3.8.3.2 Расчет выхода годного литья для спроектированной технологии

Расчет выхода годного литья для спроектированной технологии:

Рассчитаем выход годного литья :

, (3.7)

По формуле (3.7) получаем:

3.9 Изготовления кокиля

Для медных отливок изготавливается кокиль из серого чугуна марки СЧ15. Объясняется стойкостью такого кокиля (число заливок до разрушения или выхода из строя кокиля) составляет 1000 – 10000.

При мелкосерийном производстве простой конфигурации отливки с габаритными размерами 50x140 (рисунок 3.12), рабочие стенки изготовляют литьем т.к. кокили с литыми рабочими гнездами более долговечны стойкость в 5 раз выше, чем кокили, обработанные режущим инструментом. Для получения кокиля применяют обычные песчаные формы. Заготовки кокилей отливают по специально изготовленным моделям.

Рисунок 3.12 – Биметаллическая отливка:

1. Латунная оболочка(латунная рубашка),

2. Стержень (базовый пресс-поршень)

Внутреннюю рабочую полость кокиля (рисунок 3.13) выполняют по размерам отливки с плюсовой поправкой на литейную усадку и минусовой поправкой, учитывающей расширение материала кокиля при его нагреве и толщину слоя покрытия.

Для производства отливки используется один стержень.

Учитывая массу отливки и её конфигурацию, кокиль имеет воздушное охлаждение. Для удаления из полости кокиля газов в его стенках выполнены вентиляционные каналы.

Во избежание перекоса частей кокиля имеются отверстие для установки фиксирующих шпонок и штифтов. Предусмотрены ручки, рым-болт для подъема и установки кокиля [31].

Рисунок 3.13 – Кокиль для биметаллической отливки:

1. Поддон, 2. половина кокиля правая,

3. половина кокиля левая, 4 колонка,

5. ручка, 6. рым-болт,

7. штифт, 8. стержень (заготовка)

При литье отливок из латуни в кокиль для покрытия применяются краски, состоящие из органического растворителя – 100%, термореактивные смолы – 2-5% (сверх 100%) и огнеупорного порошка (ZrO₂, MgO, Al₂O₃, диатомит) – 8-15% (сверх 100%) [31].

Рисунок 3.14 – Кокиль для биметаллической отливки

3.10 Стержень

Функцию литейного стержня выполняет выработавший свой ресурс базовый пресс-поршень, который устанавливается на поддон кокиля.

1. Очистка стержня в дробеструйной камере-5-10 мин;

2. Нагревают в течении 2 часов в камерной электрической печи Н-15 при t=400-600 °С [31].

3.11 Финишные операции

После затвердевания отливки раскрывают кокиль и извлекают отливку из кокиля с помощью клещей.

Производится двойной контроль: до отрезки литников и прибылей (предварительный контроль) и после. Литники и прибыли отрезают ленточными пилами марок BS-100 и дисковыми пилами марок CS-315 производство «Blecher» (Санкт-Петербург).

Из отливки «Пресс-поршень» не извлекают стержень, т.к. стержень (выработавший свой эксплуатационный ресурс пресс-поршень) устанавливаемы в полость кокиля перед заливкой является частью отливки.

Отжиг биметаллической отливоки для снятия литейных напряжения производится при 750 – 760 °С с выдержкой 2 часа и последующее медленным охлаждением с печью. После этого проводят повторный контроль отливок, проверяя их соответствие требованиям технических условий.

Отливки предназначенные на хранение подвергаются оксидировнию поверхности:

1. Поверхность отливки смазывают водным аммиаком (25%);

2. Наносят лакокрасочного покрытия пентафталиевые и глифталиевые эмалей (ПФ-115 ГОСТ 6465-76).

Такие покрытия обладают преимуществом:

1. Смягчают термический удар;

2. Замедляют скорость охлаждения отливки;

3. Улучшают отвод теплоты и охлаждение кокиля;

4. Предотвращают окисление и обезуглероживание рабочих поверхностей кокиля [24].

3.12 Дефекты отливок

При изготовлении отливок в них возникают различные дефекты. Дефекты могут быть допустимыми, исправимыми и неисправимыми. Неисправимые дефекты приводят к окончательному браку отливок.

3.12.1 Характерные дефекты и методы их диагностики

При производстве биметаллических отливок возможно образование различных видов брака, поэтому необходимо рассмотреть методы их предупреждения и способы устранения.

Характерными дефектами биметаллических отливок являются:

1. Низкая прочность соединения двух металлов - рабочего слоя и сердцевины;

2. Окисление поверхностного слоя, что способствует появлению расслоения, т.е. браку отливок;

3. Образование высоких напряжений в биметаллической отливки приводящее появлением трещин.

Для диагностики дефектов используются следующие виды контроля:

1. Для обнаружения внутренних дефектов:

- рентгеновский;

- гамма – дефектоскопия;

- ультразвуковая дефектоскопия;

2. Для обнаружения поверхностных трещин – люминесцентный;

3. Контроль герметичности отливки;

4. Визуально – оптический [32].

3.12.2 Механизм образования и способы профилактики дефектов

Основные причины образования дефектов приведены ниже.

1. Низкая прочность соединения двух металлов - рабочего слоя и сердцевины, объясняется вследствие шероховатой, иногда окисленной поверхности.

2. Окисление поверхностного слоя, что способствует появлению расслоения, т.е. браку отливок.

Причина образования дефекта является нетехнологичная конструкция отливки, несоответствие химического состава.

3. Образование высоких напряжений в биметаллической отливки приводящее появлением трещин.

Причиной образования трещин является плохая податливость стального стержня, значительная разница в температурах различных частей отливки в момент, когда в более массивных из них начинают преобладать упругие свойства, слишком жесткая конструкция отливки, значительная концентрация напряжений в отдельных участках отливки и др. [24].

3.12.3 Методы исправления дефектов

Основными средствами исправления дефектов биметаллических отливок являются:

1. Применение флюса, дозируемого на струю металла при заливке для надежной защиты от окисления внутренней поверхности этого слоя, обуславливает высококачественную свариваемость заливаемого металла со стальным стержнем;

2. При заливки температура стального стержня превышениет температуру ликвидуса заливаемого расплава на 50°С;

3. Соблюдение технологии [24].