Литье в кокиль

позволяет получить более качественные отл особен-но из оловянных бронз с широким интервалом кристаллиз, ↑ выход годного (75...90 %) и к-т использования Ме Ско-рость затверд расплава в кокиле в несколько раз превышает ПФ и обеспе-чивает получение более плотного ме­талла; зона усадочной пористости уменьшается и концент-риру­ется в осевой узкой зоне. ↑ скорость затверд подавляет выделение газов из расплава при кристаллизации. Они остаются в пересыщенном растворе и не оказывают такого вред­ного влияния как газоусадочная пористость. Литьем в кокиль от­ливают втулки, вкладыши, подшипники, венцы и другие анти­фрикционные детали, а также фасонные отливки несложной кон­фигурации.

Кокили изготовляют из чугуна, а металлические стержни из стали. Для увеличения срока службы форм и стержней иногда предусматривают их охлаждение водой. Сложные полости в от­ливках выполняют песчаными стержнями.

Литье под давлением

Производ небольшие отл сред­ней сложности из латуней марок ЛЦ40С и алюминиевых бронз марок БрА9Мц2Л, БрА9Ж4Н4Мц1.

Этим способом отливают водопро­водную арматуру (корпуса водо-разборных кранов, трой-ники, ка­меры смеши-вания воды и др.) со стенками толщиной 3...4 мм из латуни Л40С и судовую штуцерную арматуру из алюминие-вой бронзы на машинах с холодной камерой прес-сования.

стойкость пресс-форм сост 5...30 тыс. раз запрессовок. Для изготовления пресс- форм применяют стали ЗХ22В8Ф, 4Х4М2ВФС (ДИ-22) и другие теплостойкие и коррозионностойкие стали, содержащие хром, ванадий, молибден и другие легирующие элементы.

Т-ру пресс-формы рекоменд поддерживать 300...350 С. В начале работы форму нагревают газовыми горелками или электрическими нагрева-телями при частично вклю­ченной системе охлаждения, а затем оп-тимальную т-ру поддерж

Обрезку ЛС и приб проводят обычно на фрезерных станках или дисковых пилах. В цехах литья под давлением для удаления литников используют обрубные прессы. Для обрубки отливок широко исполь-зуют также пневматиче-ские зубила и зачистные станки с корундовыми абразивными кругами.

пов-ть очищают в гид-ропескоструйных каме-рах или в галтовочных барабанах.

Никель

один из важнейших промышленных Ме. Он широко использ в совре-менной технике как конст­рукционный и электротехнич металл.

Никель – основа жаропрочных, жаро­стой-ких и коррозионнос-тойких сплавов.

Ρ=8,9г/см³, Тпл= 1455 °С, Ткип=2900°С. Он обладает ГЦК решеткой При температурах ↓ 360 °С ферромагнитен, но магнитные свойства его выражены значительно слабее, чем у железа и кобальта. Никель облад ↑ коррозионной стой­кос-тью в ряде агрессивных сред (морская и пресная вода). При нагреве на воздухе никель взаимод с кислородом с обра­зова-нием оксида никеля .

Наиболее вредными примесями никеля являются сера, кисло­род и углерод. Эти примеси растворяются в жидком никеле, а при кристал-лизации выделяются в виде эвтектик: никель — суль­фид никеля, кисло-род, никель - графит по границам зерен. Эвтек-тика никель - сульфид никеля плавится при 645 °С и вызывает горяче-ломкость Ме при обраб. давлением. Эв­тектики никель - №0 и никель - графит сущ ↓ пластич-ность никеля. Висмут и свинец вызывают горяче-ломкость сурьма и мышьяк ↓ обрабаты-ваемость давл; фосфор и кадмий резко ↓ его мех-кие, физ и техноло-гические св-ва. сплавы классифицируют по хим со­ставу и по области применения. они под­раз-деляются на жаропроч-ные, жаростойкие, кор-розионностой­кие и спе-циальные (с особыми физ св-вами).

