3.10. Прибыли в отливках: классификация, методы расчета. Способы организации питания отливок из прибылей

Одним из эффективных способов устранения усадочных раковин в отливках является применение прибылей. В процессе формирования отливки прибыль составляет с ней единое целое. В прибыли сосредоточена область усадочной раковины; прибыль отделяется от отливки в процессе обработки. Прибыль способствует также ослаблению зональной пористости.

Сложная по конструкции отливка разделяется на несколько обособленных узлов питания . В каждой отдельном узле должен выполняться принцип направленного затвердевания. Проверку этого принципа - кристаллизация должна развиваться от тонких элементов к массивным и к прибыли - осуществляют методом вписанных сфер, рис. 3.16

Рис. 3.16. Схемы выделения в отливке узлов питания (а); метод вписанных сфер для проверки направленности затвердевания (б)

Прибыли классифицируют:

1) по способу формовки - открытые, рис.3.17, а, закрытые, рис.3.17, б;

2) по расположению относительно узла питания- прямые 1, отводные или боковые 2, групповые, питающие несколько отливок 3;

3) по конструкции – цилиндрические 4, плоские 5, сферические 6, фигурные 7.

При выполнении расчетов прибылей необходимо: во-первых, чтобы вся область усадочной раковины полностью располагалась в прибыли и, во-вторых, чтобы объём прибыли был при этом экономичным. Глубину залегания усадочной раковины можно определить по уравнению

, (3.42)

где v- полный объём отливки;

m- коэффициент при литье в песчаные формы: m=2 с применением открытых прибылей; m=1 с применением закрытых прибылей.

Рис. 3.17. Варианты исполнения прибылей

Средняя площ адь горизонтального сечения области усадочной раковины S для каждой конфигурации прибыли определяется по уравнениям:

для цилиндрической прибыли

,

для прибыли в виде призмы квадратного сечения

,

для плоской прибыли в виде параллелепипеда длиной l и шириной 2R

,

для сплава, кристаллизирующегося в интервале температур

,

– коэффициент, учитывающий форму области усадочной раковины; .

C учётом конфигурации прибыли и коэффициента глубина залегания усадочной раковины можно определить по уравнению (3.42); например, для цилиндрической формы прибыли

(3.43)

Высота прибыли определится по уравнению

, (3.44)

где – коэффициент запаса.

Считают, что при стальном литье в песчаные формы можно принимать следующие значения коэффициентов в уравнении (3.44) α= 0,035; = 0,75; m = 2 при открытой прибыли; m=1 (при закрытой); = 1,5-2,0 (для открытой); = 1,0-1,2 (для закрытой).

Расход металла на прибыли при стальном литье составляет от 15 % до 100 % (для фасонных отливок) от массы отливки; объём усадочной раковины не превосходит 4 %.

Регулирование работы прибыли можно осуществлять следующими способами:

1) теплоизоляция прибыли огнеупорными материалами с низкой тепловой аккумуляцией; при этом m = от о до о,8;

2) обогрев прибыли экзотермическими смесями;

3) создание условий для воздействия на металл в прибыли атмосферного или газового давления;

4) вибрационное или ультразвуковое воздействие на этапе формирования отливки;

5) долив прибыли свежим расплавом.