12) Процессы взаимодействия литейной формы и материала отливки.
Тепловое воздействие во время заливки металла, его затвердевания и охлаждения отливки проявляется в переходе теплоты от отливки к форме. Отливка при этом охлаждается, а форма нагревается. Если огнеупорность формы ниже, чем температура расплава, то поверхность формы начнет расплавляться и спекаться с расплавом, образуя на поверхности отливки пригар. Пригар - трудноотделимый от поверхности отливки слой из металла, его оксидов и частиц формовочной смеси, который ухудшает поверхностный слой отливки, увеличивает трудоемкость ее очистки.
Силовое воздействие на форму проявляется в гидростатическом давлении залитого металла на стенки формы, что может приводить к ее разрушению. Вследствие трения заливаемого металла о стенки полости формы последние могут размываться. Кроме того, форма испытывает динамическое воздействие потока металла при смене им направления движения. При усадке отливки отдельные части формы будут препятствовать ее усадке. Сопротивление формы усадке может вызвать в отливке такие напряжения, которые приведут к образованию трещин.
Проникновение расплава в поры формы является первой стадией процесса образования пригара, а второй его стадией является химическое взаимодействие окислов металла, содержащихся в расплаве (окислов железа и легирующих элементов), и окислов, содержащихся в формовочных материалах. Химическое взаимодействие расплава и формы усиливает проникновение металла в поры формы. Проникновение металла в поры формы начинается после прогрева частиц формовочной смеси выше температуры начала затвердевания сплава. Поэтому повышение температуры заливки и увеличение времени контакта с движущимся расплавом (длительности заливки) способствуют прогреву формы и проникновению металла в поры формы. Наоборот, добавка в формовочную смесь более теплопроводных материалов (хромомагнезита, хромистого железняка) ускоряет охлаждение отливки и образование па ее поверхности твердой корочки, что уменьшает возможность проникновения расплава в форму.
14) Литье в песчаные формы
Литьё в песчаные формы — дешёвый, самый грубый, но самый массовый (до 75-80 % по массе получаемых в мире отливок) вид литья.
Преимущества: конфигурация 1…6 групп сложности, возможность механизировать производство, дешевизна изготовления отливок,возможность изготовления отливок большой массы,отливки изготовляют из всех литейных сплавов, кроме тугоплавких.
Недостатки: плохие санитарные условия, большая шероховатость поверхности, толщина стенок > 3мм,вероятность дефектов больше, чем при др. способах литья.
15) Модельный комплект при литье в песчаные формы: модель детали, модели элементов литниковой системы, модельные плиты, стержневые ящики.
Основные технологические операции. 1)Изготовление полуформ по модельным плитам(наиболее распространенными способами уплотнения смеси при машинной формовке являются прессование, встряхивание и их сочетание). 2)Изготовление стержней. 3)Сборка формы с простановкой стержней и подготовка ее к заливке. 4)Заливка форм расплавленным металлом. 5)Затвердевание и охлаждение отливок. 6)выбивка отливок из форм и стержней из отливок. 7)отделение литниковой системы от отливок, их очистка и зачистка. 8)контроль качества отливок.
16) Стержневые и формовочные смеси.
Формовочные смеси имеют определенную влажность и состоят из кварцевого песка, глины и специальных добавок. Формовочный песок состоит из зерен кварца с примесью глины. Глина — это размельченный продукт разрушения многих силикатных пород, обладающих хорошими связующими свойствами. Специальные добавки применяются для улучшения свойств формовочной смеси.
К стержневым смесям предъявляются дополнительные требования: сухой стержень не должен впитывать влагу при условии повышенной прочности, газопроницаемости, он должен легко выбиваться из отливки.
Требования, предъявляемые к смесям.
17) Способы изготовления литейных форм при литье в песчаные формы.
Основные технологические операции. 1)Изготовление полуформ по модельным плитам(наиболее распространенными способами уплотнения смеси при машинной формовке являются прессование, встряхивание и их сочетание). 2)Изготовление стержней. 3)Сборка формы с простановкой стержней и подготовка ее к заливке. 4)Заливка форм расплавленным металлом. 5)Затвердевание и охлаждение отливок. 6)выбивка отливок из форм и стержней из отливок. 7)отделение литниковой системы от отливок, их очистка и зачистка. 8)контроль качества отливок.
Область применения. Применяют во всех областях машиностроения. Получают отливки любой конфигурации 1…6 групп сложности. Точность размеров соответствует 6…14 группам. Параметр шероховатости Rz=630…80мкм. Можно изготавливать отливки массой до 250т. с толщиной стенки свыше 3мм.