Жаропрочные К ним относят сложнолегиро-ванные литейные сплавы серии ЖС, ВЖЛ (ЖСЗ, ЖС6, ЖС6К, ЖС6У, ВЖЛ12, ЖС26, ЖС32, ЖС40) и деформируемые. Они широко ис­поль-зуются в современных газотурбинных двига-телях. Из жаро­прочных никелевых сплавов изгот рабочие лопатки и диски турбины, направляющие лопатки, камеры сгора-ния газо­турбинных дви-гателей. Использ сложно-ле­гированных жаропрочных никелевых сплавов ↑ т-ру газов на входе в турбину с 800 до 1100°С, => знач↑ мощности, ↓ расхода топ-лива, ↑ ресурса и надеж-ности работы дви­гателей. С ↓ т-ры растворимость несколько ↓, но раство-римость хрома в никеле при комнатной темпе­ра-туре довольно ↑ и ≈30 %.

Помимо хрома, алюминия и титана, жаропрочные сплавы на никелевой основе содер-жат еще 6...8 ЛЭ, ко­торые способствуют ↑жароп-рочности, коррозионной и эрозионной стойкости сплавов. легирование матрицы эл-тами, образ тверд р-ры, причем наибольший эффект оказ молибден, вольфрам и хром. Такие эл-ты, как хром, молибден и тантал, об­разуют карбиды, упрочняю­щие пов-ные слои зе­рен.

Алюминий и хром обеспе­чивают стойкость к окисле­нию; хром и титан ↑ стойкость к газовой коррозии. Сплавы никеля с хромом получили название нихромов. К ним относятся Х10Н90, Х20Н80, Х30Н70, Х40Н60, Х50Н50 и др.

Жаростойкие спл облад ↑эл-ким сопротив-лением,=>нихромы и близкие по сост сплавы использ в качестве наг-ревательных эл-тов элек-трических печей сопротивления, работа-ющих в воз­душной атмосфере при т-рах до 1000... 1200 °С. Сплавы на основе системы №~Си отличаются ↑ стой­к в различных сре-дах (серная и органи-ческие к-ты, ра­створы щелочей, морская вода, атмосфера пара при 350...450 С), антифрик-ционными св-вами и стабильностью мех-ких св-в при ↑т-рах.

Монель и никелевая бронза - наиболее расп-ро­страненные сплавы системы N1—Си Ряд сплавов на никелевой основе (хромель, копель, алюмель) применяют для изгот термоэлектродной проволоки. Плавка Особенности — ↑ склонность к взаимод с газами печной атмос-феры. Жид­кий никель растворяет при 1660 °С до 0,5 % кислорода, около 2,5 % углерода и до 43 см³/100 г металла водорода. Выделение водо­рода при крис-таллизации — основная причина газовой порис-тос­ти в отливках. При взаимод с парами воды происходит одновремен-ное загрязнение никеля кислородом и водородом. Плавку никеля в целях предупреждения взаимод с га­зами ведут под слоем флюса, в качестве которого применяют стек­ло, плавиковый шпат, известь, молотый магнезит со стеклом и др. Недопустимо приме-нение древесного угля и гипса. Флюс бе­рут в количестве 3...5 % от массы шихты. Он должен покрывать поверхность расплава слоем тол-щиной 10...15 мм. В большинстве случаев для плавки используют индукционные каналь-ные и тигельные печи, которые позволяют быст-ро дости­гать необхо-димой т-ры и форси-ровано вести процесс. Значительно реже применяют дуговые печи. Выплавку никеля для вакуумной техники ведут в вакуумных индукционных тигель-ных печах при оста-точном давлении 0,66 Па. В качестве шихтовых материалов при плавке чистого никеля исполь-зуют катодный никель Н-0 и Н-1, гранулы никеля и круп­ные отходы собственного пр-ва в кол-ве, не превы­шающем 50 % от массы шихты. Недопустимо использ ка­тодные листы с нарос-тами на пов-ти. сначала в печь загружают отходы, поверхность кото­рых засыпают флюсом. По мере расплавления Ме сразу или частями вводят катодный никель. Листы никеля предварительно разрезают на куски размером 150 х 150 мм, просушивают, а в некоторых случаях (при большом содержании водорода) отжига­ют. Плавку ведут на форсированном режиме, не допуская пере­грева расплава. При т-ре расплава 1500...1600°С его очищают от кис­ло-рода и серы. С этой целью в расплав вводят раскислители и десуль-фуризаторы. Фасонные отливки из никелевых сплавов изготавливают лить­ем в разовые формы — ПФ и керамические (по выпл-­мым моделям). Пф применяют для изготовления относительно массивных и больших по габаритам отл. Ввиду того что никелевые сплавы имеют большую ли­тейную усадку (2 %) и склонны к газонасыщению, ПФ должны быть податливы и иметь ↓ газотворность и ↑ газо-проницаемость (не менее 80 см³/см²). Для изгот отливок, работающих в условиях ↑ давлений, применяют сухие окра-шенные формы; для менее ответственных отл с толщиной стенок менее 15 мм — сырые или подсушенные. Для окраски форм использ водную графи­товую краску, содержащую 5 % каолина и 1 % крепителя. Для окраски можно использовать также порошок сплава алюми-ния с магнием, хорошо предохраняющий распл от взаимод с влагой формы, циркон, силлима-нит и другие материалы. В каче­стве противопригарной присадки в формовочную смесь вводят до 5 % графита.

