6. Компенсация усадки литейного сплава

при охлаждении отливки производится путем назначения дополнительного слоя материала. Величина припуска на усадку выбирается в зависимости от усадки материала отливки. В табл. 4 приведены средние значения линейной усадки для различных литейных сплавов.

Таблица 4

Средние значения линейной усадки для различных литейных сплавов

Сплав	Литье	Линейная усадка, %
Серый чугун	Мелкое	0,8 – 1,2
	Среднее	0,6 – 1,0
	Крупное	0,4 – 0,8
Углеродистая и низколегированная сталь	Мелкое	0,8 – 2,2
	Среднее	1,6 – 2,0
	Крупное	1,4 – 1,8
Медный (цифры без скобок для оловянных бронз, в скобках – для безоловянных бронз и латуней)	Мелкое	1,0 – 1,2 (1,6 – 2,0)
	Среднее	0,9 – 1,1 (1,5 – 1,9)
	Крупное	0,8 – 1,0 (1,4 – 1,8)
Алюминиевый и магниевый	Мелкое	1,0 – 1,5
	Среднее	0,8 – 1,4
	Крупное	0,8 – 1,3

Примечание. К мелким относятся отливки с массой до 100 кг включительно, к средним – от 100 до 1000 кг включительно, к крупным – свыше 1000 кг.

7. Выбор типа литниковой системы, места установки ее элементов и расчет размеров.

Литниковая система предназначена для подвода и питания жидким металлом отливки в форме. Основными элементами литниковой системы являются литниковая чаша (воронка), стояк, шлакоуловитель (ход) и питатель. К литниковой системе также относятся выпоры и прибыли (см. рис. 14а, 14б)

Выпор – вертикальный расширяющийся к верху канал, служащий для выхода из формы воздуха и газа, слива загрязненного и остывшего металла, а также для наблюдения за ходом заливки. Устанавливается на наиболее возвышенных местах отливки. На мелких отливках может не использоваться.

Прибыль – дополнительная часть отливки, которая применяется для сплавов с повышенной усадкой. Служит для питания отливки металлом в процессе затвердевания. Устанавливается на массивных частях отливок, затвердевающих в последнюю очередь.

Примеры литниковых систем

1 – литниковая воронка 2 – стояк 3 – шлакоуловитель 4 – питатель 5 – выпор 6 – отливка

а

1 – литниковая чаша 2 – стояк 3 – металлоприемник 4 – шлакоуловитель (ход) 5 – питатели 6 – отливка 7 – выпоры-прибыли

б

Рис. 14

Металл может подводиться в форму следующими способами:

а) Сверху со свободным падением (рис. 15, а). Применяется при неответственном литье из чугуна, стали и цветных металлов.

б) Сбоку по высоте отливки с частичным падением металла (рис. 15,б). Применяется при всех видах литья.

в) Снизу сифоном (рис. 15, в). Применяется при всех видах литья.

г) Комбинированным способом при расположении питателей на разных уровнях (либо в виде узкой щели) (рис 15, г). Способствует постепенному заполнению формы.

Способы подвода металла в форму

а б

в г

Рис. 15

Литниковая система должна удовлетворять ряду требований, в частности, она не должна создавать торможения усадке, обеспечивать наиболее короткий путь металла и иметь возможно меньший расход металла, отделять от металла шлак и другие инородные включения и не допускать размыва формы и т.д.

Для определения оптимальных характеристик литниковой системы производиться ее расчет. Примерный расчет литниковой системы производится в следующей последовательности.

Определяют время заполнения полости формы расплавом:

, (1)

где  - продолжительность залива, с;

s – коэффициент, учитывающий жидкотекучесть сплава и тип литниковой системы (см. табл. 5)

 - средняя толщина стенки, мм;

G – масса отливки, кг.

Таблица 5

Значения коэффициента s для заготовок, полученных литьем в песчаные формы

Сплавы	Литниковая система
	горизонтальная	вертикальная
Чугуны Стали: углеродистые легированные Алюминиевые Магниевые Медные	2,0 0,9…1,75 0,4…0,8 1,9…2,5 2,4…2,8 1,9…2,1	- - - 2,7…3,0 3,0…4,3 -

Примечания. 1. К горизонтальным литниковым системам относятся системы с питателями, расположенными в горизонтальной плоскости разъема литейной формы, а к вертикальным – с питателями, расположенными в вертикальной плоскости разъема формы по положению при заливке.

2. Меньшие значения коэффициента принимают для мелких отливок, большие – для крупных.

Определяют площадь наименьшего сечения элемента литниковой системы:

, (2)

где  - плотность расплавленного металла, кг/м^3;

 - коэффициент расхода металла (см табл. 6);

g – ускорение свободного падения, м/с²;

Н_р – расчетный статический напор, м.

Таблица 6

Форма	Материал отливки
	Чугун	Сталь
Мелкая Средняя Крупная	0,6 / 0,5 0,48 / 0,42 0,41 / 0,35	0,5 / 0,42 0,38 / 0,32 0,3 / 0,25

Примечания. 1. В числителе приведены данные для сухой формы, в знаменателе – для сырой.

2. К мелким относятся формы с размерами до 500 мм включительно, к средним – от 500 до 5000 мм, к крупным – свыше 5000 мм.

Расчетный статический напор:

• при заливке через литниковую чашу (рис. 16 а):

, (3)

где Н₀ – расстояние от горизонтальной оси питателей до верхнего уровня металла в чаше;

p – расстояние от горизонтальной оси питателей до верха отливки;

с – высота отливки.

• при заливке через литниковую воронку (рис. 16 б):

, (4)

где Н₀ – расстояние от оси питателей до верхней кромки верхней опоки;

H₁ – расстояние от верхней кромки верхней опоки до уровня металла в поворотном ковше.

Определение остальных элементов производится исходя из следующих соотношений:

F_пит : F_шл : F_ст = 1 : 1,1 : 1,15 – для отливок из чугуна ;

F_пит : F_шл : F_ст = 1 : 1,3 : 1,6 – для отливок из стали;

F_пит : F_шл : F_ст = 1 : 2 : (3…4) – для отливок из алюминиевых сплавов;

F_пит : F_шл : F_ст = 1 : ( 1,5…3) : (3…6) – для отливок из магниевых сплавов.

Определение статического напора

а б

Рис. 16