Технологічні елементи ливарних форм

До технологічних елементів лінійних піщано-глинистих форм відносяться: канали або порожнини ливникових (живильники, шлакоуловлювачі, стояки, чаші, лійки) і живильних (випори, прибутки, живильні бобишки) систем, стрижні, холодильники і жеребейки. Ці елементи безпосередньо беруть участь у процесі лиття, роблячи істотний вплив на якість одержуваних виливків.

Ливникова система— це сполучення каналів, що служать для заливання розплаву у форму і для затримки шлаку. Після вибивки форми ливникову систему відокремлюють від виливків і направляють на переплав. У ливникові системи, що застосовуються для виробництва виливків із сірого чавуна, входить ряд елементів (мал. 1.7, а).

Ливникова чаша 1 є металоприймальником, у який розплав надходить з ковша. Вона служить для запобігання розбризкування і зм'якшення удару струменя падаючого в чашу розплаву, а також для часткового утримання шлаку. При одержанні дрібних чавунних виливків невелика по розмірах чаша з порогом (мал. 1.7, б) формується моделлю безпосередньо у верхній напівформі. Поріг створює завихрення струменя розплаву, завдяки чому більш легкий шлак спливає, а більш важкий (вільний від сторонніх включень) розплав попадає в стояк, а потім у форму. При машинному формуванні користуються готовими чашами, що встановлюють на зібраній формі перед заливанням. Такі чаші виготовляють у стрижневому відділенні і для більшої міцності сушать. Щоб краще удержати шлак, чаші для великих форм мають спеціальні перегородки. Щоб попередити попадання шлаку у форму, при виробництві виливків із сірого чавуна масою до 100 кг, застосовують фільтровані сітки, зроблені з піщано-масляної суміші у виді коржа з дрібними отворами діаметром 5—8 мм. Фільтрувальні сітки встановлюють у лійки, що передбачаються у формі замість ливникових чаш.

Стояк 2 – вертикальний (звичайно циліндричний) канал, передбачений у верхній напівформі, що з'єднує заливальну чашу зі шлакоуловлювачем; він виконується у формі за допомогою моделі. Для полегшення видалення з форми модель стояка робиться конусною – звуженою донизу. При роботі на пресових формувальних машинах для утворення каналу стояка застосовують моделі спеціальних пружинних стояків, які зменшують свою довжину під тиском пресової колодки.

Шлакоуловлювач 3 – горизонтальний (найчастіше трапецієподібного перетину) канал, виконуваний у верхній напівформі. Він служить для затримки шлаку і полегшення заповнення форм розплавом при наявності великої кількості живильників. При машинному формуванні шлакоуловлювачі формуються у формі по дерев'яних або металевих моделях, закріплених на модельній плиті.

Ж ивильники 4 – короткі канали, що служать для безпосереднього введення розплаву в порожнину форми. Вони мають перетин різної форми: трапецієподібної, напівкруглої і т.д. При машинному формуванні живильники оформляються по металевих моделях, закріпленим на модельній плиті.

Типи ливникових систем. Ливникові системи поділяються на горизонтальні і вертикальні. У перших системах розплав підводиться в порожнину форми в горизонтальній, у вертикальній площині. У ливарних цехах найчастіше застосовується горизонтальна ливникова система (мал. 1.8, д), що характеризується підведенням розплаву по розніманню форми. В умовах масового і крупносерійного виробництва виливків із сірого чавуна масою до 200 кг застосовується горизонтальна дросельна ливникова система (мал. 1.8, б), що забезпечує гарне очищення розплаву від сторонніх включень і більш плавне його надходження у форму, що виключає розмиви і руйнування її окремих частин. Підведення розплаву на декількох рівнях (мал. 1.8, в) застосовується при одержанні складних і високих виливків великої маси (станини верстатів, підстави машин і т.п.), коли формування ведеться за допомогою піскомета. Велика кількість живильників і їхнє розташування на різній висоті виливка забезпечує можливість заповнення форми розплавом перш, ніж він почне втрачати рідко текучість.

Ж ивильна система призначена для компенсації усадки розплаву при формуванні виливка у формі. До елементів живильних систем відносяться: випори, живильні бобишки і прибутки.

Випор 6 (див. мал. 1.8, а) — круглий вертикальний канал, який знаходиться у верхній напівформі над найбільш високими частинами виливків. Спочатку заливання розплаву у форму він служить для видалення газів. Під час заповнення форми розплавом випор дозволяє визначити момент закінчення процесу заливання; крім того, він живить виливок під час кристалізації. Випори застосовують тільки при одержанні чавунних виливків.

Ж ивильна бобишка (мал. 1.9) — порожнина кулястої форми, заповнювана розплавом та служить для живлення виливка при її остиганні (усадці), що попереджає утворення усадочних раковин. Ливникові системи з живильними бобишками застосовуються при одержанні виливків з білого (ковкого) і частково із сірого чавуна.

Прибуток (мал. 1.10) – додаткова масивна частина виливка (заповнювана розплавом порожнина форми), призначена для харчування масивних її частин у процесі затвердіння (усадки). Відкриті прибутки циліндричної чи прямокутної форми влаштовують над верхніми масивними місцями виливків, а закриті – кулясті (внутрішні) - поблизу їх.

Розміри прибутків і їхнє розташування вибирають так, щоб розплав у них застигав в останню чергу, завдяки чому усадочна раковина утвориться в прибутку, а виливок виходить щільним і без дефектів усадочного походження. Після остигання виливка прибуток відрізають дисковими пилками або газовим різанням. Прибутку застосовують для виливків одержуваних зі сталі і кольорових сплавів.

