11.5 Особенности изготовления стальных отливок

Углеродистые литейные стали содержат углерода 0,12...0,6 % и обозначаются буквой Л в конце маркировки.

Стальные отливки отличаются литейными пороками, так как литейные свойства стали хуже, чем у чугуна и других литейных сплавов; усадка доходит до 2,5 % . При этом низкоуглеродистые стали характеризуются склонностью к образованию горячих трещин за счет повышенных температур разливки. В высокоуглеродистых сталях возникают внутренние напряжения из-за их меньшей пластичности и теплопроводности.

Стали плавятся в дуговых и индукционных печах. Все шире в литейном производстве применяется плавка стали в плазменных печах, что приводит к лучшему усвоению легирующих добавок из отходов легированных сталей, уменьшению загрязнения окружающей среды и лучшим условиям труда.

Стальные отливки массой в несколько граммов и десятки тонн с толщиной стенки 1...300 мм получают в песчаных формах и другими способами. Они подвергаются последующей термической обработке (отжигу или нормализации) для снятия литейных напряжений и улучшения структуры.

Из углеродистых сталей получают отливки для корпусов и станин, зубчатых колес, прокатных валков.

Применяются и легированные литейные стали: 15Х25ТЛ, 09Х16Н4БЛ, 08Х17634В5ТЗЮ2Л, 12Х18Н9ТЛ и др. Легированные стали используют для литья турбинных лопаток, клапанов арматуры и других ответственных деталей.

11.6 Особенности изготовления отливов из цветных металлов

В производственной практике применяется пять групп литейных алюминиевых сплавов. Это А1–Si, А1–Си–Si, А1–Си, Al–Mg и сложнолегированные сплавы.

Сплавы системы А1—Si (силумины марок АЛ2, АЛ4, АЛ9) обладают наилучшими литейными свойствами, например усадка составляет 0,8... 1,1 %, поэтому они получили наибольшее распространение. Выбор метода плавки цветных металлов определяется их свойствами. В частности, алюминиевые и магниевые сплавы имеют низкие температурные интервалы плавления и обладают повышенным сродством к кислороду. Плавку алюминиевых сплавов ведут в пламенных печах, в электрических печах сопротивления, в индукционных печах.

Большую часть отливок из алюминиевых сплавов (70...80 %) получают литьем в постоянные формы (в кокиль, под давлением, под низким давлением), остальные – в разовые формы (песчаные, оболочковые, по выплавляемым моделям).

Лучшими литейными магниевыми сплавам и являются сплавы системы Mg–Al–Zr марок МЛ5 иМЛб.

В сравнении с алюминиевыми магниевые литейные сплавы обладают рядом недостатков: худшие литейные свойства, хорошая растворимость водорода в расплаве, самовозгорание при плавке и заливке форм.

Плавку магниевых сплавов ведут в тигельных электрических печах и индукционных печах под слоем специальных флюсов или в среде защитных газов, чтобы предотвратить возгорание сплава.

Около 40 % отливок из магниевых сплавов получают литьем в постоянные формы (в кокиль и под давлением). Отливки также изготовляют в разовых формах (песчаных и оболочковых). Чтобы избежать возгорания при разливке, струю металла припыливают порошком серы.

Лучшими литейными свойствами среди отливок из медных сплавов обладают оловянные бронзы (усадка 1,4... 1,6%). Безоловянные бронзы имеют большую усадку (1,6...2,4 % )• Латуни характеризуются удовлетворительной жидкотекучестью и сравнительно высокой усадкой (1,6...2,2 % ). Таким образом, медные сплавы склонны к образованию усадочных раковин и пористости, а также трещин.

Для плавки медных сплавов применяют отражательные, электродуговые и индукционные печи. Плавка ведется па воздухе, в среде защитных газов и в вакууме.

Около 80% отливок получают литьем в разовые формы (песчаные, оболочковые, по выплавляемым моделям), остальные – в постоянные (в кокиль, под давлением, центробежное литье).

Основным литейным титанов ым сплавом считается сплав ВТ5Л, обладающий хорошими механическими и литейными свойствами. Кроме того, применяются сплавы ВТ1Л, ВТ6Л, ВТ14Л и др.

Титановые сплавы имеют литейную усадку 1,5% при литье в керамические и 2...2,3 % – в металлические формы.

Плавят титановые сплавы вследствие их высокой химической активности в вакууме, а также в атмосфере аргона или гелия. Используются вакуумно-дуговые, электронно-лучевые и плазменные печи с графитовыми тиглями или медными водоохлаждаемыми кристаллизаторами.

Перед заливкой в литейную форму титановые сплавы подвергают двойному переплаву.

Производство титановых отливок имеет следующие особенности: заливка титановых сплавов в формы осуществляется в вакууме; высокая температура заливки и химическая активность сплавов требуют нетрадиционных материалов для изготовления литейных форм и стержней.

Около 80 % фасонных отливок из титановых сплавов производят литьем в разовые высокоогнеупорные формы. Используются формовочные смеси на основе плавленого оксида алюминия (электрокорунда), магнезита, диоксидов циркония и графита. Набивные литейные формы и стержни изготавливаются при помощи металлической или деревянной модельно-стержневой оснастки. Отливки получают также в графитовых керамических формах по выплавляемым моделям и оболочковых формах. Простые отливки изготавливаются литьем в металлические или графитовые кокили.