4.3. Формовка

Формовка производится по металлическим или деревянным моделям. Для простой отливки (рис. 4. 2, а) приведён пример деревянной модели (рис. 4.2, в), состоящей из двух половин, призванных образовывать две полуформы. Схема ручной формовки приведена на рис. 4.3. Набивка формовочной смеси производится ручными трамбовками. При формовке больших отливок используются ручные пневматические трамбовки.

а б

в г

Рис. 4.3. Схема изготовления литейной формы по разъемной модели:

а – формовка нижней опоки; б – формовка верхней опоки; в – собранные полуформы с установленным стержнем; г – сечение готовой формы в перпендикулярной плоскости.

1 – стержень, 2 – полость, куда будет заливаться металл, 3 – опока, 4 – половинка модели, 5 – нижняя полуформа, 6 – подопочная плита, 7 – центрирующие штыри, 8 – верхняя опока, 9 – верхняя полуформа, 10 – модель, 11, 12 – литниковая система, 13 – скобы, скрепляющие полуформы перед заливкой

7

8

9

10

11

3

4

5

6

1

2

12

13

Уплотнение формовочной смеси при машинной формовке может осуществляться прессованием, встряхиванием или метанием смеси с помощью пескомета (рис. 4.4).

а б в

Рис. 4.4. Схемы уплотнения литейных форм при машинной формовке:

а – верхнее прессование; б – уплотнение встряхиванием; в – уплотнение пескометом;

в схеме а: 1 – стол машины, 2 – модель, 3 – опока, 4 – наполнительная рамка, 5 – пресс,

6 – прессовая колодка;

в схеме б: 1 – станина, 2 – встряхивающий поршень, 3 – стол, 4 – модель, 5 – опока;

в схеме в: 1 – вращающийся ковш, 2 – метательная головка, 3 – ротор электродвигателя

5

4

5

4

1

2

3

6

3

2

2

3

1

1

Изготовление стержней производится вручную или на пескодувных, пескострельных машинах. После формовки производятся сушка, отделка и окраска стержней.

Для получения отливок без усадочных раковин и пористости стремятся изготавливать отливки с приблизительно одинаковой толщиной стенки, без резких утолщений, которые являются тепловыми узлами. В таких узлах кристаллизация металла происходит в последнюю очередь, что способствует образованию в них усадочных раковин и микрорыхлот.

Тема 5. Плавка чугуна и стали

5.1. Литейные свойства сплавов

Литейные свойства сплавов характеризуются температурой плавления, жидкотекучестью, величиной усадки (уменьшением размеров при кристаллизации), склонностью к образованию горячих и холодных трещин, газонасыщаемостью, склонностью к ликвации (образованию химической неоднородности по сечению отливки при кристаллизации).

Чугуны имеют низкую температуру плавления и малую усадку, высокую жидкотекучесть. Это самые технологичные и потому самые распространенные литейные материалы. Приблизительно 80 % выпускаемых промышленностью отливок изготавливают из чугуна, в основном заливкой металла в земляные формы. Литниковая система для получения отливок из серого чугуна обычно не содержит прибылей, а для получения отливок из ковкого и высокопрочного часто используются прибыли.

Сталь по сравнению с чугуном имеет более высокую температуру плавления и почти в два раза большую усадку. Кроме того, она имеет более низкую жидкотекучесть. Получить качественные отливки из стали значительно сложнее и дороже, чем из чугуна, т. к. для предотвращения усадочных раковин необходимо использовать в литниковой системе массивные прибыли. Наибольшее распространение имеет способ литья во влажные ПГФ. Для получения сложных тонкостенных отливок используют оболочковое литьё, когда основная форма изготавливается из смеси, по составу близкой к стержневым смесям. Для изготовления крупных ответственных отливок используют сухие формы. Для уменьшения пригара применяют формовочные смеси с высокой огнеупорностью. Для предотвращения образования горячих трещин используют стержни, прочность которых резко уменьшается в процессе кристаллизации металла, что обеспечивает их высокую податливость. Кроме нелегированных углеродистых сталей в особых случаях изготавливают отливки из коррозионностойких, окалиностойких, жаропрочных и др. специальных сталей. Ответственные стальные отливки для предотвращения коробления подвергаются отжигу для снятия внутренних напряжений.

Алюминиевые и магниевые сплавы имеют низкие температуры плавления, высокую жидкотекучесть и малую усадку. Перед разливкой их рафинируют (очищают) с помощью добавок AlCl, ZnCl. 70…80 % алюминиевых сплавов льют в постоянные формы, которые называются кокили. Заливка в кокиль производится самотёком. Для получения отливок, имеющих хороший внешний вид и высокие механические свойства, используется литьё под давлением в специальные металлические пресс-формы. Наилучшими литейными свойствами обладают сплавы системы Al-Si, которые называются силумины (АЛ2, АЛ4, АЛ9).

Магниевые сплавы имеют худшие литейные свойства, чем алюминиевые. Кроме того, они могут самовозгораться при плавке и заливке, активно поглощают водород. Плавка производится в тигельных и индукционных электропечах под слоем специального флюса или в среде защитного газа. Приблизительно 40 % отливок из этих сплавов изготавливают в кокилях. Лучшие литейные сплавы системы Mg + Al + Zr марок МЛ5, МЛ6.

Из медных сплавов наилучшими литейными свойствами обладают оловянистые бронзы. Безоловянистые бронзы имеют большую усадку. Латуни имеют удовлетворительную жидкотекучесть, высокую усадку.

Медные сплавы склонны к окислению, поэтому перед выпуском из печи их раскисляют фосфористой бронзой. При разливке необходима непрерывная струя металла. Эти сплавы склонны к образованию усадочных раковин, пористости и трещин. Плавка может производиться на воздухе, но значительно лучшее качество металла получается при плавке в среде защитных газов или в вакууме. Большую часть отливок ( 80 %) изготавливают в разовых формах.

Таблица 3