§ 2. Заливка форм

Разливочные ковши. Для заливки литейных форм применяют ковши различных размеров и форм (рис. 133). В соответствии с существующими нормативами разливочные ковши делят на ручные, монорельсовые и крановые.

Небольшие формы заливают ручными ковшами-ложками (рис. 133, а) вместимостью от 16 до 40 кг, переноси­мыми одним или двумя рабочими с помощью ухватов или спе­циальных носилок-рогачей (рис. 133, б). Такие ковши изготов­ляют из листовой стали. Для удобства креплений их на носилках и выбивки настылей, образующихся в ковше при работе, они имеют коническую форму.

255

б)

Рис. 133, Разливочные ковши

Внутренние стенки ручных ковшей обмазывают огнеупорной глиной и хорошо просушивают. Более крупные ковши такой формы передвигают вручную по подвесным монорельсам или транспортируют краном. Для заливки крупных форм применяют барабанные ковши (рис. 133, в) вместимостью 400— 800 кг. Ковши подвозят к формам на специальных вагонетках по рельсовым путям цеха или в специальных коромыслах мосто­вым краном. При заливке форм из крупных ковшей их наклоняют с помощью поворотного механизма со штурвалом.

Условия заливки. Заливка литейных форм по продолжитель­ности является самой короткой операцией в технологическом про­цессе получения отливки, однако ее влияние на качество отливки велико. Брак при заливке занимает до сих пор значительное место. Недоливы, спаи, пригар, шлаковые и усадочные раковины часто являются следствием неправильной заливки.

Качество операций заливки определяется следующими пара­метрами: температурой расплава при заливке форм, высотой струи металла над литниковой чашей, скоростью заливки расплава в форму. Кроме того, на качество отливки немалое влияние ока­зывает своевременность заливки формы.

Температура расплава обусловливается толщиной стенки отливки и размерами ее поверхности. Чем тоньше стенка отливки и больше ее поверхность, тем выше должна быть темпе­ратура заливаемого в форму металла (табл. 17). Температура расплава при заливке влияет и на величину его усадки; чем выше температура, тем больше усадка металла. Поэтому при получении массивных отливок температура расплава должна быть мини-

256

Таблица 17

	Температура заливки	форм для художественных отливок
			Толщина	Температура
Литейные сплавы		Вид отливок	стенки отливки.	по оптиче­скому
			мм	пирометру, "С
Серый чуг]	т (3,4—3,6 % с,	Тонкостенные, ажур-	2—4	1400
2,2—3,2 Si)		ные
Серый чуг 2,5—3,0 %	ун (3,4—3,6% С, Si)	Кабинетные	5—10	1350
Серый чугун (3,3—3,6 % С, 2,3-3,0% Si)		Статуарные, архитек­турные	10—20	1300
Оловянные	и фосфористые	Кабинетные	До 10	1100—1150
ирОпоЫ Алюминиевые бронзы		Статуарные	10—20	1050—1100
			Св. 20	1000—1050
Кремнистая	латунь	Кабинетные	До Ю	1100—1150

i I-

Таблица 18

	Понижение температуры расплава при	выдержке в ковше
	Операция	Вместимость ковша, кг	Понижение температу­ры, °С
Выпуск из	печи или перелив из ковша в ковш			20—50
Выдержка	в течение 1 мин в ковше	50		20—40
		180		15—30
		300		10—20
		1000—2000		5—10
		3000—4000		До 6

мальной. Перегретый расплав перед заливкой в форму охлаждают до требуемой температуры, выдерживая его в ковше (табл. 18). Температуру жидкого металла перед заливкой проверяют термопарой или пиромет­ром. Оптический пиро­метр (рис. 134) работает по принципу сравнения цвета нити лампочки на­каливания 4 с цветом зер­кала расплавленного ме­талла. Для измерения тем­пературы металла смотрят в окуляр 7. Направляя объектив 1 на зеркало

Рис. 134. Оптический пирометра

расплавленного металла, с , _ _{о6ъектив}. ₂ _ _{дымчатое стеК}ло_; з - пере-

ПОМОЩЬЮ ПереМеННОГО ре- менный резистор; 4 — лампочка, накаливания;

9 и л/гтянякливяктг ^б ~ ^{линза: 6} ~, ^кР^асное «екло; ⁷ - окуляр; о И ydапаВЛИБаКЛ 8 — гальванометр

257

_Стояк

А-А

т акую силу тока, чтобы цвет нити лампочки пирометра совпадал с цветом зеркала металла. Темпе­ратуру определяют по показаниям стрелки гальванометра 8.

Зумпф

Рис. 135. Модель спиральной пробы для определения жидЕОтекучести рас­плава

Для обеспечения нормальной заливки форм и четкого рисунка на поверхности отливки заливае­мый в формы металл должен иметь хорошую жидкотекучесть, которая оценивается обычно по результатам заливки специальной пробы (рис. 135). Но повышение температуры чугуна вызывает увеличение пригара на стенках отливки. Кроме того, чем выше температура металла, тем боль­шую жидкотекучесть приобре­тает шлак и тем труднее отде­лять его от металла. Поэтому

для каждого вида отливок часто приходится подбирать необ­ходимую температуру заливки металла, основываясь на практи­ческом опыте.

Высота струи металла при заливке не должна быть большой во избежание размыва стенок литниковой системы и засорения формы. Высота струи металла над литниковой чашей в начале заливки должна быть не более 50 мм с последующим увеличением до 100—150 мм.

