1.5. Материалы и технологическая оснастка для получения

отливок

Приготовление литейных сплавов

Сплавы для производства отливок получают непосредственно в литейных цехах, где для этого имеются плавильные агрегаты: электродуговые, индукционные и электрические печи сопротивления.

Сталь литейную и чугун производят в электродуговых и индукционных печах. Цветные сплавы переплавляют в индукционных печах, а легкоплавкие — ив печах сопротивления. Некоторые чугунолитейные цехи оснащены вагранками, в которых плавка идет за счет сжигания кокса и газа.

Сплавы получают путем плавления исходных материалов и доведения химического состава расплава до требуемого. При этом используют передельный доменный чугун, металлический лом, чистые металлы (медь, никель, хром, алюминий, магний, титан и др.), ферросплавы (феррохром, ферромарганец, ферросилиций, феррованадий и т. п.), флюсы. Химико-металлургические процессы плавки достаточно подробно рассмотрены в литературе [7].

Готовый и очищенный от шлака сплав из плавильного агрегата выпускают в ковш. Ковш мостовым краном передают на участок заливки форм. В литейных цехах используют ковши: поворотные (чайниковые) и стопорные. В стопорных ковшах металл вытекает через отверстие в нижней части ковша, закрываемое стопором. Температура металла в ковше обычно на 50—200°С выше температуры плавления. Вместимость ковшей обычно равна вместимости плавильного агрегата (до 50 т), поэтому из одного ковша заливают целую серию заранее собранных литейных форм. Заполняют формы путем перемещения ковша по участку заливки. В поточных линиях массового производства, наоборот, формы подаются транспортером на пост заливки.

Формовочные материалы

К формовочным материалам относят формовочные и стержневые смеси, а также вспомогательные материалы (огнеупорные краски, замазки, клеи и т. п.).

Формовочные и стержневые смеси состоят из огнеупорной основы (кварцевый песок, магнезит, хромомагнезит и др.) и связующих веществ.

Связующие материалы предназначены для соединения основных компонентов смеси и достижения необходимой прочности формы. В качестве связующих в формовочных смесях используют глину (8—15%) с добавкой воды (3—8°/_в). Чем больше содержание глины, тем выше прочность формовочной смеси, но хуже газопроницаемость. Смеси с большим содержанием глины применяют для крупных толстостенных отливок. Для повышения газопроницаемости и предотвращения пригара в смеси вводят специальные добавки (древесные опилки, каменноугольную пыль, торфяную крошку). Песчано-глинистые смеси используют повторно с добавкой свежих материалов.

В последнее время широко применяют формовочные материалы с крепителем на основе жидкого стекла, которое при продувке формы углекислым газом затвердевает. Такие формы имеют высокую прочность. Повторное использование жидкостекольных смесей затруднено.

Стержневые смеси приготавливают из малоглинистого кварцевого песка и связующего вещества (2—4°/₀). Связующие компоненты могут быть органическими (олифа, патока, сульфитная барда, декстрин, каменноугольный пек, битум, канифоль) и неорганическими (жидкое стекло, синтетические термореактивные смолы). Органические связующие придают стержню необходимую прочность после сушки при температуре 150—250°С. Затвердевание неорганических связующих осуществляют в ящиках за счет кратковременного нагрева или введения отвердителей и катализаторов. Стержневые связующие материалы должны легко разрушаться после теплового воздействия расплавленным металлом, иначе трудно освобождать полости отливок от стержней.