Введение

Заполнение литейной формы жидким металлом представляет собой сложный физико–химический процесс, который в существенной мере влияет на получение здоровой отливки.

Этот процесс сопровождается значительным газовыделением, инжектированием воздуха в полость формы струей металла, быстро нарастающим объемом и давлением газов в полости формы, искажением размеров отливки вследствие деформации стенок формы, снижением жидкотекучести металла вследствие падения температуры и частично кристаллизацией заливаемого металла, начинающейся непосредственно у стенок формы и литниковых каналов и т.д.

Правильно спроектированная литниковая система с оптимальными параметрами должна обеспечить получение качественной отливки без пороков при наименьшем расходе жидкого металла.

Основными пороками в отливках, образование которых зависит от литниковой системы, являются: песочные и шлаковые раковины, ужимины, пригар, усадочные раковины и пористость, горячие и холодные трещины, недоливы, спаи и газовые раковины.

В связи с этим при разработке технологического процесса изготовления отливки необходимо учитывать основные положения по устройству и расчету литниковых систем, способствующих устранению вышеуказанных пороков.

1 Основные положения по проектированию литниковых систем

1. Литниковая система должна обеспечивать заполнение формы без спаев и недоливов, без обгара стенок формы, без удара, приводящего к расширению формы.

2. Литниковая система не должна вызывать тепловых и усадочных напряжений и, таким образом, не должна служить причиной образования трещин того или иного вида.

3. Расход металла на литниковую систему должен быть минимальным, для этого необходимо подвод металла в форму осуществлять наиболее коротким путем.

4. Литниковая система должна задерживать шлак, воздушные пузырьки, песок и др. инородные включения, захваченные струей металла.

5. Металл должен вводиться в полость формы спокойной струей, без завихрений; не должно быть прямого удара струи о стенки формы или стержней. Металл необходимо подводить в направлении продольной оси построения формы.

6. При равных площадях сечений круглые литниковые каналы пропускают большее количество металла, чем каналы прямоугольного сечения, вследствие меньшей поверхности, чем у последних, а следовательно, и меньшей потери на трение; круглые литниковые каналы более экономичны.

7. При заливке мелких отливок и всех других отливок, когда заливка проводится через носок ковша, а не из стопорного ковша, литниковые системы следует делать гидравлически закрываемыми (замкнутые литниковые системы), т.е. суммарная площадь сечения питателей должна быть меньше площади сечения шлаковика или литникового хода и площади сечения стояка.

8. При заливке через носок необходимо устанавливать литниковые чаши.

9. Литниковые каналы нельзя нарезать от руки, а следует формовать по моделям или выкладывать из специальных стержней или шамотных трубок.

10. Подвод металла в форму надо, по возможности, рассредоточить для предупреждения образования горячих мест и обеспечения принципа направленного затвердевания.

11. Толщина питателя должна быть меньше толщины отливки. Необходимо предусмотреть удобство и легкость отделения питателя от отливки.

12. При заливке сверху желательно, чтобы диаметр струи был возможно меньшим, так как струи большого диаметра увлекают воздух и шлак в металл на большую глубину.

13. При вертикальном подводе желательно осуществить падение струи на наклонную плоскость или надо направлять струю по стенке формы, так как при этом захватывается меньше воздуха и меньше разбрасывание металла и т.д.

14. При заливке металлов, склонных к образованию пены из окислов, литники целесообразно подводить под прибыль. Это даст возможность использовать прибыль в качестве пеноуловителя.

15. Необходимо стремиться к созданию такой последовательности заливки формы крупных отливок, при которой первые порции металла подавались бы сифоном, а последующие – под затопленный уровень. Подачу металла в прибыль, по возможности, осуществлять через питатели, подведенные непосредственно в прибыли, через отдельный (самостоятельный) стояк.

16. Следует избегать размещения литниковых каналов непосредственно у границ знаков стержней. Необходимо стремиться к возможному расширению расстояний между литниковым каналом и контуром отливки или опоки.

17. Не следует располагать питатели литниковой системы в непосредственной близости от холодильников и жеребеек, установленных в форму.

18. Подвод металла к отливкам, которые по своей конфигурации склонны к большим литейным напряжениям, следует осуществлять в тонкие части через возможно большее число питателей, принимая одновременно с этим меры к увеличению скорости охлаждения утолщенных мест отливки.

19. Подвод металла к относительно тонкостенным отливкам, имеющим большие линейные размеры, следует осуществлять в тонкие части отливки большим числом питателей с возможно большим рассредоточением их по длине отливки.