу в шлак.

Шлаки бувають основні, кислотні і нейтральні.

Захист сплавів під час плавки

Способи захисту:

1. Створення «киплячої» ванни.

2. Продувка хлором або інертними газами.

3. Вакуумування сплаву.

4. Застосування покривних і рафінуючих флюсів.

5. Застосування деревного вугілля.

6. Застосування захисних газів.

7. Застосування вібрації.

«Кипіння» ванни – процес виділення в сталі газу СО при інтенсивному окисленні вуглецю; розчинені в металі гази (азот, водень), а також неметалічні включення разом з бульбашками СО виносяться з металу.

Продувка хлором або інертними газами (азот, аргон) використовується для дегазації кольорових сплавів: мідні сплави продувають азотом або аргоном, алюмінієві, магнієві сплави – хлором або аргоном. Для цього газ вводиться вглибину розплавленого металу в ковші з допомогою стальної трубки. Бульбашки газу захоплюють за собою розчинені в металі гази, а також неметалічні включення.

Вакуумування сплаву – робочий простір печі вакуумується (вакуумно-індукційні, вакуумно-дугові печі). Через зменшення тиску знижується розчинність газів у металі, зменшується парціальний тиск газу над металом. В результаті забезпечується захист металу від забруднення і рафінування металу, покращуються його фізико-механічні властивості.

Застосовують при плавці міді, бронз, нікелю та його сплавів, титанових сплавів та ін. Іноді плавку ведуть в атмосфері інертного газу.

Застосування флюсів.

Покривні флюси захищають метал від контакту з атмосферою печі, зменшують газонасичення і вигар металу. Витрати флюсів складають приблизно 2-3% ваги металу. Для бронз і латуней застосовують соду Na₂CO₃, буру Na₂B₄O₇, фториди і хлориди Na і Ca, для алюмінієвих і магнієвих сплавів – карналітові флюси KCl^.MgCl₂з додаванням BaCl₂і CaF₂. Такі флюси застосовують для кольорових сплавів, схильних до сильного окислення.

Рафінуючі флюси застосовують для видалення з розплаву розчинених у ньому шкідливих домішок. Для цього флюс замішують в розплав, він змочує підвішені в металі частки, при вистоюванні металу флюс з адсорбованими частками спливає на поверхню або осідає на дно. Для мідних сплавів застосовують буру, суміш бури зі склом, плавиковий шпат та ін.; алюмінієвих – NaCl, NaF, кріоліт та ін. Витрати флюсів визначаються дослідним шляхом.

Деревне вугілля широко застосовують в якості захисного покрову при плавці мідних сплавів. Він повинен бути добре прожарений перед використанням. Розкислює, захищає від окислення, знижує втрати тепла з поверхні металу (найчастіше застосовують березове вугілля).

Вібрація – розплав у ковші піддають вібрації на спеціальних вібростолах. При вібрації утворюються вакуумні порожнини, в які дифундує водень, бульбашки водню зливаються в крупніші бульбашки і видаляються з металу.

Контрольні питання:

1. Як класифікують метали і сплави?

2. Які основні стадії плавки металів і сплавів Ви знаєте?

3. *Що відбувається з металом під час його розплавлення?

4. *Основні джерела забруднення металу киснем при плавці.

5. *Від чого залежить вигар металу?

6. *Як відбувається вигар металу під час нагрівання, плавки і в рідкому металі?

7. Джерела насичення металу газами під час плавки.

8. *Які заходи застосовують для зменшення насичення металу газами під час плавки?

9. Як впливають шлаки на якість металу при плавці?

10. *Які способи захисту сплавів під час плавки Ви знаєте?

11. Що таке «кипіння» ванни металу та як воно впливає на якість металу?

12. *Як і для чого продувають газами кольорові сплави?

13. *Як вакуумування впливає на якість металу?

14. Які типи флюсів Ви знаєте та які особливості їх застосування?

15. *Як застосовують деревне вугілля для захисту сплавів?

16. **Що відбувається, коли метал піддають вібрації в ковшах?

17. ***Вміти вибирати способи захисту сплавів під час плавки залежно від типу сплаву та умов виробництва.

Література: 2, с.57-61.

РОЗДІЛ 6

Твердіння і охолодження відливки

Тема 6.1 Кристалізація і формування відливок

1. Особливості кристалізації сплавів у формі.

2. Модифікування.

3. Внутрішні напруги у відливках.

4. Ливарні властивості сплавів.