С трижня - частини ливарної форми, що служать для утворення у виливках внутрішніх порожнин, отворів, а також виступів і западин на зовнішніх їхніх поверхнях. Стрижні виготовляються окремо від форми і встановлюються в неї при підготовці до заливання.

Х олодильники (мал. 1.11) — чавунні чи сталеві елементи, що встановлюються у форму для посилення охолодження масивних місць виливка –забезпечення рівномірного остигання всіх її частин, що дозволяє попередити утворення усадочних раковин і тріщин. Зовнішні холодильники (мал. 1.11, а) установлюються на модель при набиванні форми, а внутрішні (мал. 1.11, б) — у порожнини при підготовці форми до заливання.

Жеребейки (мал. 1.12)—металеві підставки, що застосовуються для фіксації необхідного положення стрижнів у формі.

Будучи додатковими опорами, жеребейки перешкоджають підйому і зсуву стрижнів під тиском розплаву, що заливається у форму. При одержанні виливків з чорних сплавів жеребейки виготовляють з м'якої сталі чи відливають з чавуна. Після заливання форми жеребейки зварюються з розплавом і залишаються в тілі виливка. З метою кращої зварюваності (щоб метал виливка в місці установки жеребейки був щільним) жеребейки піддають лудінню або обмідненню. Установка іржавих жеребейок у форму не допускається.

.

2. Типи ливарних форм

Велика розмаїтість вироблених у сучасних умовах виливків викликає необхідність застосування різних форм, що відрізняються як матеріалами, з яких вони виготовляються, так і технологічними методами виробництва. У залежності від довговічності розрізняють разові і багаторазово використовувані ливарні форми.

Разові форми. Вони служать для одержання тільки одного виливка, після чого руйнуються. Для їхнього виготовлення використовують піщано-глинисті, піщано-смоляні й інші формувальні суміші. Разові можуть бути сирими, сухими, що підсушуються, хімічно тверднучими і збираються зі стрижнів. По товщині стінок разові піщані форми поділяються на товстостінні (товщина стінок 30—250 і більш мм), тонкостінні (товщина стінок 10—20 мм) і оболонкові. Останні поділяються на двох груп: піщано-смоляні з товщиною стінок 6—8 мм і хімічно тверднучі з товщиною стінок 150—175 мм. До разових форм також відносяться форми, одержувані по виплавлюваних моделях. При виборі типу ливарної форми виходять із призначення характеру (маса, розміри, конфігурація і вид сплаву) виливків і серійності їхнього випуску.

Сирі форми найбільше широко застосовують у ливарних цехах, тому що завдяки відсутності процесу сушіння чи іншого методу зміцнення їхнє виготовлення відрізняється швидкістю й економічністю. У сирих формах роблять різноманітні виливки з чавуна, сталі і сплавів кольорових металів масою до 3000 кг.

Сухі форми застосовують головним чином при одержанні відповідальних і великих виливків масою понад 1000 кг зі сталі, чавуна і кольорових сплавів. Тривалість сушіння форм складає 6—48 ч. Унаслідок великої тривалості циклу виготовлення виливків і значної витрати палива, сухі форми неекономічні, а тому заміняються підсушеними, хімічно твердіючими, а в окремих випадках і сирими.

Форми, що підсушуються, застосовують при виготовленні відповідальних машинобудівних виливків з чавуна і сталі масою - 8000 кг, що мають великі площини (станини металорізальних верстатів, столи, стійки й інші подібні деталі) а також у тих випадках, коли сирі форми не в змозі забезпечити необхідну якість виливків.

Хімічно твердіють форми застосовують при одержанні середніх і великих виливків з чавуна, сталі і сплавів кольорових металів масою до 200 т. Розрізняють два різновиди таких форм, що твердіють при продувці вуглекислим газом (так називаний СО₂-процес) і мимовільно твердіють в атмосфері цеху (їх прийнято називати самотвердіючими).

Багаторазово використовувані форми. Їх умовно поділяють на напівпостійні і постійні.

Напівпостійні форми виготовляють із сумішей з високим змістом глини і високовогнетривких матеріалів (шамоту, азбесту й ін.). Їх застосовують найчастіше при виробництві великих і важких (масою понад 500 кг) чавунних і сталевих виливків простої конфігурації (виливниці, піддони, плити й ін.). При вилученні таких виливків порожнина форми зберігає свої обриси, одержуючи лише незначні ушкодження. Тому, у напівпостійні форми можна багаторазово (до декількох десятків разів) заливати розплав, роблячи лише дрібний ремонт робочої поверхні після одержання кожного виливка.

Постійні форми виготовляють з чавуна і сталі, а в деяких випадках з міді чи алюмінію. Постійні форми мають високу стійкість проти дії розплаву, тому в одній формі можна одержати кілька тисяч або навіть десятків тисяч виливків. Металеві форми найчастіше застосовуються в масовому і крупносерійному виробництві виливків, одержуваних спеціальними способами лиття: кокільний, відцентрове лиття, під тиском і ін.

ТЕМА: Загальні відомості про метали та сплави

МЕТА:

- дидактична ознайомитись з основними металами та сплавами для отримання фасонного литва

- виховна розвивати інтерес до майбутньої професії, прививати культуру технічного мовлення і мислення.

План

1. Метали та їх класифікація

2. Сплави чорні i кольорові, деформовані й ливарні, їх структура, область використання

3. Характеристика сталі, чавуну.

4. Кольорові метали та сплави.

5. Властивості металів i сплавів.

Література:

2. Титов Н. Д., Степанов Ю. А. Технология литейного производства. - М: Машиностроение. 1985. 400 с.

7. Могилев В. К., Лев О. И. Справочник литейщика. - М.: Машиностроение. 1988. 272 с.