Скорость заливки расплава. При заливке формы следует сразу заполнять литниковую систему и держать ее заполненной до конца заливки. При прерывании заливки или медленном заполнении формы (если литниковая система не за­полнена) шлак и грязь из литниковой чаши стекают в литниковую систему и проходят в полость формы, образуя шлаковые раковины и засоры в отливке. Кроме того, медленная заливка формы по­нижает температуру металла, что влечет за собой брак от недо­ливки формы и ухудшает резкость рисунка на поверхности от­ливки. Поэтому необходимая скорость заливки формы является одним из условий получения отливки хорошего качества. Ско­рость заливки зависит от толщины стенки отливки и ее конфигу­рации. Для обеспечения нормальной скорости заливки форм для тонкостенных отливок заливку производят через несколько стояков, применяя специальную литниковую чашу. Во избежание попадания шлака в форму необходимо тщательно счищать его в ковше перед заливкой и в процессе ее. При заливке крупных форм полезно для лучшего удержания шлака поверхность ме­талла в ковше посыпать кварцевым песком. Песок, расплавляясь, образует на поверхности металла корочку, на внутренней поверх-

258

ности которой удерживается шлак. При заливке небольших форм посыпка песком не рекомендуется, так как корочка, образовав­шаяся на поверхности металла в ковше, во время неоднократных наклонов его (при заливке последующих форм) ломается и части ее уходят с металлом в форму.

Своевременность заливки формы влияет на качество отливаемого изделия. Задержка заливки формы может быть при­чиной отсыревания формы и стержня, подсыхания и обсыпки тонких частей полости формы, вследствие чего в отливке могут образоваться газовые раковины и засоры. Несвоевременная за­ливка формы приводит к браку ажурных отливок, так как остыв­шие после подкапчивания формы заливаются плохо.

Способы заливки форм. В зависимости от места расположения литейных форм существует несколько способов заполнения их расплавом: на поду (плацу) цеха, на роликовом или тележечном конвейере. Кроме того, при получении отливок, к которым предъ­являют особо высокие требования, в ряде случаев применяют специальные способы заливки: заливку в наклонные и поворотные формы, заливку в автоклаве, заливку в вакууме и в среде инерт­ных газов (аргона, гелия).

Рассмотрим ряд способов заливки литейных форм, применя­емых при литье художественных и архитектурных отливок.

Заливку форм на плацу применяют в маломеха­низированных литейных цехах. Формы для заливки в зависимости от требований, предъявляемых к отливке, располагают на полу в горизонтальном, наклонном или вертикальном положении. В горизонтальном положении (по одной или стопкой) располагают формы архитектурных или ажурных отливок. При этом формы устанавливают в ряд литниковой чашей в сторону литейного прохода. С целью экономии площади цеха формы для небольших отливок (детали архитектурного литья) располагают для заливки в стопку (см. рис. 127, в). На полу, зажатыми в прессе в вертикаль­ном положении (см. рис. 127, а) заливают кусковые формы для статуэток и групп (для увеличения плотности расплава) в нижней части полости формы.

При производстве тонкостенных ажурных отливок, когда литниковая система расположена с одной стороны, формы за­ливают в наклонном положении (см. рис. 127, б) для лучшего заполнения расплавом полости формы.

Для обеспечения лучших условий кристаллизации расплавов заливку осуществляют в поворотную форму. С этой целью форму для заливки устанавливают под углом 7—8°, после заливки поворачивают на 90° так, чтобы наиболее массивные части или прибыли располагались сверху.

Заливку форм на роликовом конвейере применяют в литейных цехах со средним уровнем механизации технологического процесса. При этом подготовленные формы поступают на участок заливки по роликовому конвейеру. Под-

259

весной разливочный ковш с расплавом подается на участок за­ливки от плавильной печи по монорельсу электроталью.

Заливка форм на тележечном конвейере производится в цехе с поточной организацией труда. Процесс заливки форм, как и в предыдущем случае, производится на уча­стке заливки. Формы заливаются при движении их на тележках конвейера. Заливщик с подвесным ковшом (подвешенным на монорельсе) находится на движущейся рядом с формами пло­щадке. При этом скорость движения площадки должна быть равна скорости движения форм на конвейере.

Вопросы для повторения

1. Какие плавильные печи применяют для плавки литейных сплавов?

2. Какие преимущества имеет вагранка по сравнению с другими плавиль­ ными печами?

3. Каковы особенности конструкции вагранки?

4. Как производится плавка чугуна в вагранке?

5. В каких случаях применяют вагранки с копильником?

6. Для чего в шихте вагранки применяют флюсы?

7. Как устроена пламенная печь и когда ее применяют?

8. Какие преимущества и недостатки плавки в пламенной печи?

9. Какова конструкция тигельной печи и когда ее применяют?

10. Как устроены электрические плавильные печи: дуговые, индукционные, печи сопротивления?

11. Как определяют жидкотекучесть расплавленного металла?

12. Как определяют температуру металла при заливке?

13. Какие ковши применяют для заливки форм?

14. Какие Вы знаете способы заливки форм?

15. Какие правила должны соблюдаться при заливке форм?

16. Какие дефекты могут образоваться в отливках при неправильной за­ ливке форм?

Глава

17

ВЫБИВКА И ОЧИСТКА ОТЛИВОК