22. Центробежное литье

Принцип центробежного литья заключается в том, что заполнение формы расплавом и формирование отливок происходят при вращение формы либо вокруг горизонтальной, вертикальной или наклонной оси, либо при её вращение по сложной траектории.

Технология центробежного литья обеспечивает целый ряд преимуществ, зачастую недостижимых при других способах, к примеру:

высокая износостойкость.

высокая плотность металла.

отсутствие раковин.

в продукции центробежного литья отсутствуют неметаллические включения и шлак.

Центробежным литьем получают литые заготовки, имеющие форму тел вращения:

втулки

венцы червячных колес

барабаны для бумагоделательных машин

роторы электродвигателей.

Наибольшее применение центробежное литье находит при изготовлении втулок из медных сплавов, преимущественно оловянных бронз.

По сравнению с литьем в неподвижные формы центробежное литье имеет ряд преимуществ: повышаются заполняемость форм, плотность и механические свойства отливок. Однако для его организации необходимо специальное оборудование; недостатки, присущие этому способу литья: неточность размеров свободных поверхностей отливок, повышенная склонность к ликвации компонентов сплава, повышенные требования к прочности литейных форм.

23. Состав формовочных и стержневых смесей

Формовочные и стержневые смеси служат материалом для изготовления разовых форм. Они составляются из песка, глины и других веществ. Процентное соотношение составляющих в смеси зависит от вида литья (сталь, чугун или сплавы цветных металлов).

К формовочным и стержневым смесям предъявляются следующие требования:

1) Пластичность, т. е. способность хорошо формоваться — легко воспринимать и отчетливо сохранять определенную форму. Пластичность улучшается прежде всего при увеличении влажности и количества глины в смеси.

2) Прочность, т. е. способность сохранять форму при воздействии внешних сил, как-то: толчков, неизбежных при изготовлении формы, струи металла, стремящейся размыть форму, и др. Прочность зависит также от содержания глины и влажности, причем каждому составу смеси соответствует определенная влажность, при которой прочность является наивысшей.

3) Податливость, т. е. способность сжиматься под давлением отливки, уменьшающейся в размерах при усадке. Если смесь не будет достаточно податливой, то возможны трещины отливки, особенно около выступов. Лучшей податливостью обладает крупный речной песок; глина ухудшает податливость. Для улучшения податливости в формовочные смеси вводят выгорающие при сушке форм добавки, например опилки.

4) Огнеупорность — способность смеси противостоять действию высокой температуры заливаемого в форму металла. Формовочные и стержневые смеси не должны оплавляться или размягчаться от соприкосновения с расплавленным металлом, а также пригорать к поверхности отливки. Кварцевый песок и белая глина имеют высокую огнеупорность.

5) Газопроницаемость — способность пропускать газы. 11ри контакте горячего металла с влажными формами выделяются пары воды и газы, которые должны свободно выходить из формы через ее стенки. Кроме того, из формы должен выходить воздух, находящийся в ее полости. Если газопроницаемость смеси недостаточна, в отливках образуются газовые раковины. Хорошую газопроницаемость имеют смеси, содержащие крупный речной песок; глина ухудшает газопроницаемость.

Формовочные смеси. Смеси разделяют на облицовочные, наполнительные и единые. Облицовочная смесь непосредственно соприкасается с металлом. Толщина слоя смеси 20—мм. Она должна обладать в полной мере всеми перечисленными свойствами. Наполнительные смеси служат для заполнения остальной части формы. К ним предъявляются, в первую очередь, требования прочности и газопроницаемости.

Единые смеси применяются для изготовления всей формы при машинной формовке.

Заливка металла производится или в сырую форму, или в предварительно высушенную. Заливка в сырую форму, непосредственно после формовки, экономически весьма выгодна, однако не всегда возможна. Прочность сырой формы для крупного литья оказывается недостаточной, и такое литье производится в сухую форму.

Для формовки в сырую применяются формовочные смеси, содержащие от 8 до 12% глинистых веществ. Такие смеси называются тощими. Для предохранения чугунных отливок от пригорания к тощей смеси прибавляют молотый каменный уголь в количестве от 5 до 12% (по объему). Крупинки угля при соприкосновении с расплавленным металлом выделяют газы, которые располагаются тонким изолирующими слоем между стенками формы и металлом. Для дополнительной защиты чугунных отливок от пригара полость формы и стержни посыпают тонким слоем измельченного в порошок древесного угля, называемого припылом.

Для изготовления форм с последующей их сушкой применяют жирные формовочные смеси, содержащие от 12 до 20% глинистых веществ. В эти смеси вводят органические вещества в виде торфа или опилок, выгорающие при сушке; тем самым увеличивается газопроницаемость и податливость форм.

Высушенные формы для чугунного литья покрывают внутри формовочными красками, содержащими графит; для стальных отливок применяются формовочные краски, содержащие порошкообразный кварц и другие материалы.

Для формовки по шаблону применяются формовочные смеси, содержащие свыше 25% глинистых веществ. Эти смеси называют глинами.

Стержневые смеси. Стержни находятся в более тяжелых условиях, чем стенки формы. Обычно стержни поддерживаются в форме лишь концами (знаками), и при заливке они почти полностью находятся в расплавленном металле, который вначале стремится их вытеснить вверх, как более легкие, а после затвердевания сжимает вследствие усадки. Если стержни при этом не будут достаточно податливы, то в отливке появляются трещины. Выделяющиеся газы могут отводиться лишь через знаки стержней. Вследствие этих причин стержни должны обладать повышенной прочностью, огнеупорностью, податливостью и газопроницаемостью.

Стержневые смеси разделяются по составу на песчано-глинистые и песчано-масляные. Песчано-глинистые смеси применяются в основном для изготовления крупных стержней на каркасах. Песчано-масляные смеси состоят из речного или кварцевого песка с добавкой связующих веществ: льняного масла, которое при перемешивании смеси обволакивает зерна песка, а при сушке окисляется, твердеет и придает стержню прочность; канифоли, которая вводится в смесь в виде порошка, а при сушке расплавляется и связывает зерна песка; декстрина, патоки и других веществ, которые вводятся в смесь в водных растворах и при сушке связывают песок.