3.6. Подготовка расплава к заливке

После расплавления металлической шихты жидкий расплав сливают в ковш и некоторое время выдерживают для более полного выделения газов, всплывания шлака и неметаллических включений.

Затем жидкий сплав рафинируют, раскисляют, модифицируют и делают корректировку химического состава – легируют.

Рафинирование сплава – осуществляется для удаления вредных примесей в чугуне и в стали вредные примеси S и P удаляются добавлением Mn, известняка, карбида кальция. В последнее время для этих целей применяется РЗМ (Y, Ce, La и др.) в количестве 0,1%. Алюминиевые сплавы рафинируют хлором.

Раскисление сплава – производится с целью удаления кислорода или окислов металла в процессе выплавки. Оставшиеся в металле окислы, как правило, располагаются по границам зерен, ухудшая его свойства. Сталь и чугун раскисляют: ферромарганцем, ферросилицием и алюминием. Алюминиевые сплавы – хлором.

Модифицирование сплава – добавление небольших количеств (до 1%) активных веществ, которые способствуют образованию дополнительных центров кристаллизации, что приводит к образованию мелкозернистого строения в отливке, а следовательно, и к росту физико-механических свойств и эксплуатационных характеристик. Для стали и чугуна модификаторами являются РЗМ, Y и Mg. Для силуминов – натрий.

Легирование сплава – корректировка и доведение химического состава сплава до требуемого, т.к. свойства металла отливки определяются его химическим составом.

7. . Технологическая схема производства отливок

Рассмотрим упрощенную форму технологической схемы производства отливок:

1 – подготовка шихты;

2 – приготовление расплава;

3 – изготовление форм и стержней; изготовление модели и стержневого ящика;

4 – сборка формы;

5 – заливка форм;

6 – охлаждение;

7 – выбивка отливки;

8 – очистка и обрубка литья;

9 –термообработка и мех.обработка;

10 – контролькачества отливки.

В современной технике используют детали из очень многих сплавов.

Возможность использования сплава для получения отливок определяется его литейными свойствами:

Жидкотекучесть – способность металла заполнять, воспроизводить форму – зависит от химического состава, Тзал., и наличия примесей.

Усадка – свойство сплавов уменьшать свой объем и линейные размеры при затвердевании. Различают объемную (в три раза больше) и линейную усадки.

Ликвация – химическая неоднородность затвердевшего сплава.

Склонность к поглощению газов Н, N, О – растворимость газов а расплавленном металле – зависит от химического состава, температуры плавления и др. факторов.

Баланс литейного производства подразделяется: 72-74% - чугунное литье, 21-23% - стальное и 3-5% отливки из цветных металлов.

7. . Производство отливок из чугуна

По объему из общего количества чугунного литья в (72%) серый чугун применяется в 64%, легированный в 4%, ковкий в 2%, высокопрочный 2%.

Серый чугун – (СЧ) – имеет пластинчатую форму графита и используется для отливки деталей машин, обладает хорошей жидкотекучестью и малой усадкой.

Чугун с повышенным содержанием Р (1-1,6%), применяют для художественного литья. Для измельчения графита и металлической основы проводят модифицирование ферросилицием ФС65, ФС75, селикокальцием 0,3-0,6% от массы, маркируется СЧ-25, цифра показывает предел прочности при растяжении в кг/мм., может легироваться Cr, Ni, Mo, Cu, Ti, Mn – для получения специальных характеристик. При большом количестве вводимых легирующих элементов получается чугун со специальными свойствами. Например: для производства корпусных деталей, блоки ДВС, гильз цилиндров и т.д.

Ковкий чугун (КЧ) – имеет хлопьевидную форму графита, получается отжигом белого чугуна. Применяется для отливки деталей с толщиной стенки 30-40 мм., и массой несколько кг. Например: втулки, тормозные барабаны, автомобильные цапфы и др. Маркируется КЧ-30-6, первая цифра обозначает предел прочности, вторая цифра – относительное удлинение.

Высокопрочный чугун (Вч) – шаровидную форму графита, получается путем модифицирования жидкого расплава чугуна чистыми элементами Mg, Y, Ce, La, Pr, Nd или лигатурами на их основе. Например: коленчатые валы дизелей, верхние компрессионные поршневые кольца, маслоты и т.п.

Маркируется ВЧ-60, цифра показывает предел прочности при растяжении.