Особливості кристалізації сплавів у формі

Залитий у форму метал віддає теплоту формі і при досягненні температури ліквідус починає кристалізуватися. Первинна кристалізація – процес утворення кристалів при переході з рідкого стану в твердий. Вторинна кристалізація – утворення кристалів в твердому стані при фазових перетвореннях (Fe_γ → Fe_α). Для процесу кристалізації необхідна наявність центрів (зародків) кристалізації. Зародки бувають двох типів:

- ті, що утворюються мимоволі при швидкому охолодженні, - групи атомів, які приймають правильне відносне розташування;

- тверді домішки, які присутні в розплаві.

При переохолодженні розплаву із зародків починають рости кристали (рис.20).

Рисунок 20. Схема процесу кристалізації металу.

При великій швидкості охолодження і великій кількості центрів кристалізації кристали будуть дрібними (дрібнозерниста структура). Таку структуру мають відливки, отримані в металічних формах. При малій швидкості охолодження одержують крупнозернисту структуру. Таким чином, зернистість залежить від числа центрів кристалізації, які з’являються за одиницю часу, та від швидкості їх росту.

У відливці через різну швидкість охолодження утворюються кристали 3-х видів:

1) дрібні кулясті або голчасті кристали на поверхні відливки біля стінок форми;

2) дендритні (стовбчасті) кристали, які ростуть в напрямку до центру відливки, у середній зоні;

3) крупні рівноосні безладно орієнтовані кристали у центрі відливки.

Найбільшу міцність і пластичність мають відливки з дрібними кулястими кристалами, найгірші властивості – відливки зі стовбчастими кристалами.

Тонкі частини відливки завжди мають дрібніше зерно, ніж товсті. В тонких частинах відливки – кулясті кристали, в масивних – стовбчасті.

Модифікування

З метою подрібнення кристалів в процесі первинної кристалізації проводять модифікування – обробку рідких сплавів спеціальними добавками – модифікаторами перед заливкою їх у форму.

Модифікуванням можна змінювати структуру, густину, механічні властивості відливок.

Розрізняють модифікатори І і ІІ роду.

Модифікатори І роду – поверхнево-активні речовини, які утворюють плівки на поверхні кристалів та заважають їх росту.

Модифікатори ІІ роду – є безпосередніми зародками кристалізації, штучно збільшують число центрів кристалізації. Зазвичай в якості модифікатора вибирають добавку, яка утворює з компонентами сплаву тугоплавкі сполуки, що кристалізуються в першу чергу. Такий спосіб модифікування застосовується для алюмінієвих сплавів (введення Ti, V, Zr, Мn), для чавунів (обробка Mg з метою зміни форми графіту), для сталей (додавання Аl).

Величину зерна можна зменшити, понижуючи температуру заливки, заливаючи метал у форми, що вібрують, застосовуючи електромагнітне перемішування металу тощо.

Внутрішні напруги у відливках

При твердінні і охолодженні відливок внаслідок усадки металу виникають внутрішні напруги, які можуть привести до короблення відливок і утворення в них гарячих і холодних тріщин.

Причиною утворення тріщин у відливках є мала податливість форми або стержня, через що гальмується усадка. Під час усадки відливка тисне виступаючими частинами на стержень або форму, а форма перешкоджає усадці, викликаючи напруги у відливці. Якщо величина напруг перевищить межу міцності, то з’явиться тріщина, якщо сплав достатньо міцний і пластичний, то відливка коробиться.

Через малу податливість форми (механічне гальмування усадки) виникають гарячі тріщини (рис.21,а) при температурі, близькій до температури плавлення, вони проходять по границях зерен і мають темну нерівну окислену поверхню. Гарячі тріщини утворюються в місцях з уповільненою швидкістю охолодження, у потовщеннях відливки, в місцях переходу від масивного перерізу до тонкого.

Напруги у відливці тим більше, чим інтенсивніше теплообмін з формою: в металічних формах небезпека виникнення напруг більше, ніж в піщаних.

Для попередження появи гарячих тріщин необхідно:

- суворо дотримуватись хімічного складу сплаву;

- застосовувати податливі формувальні і стержневі суміші;

- виконувати плавні переходи від масивних перетинів відливки до тонких;

- забезпечувати рівномірне охолодження масивних і тонких перетинів з допомогою холодильників;

- застосовувати правильні ливникові системи;

- застосовувати фальшиві ребра (які видаляються при обрубці).