Для заполнения литейных форм расплавом применяют рас­ширяющиеся литниковые системы с нижним или щелевым рас­средоточенным подводом металла в тонкие части отливок, обес­печивающие равномерное распределение температуры по их се­чению. Холодильники.

СВ-ВА ТИТАНА

Температура плав­ления титана 1668 °С, температура кипения 3000 С. Титан имеет две аллотропические модификации. Низ­котемпературная а-модифмкация существует до 882,5°С, обла­дает ГП решеткой. Высокотемпературная ОЦК. Плотность титана при комнатной температуре равна 4,50 г/см’.

Титан высокой чистоты обладает хорошей пластичностью и низкой прочностью (при 20 °С а_в = 200...250 МПа, 6= 50... 60 %).

Титан технической чистоты содержит примеси: кислород, азот, водород, углерод и др., которые значительно увеличивают твер­дость и прочность титана и уменьшают его пластичность. Модуль упругости титана невелик (Е = 112 гПа).

В ряде агрессивных сред титан обладает высокой коррозион­ной стойкостью, которая и большинстве случаев выше, чем у луч­ших марок нержавеющих сталей. Такое поведение титана связа­но с образованием на его поверхности плотной оксидной пленки ТО₂, которая надежно защищает металл от окисления до темпе­ратур 300...500 °С. Поэтому титан химически инертен в тех сре­дах, которые либо не разрушают ТЮ₂, либо способствуют ее об­разованию. Титан устойчив в разбавленной до 5 % серной кисло­те, уксусной и молочной кислотах, сероводороде, во влажной хлорной атмосфере, в царской водке, в морской воде и в ряде других агрессивных сред.

Титан получают магниетермическим способом. Исходным сы­рьем являются руда, содержащая главным образом рутил ТЮ₂ и ильменит Т1реО_г Из руды получают титановую губку, которая является сырьем для производства титана и его сплавов. Она пред­ставляет собой пористый бесформенный материал серого цвета со сравнительно небольшой плотностью (800...2500 кг/м³). Путем переплавки в вакуумных печах титановая губка перерабатывается в компактный металл — слиток (см. гл. 18).

Титановая губка содержит примеси: кислород, азот, водород, железо, магний, кремний, углерод, хлор и др. Эти примеси ока­зывают существенное влияние на свойства титана и его сплавов. С увеличением содержания кислорода, азота, углерода, железа резко снижаются пластические характеристики титановых спла­вов с одновременным увеличением прочности и твердости. Во­дород особо вредная примесь в титановых сплавах, приводящая к резкому снижению ударной вязкости сплава и его охрупчиванию

(водородная хрупкость).

Ряд элементов (железо, хром и др.) попадают в титан из материала реактора, в котором получают губчатый титан.