Ще однією причиною виникнення напруг у відливці є термічне гальмування усадки. Воно виникає, якщо в конструкції відливки є тонкі і масивні частини. Тонкі частини тверднуть раніше і здійснюють опір усадці масивних частин, які піддаються розтягуючим зусиллям, а тонкі частини – стискаючим зусиллям. Якщо розтягуючі напруги перевищать межу міцності, то в масивних місцях відливки виникають холодні тріщини (рис.21,б), вони мають кристалічний злам і не покриті темною окалиною.

Для попередження виникнення холодних тріщин деталі піддають термічній обробці для зняття внутрішніх напруг (відпал, старіння).

а) б)

Рисунок 21. Тріщини у відливках: а – гарячі, б – холодні.

Ливарні властивості сплавів

Ливарні властивості – це технологічні властивості металу або сплаву, які характеризують його придатність для отримання відливок без ливарних дефектів.

Основні ливарні властивості сплавів: рідкотекучість, усадка, схильність до ліквації, утворення гарячих тріщин, до газопоглинання.

Рідкотекучість – здатність металу в розплавленому стані заповнювати порожнину форми та точно відтворювати контури відливки.

Недостатня рідкотекучість – причина недоливів, несуцільної поверхні, забруднення неметалічними включеннями, газами.

Рідкотекучість залежить від:

- в’язкості і поверхневого натягу сплаву;

- хімічного складу сплаву;

- властивостей ливарної форми;

- умов заливки.

Чим вище в’язкість і поверхневий натяг сплаву, тим гірше рідкотекучість.

З підвищенням температури заливки рідкотекучість підвищується.

Підвищують рідкотекучість нанесені на поверхню форми фарби і припили, які утворюють тонкі газові плівки на робочій поверхні, що зменшують тертя розплаву об стінки форми.

Рідкотекучість тим вище, чим менше теплоакумулююча здатність форми. В піщаній формі рідкотекучість вище, ніж в металічній.

Рідкотекучість залежить від хімічного складу сплаву.

Збільшують рідкотекучість чавуну кремній, вуглець, фосфор. Максимальну рідкотекучість мають чавуни евтектичного складу (%С = 4,3). Ступінь евтектичності чавуну можна виразити вуглецевим еквівалентом:

С_е = С + 0,3 ^. (Si + P).

Чавуни вважаються евтектичними, якщо С_е = 4,2 – 4,3%.

Фосфор покращує рідкотекучість, зменшуючи поверхневий натяг і в’язкість чавуну внаслідок утворення легкоплавкої фосфідної евтектики. Для художнього литва %Р – до 1,5.

Знижують рідкотекучість сірка, марганець, хром, молібден і титан.

Перлітний чавун (2,8-3% С) має меншу рідкотекучість, ніж феритний (3,5% С), білий чавун має меншу рідкотекучість, ніж перлітний.

Рідкотекучість визначають заливкою спеціальних технологічних проб у вигляді прутків, пластин, спіралей. За довжиною шляху в мм, пройденого металом по каналу проби, визначають рідкотекучість. Найчастіше застосовують спіральну пробу (рис.22) трапецієвидного перерізу S = 0,56 см².

Рисунок 22. Проба на рідкотекучість.

Контрольні питання:

1. Поняття первинної і вторинної кристалізації.

2. Які типи зародків кристалізації Ви знаєте?

3. *Від чого залежать розміри зерен металу?

4. Які типи кристалів утворюються у відливці під час її кристалізації у формі?

5. *Відливки з яким типом кристалів мають найкращі механічні властивості?

6. Що таке модифікування сплавів?

7. Що представляють собою модифікатори І і ІІ роду?

8. Що є причиною виникнення внутрішніх напруг у відливках під час їх кристалізації?

9. Механізм утворення гарячих тріщин у відливках.

10. *Способи попередження утворення гарячих тріщин у відливках.

11. Механізм утворення холодних тріщин у відливках.

12. *Як попередити виникнення холодних тріщин у відливках?

13. **Як за зовнішнім виглядом розрізнити гарячі і холодні тріщини у відливках?

14. Які властивості сплавів відносять до ливарних?

15. Що таке рідкотекучість сплаву і від чого вона залежить?

16. *Як можна підвищити рідкотекучість сплаву?

17. **Знати методику визначення рідкотекучості ливарних сплавів.

18. ***Вміти за хімічним складом визначити, який з чавунів має кращу рідкотекучість.

Література: 1, с.187-189, 204-208, 3, с.64-67, 233-240, 661-667.

Тема 6.2 Усадочні процеси у відливках

1. Типи ливарних усадок.

2. Усадочні дефекти у відливках.

3. Ліквація у відливках.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Безопочна формовка	\|	Типи ливарних усадок

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.032 сек.