Охлаждение отливок

Длительность охлаждения отливок в форме определяется теплосодержанием металла, толщиной стенок отливки, теплофизическими свойствами формовочных материалов и склонностью сплава к образованию трещин.

Для небольших простых отливок со стенками малой толщины продолжительность охлаждения в форме составляет несколько минут, а толстостенные массивные отливки весом до 50 т охлаждаются в форме в течение нескольких суток или даже недель.

Общая продолжительность охлаждения отливки в форме включает время, необходимое для отвода теплоты перегрева расплава, теплоты кристаллизации, и, продолжительность охлаждения отливки от Т_сол до заданной рассчитывается по формуле [4]:

,

где R – приведенная толщина отливка, м; с₁, с₂, с₃ – теплоемкости жидкого, кристаллизующегося и твердого сплава, ккал/град; γ₁, γ₂, γ₃ – плотность жидкого, кристаллизующегося и твердого сплав, кг/м³;

Т_зал = t_зал – t_{нач. формы} , C – температура заливаемого сплава;

Т_лик = t_лик – t_{нач. формы} , C – температура начала затвердевания;

Т_сол = t_сол – t_{нач. формы} , C – температура окончания затвердевания;

Т_выб = t_выб – t_{нач. формы} , C – температура отливки перед выбивкой;

ρ – скрытая теплота плавления (кристаллизации);

b_ф – коэффициент аккумуляции теплоты формой;

∆ - интервал кристаллизации (∆ = Т_лик - Т_сол).

Длительное охлаждение отливок в форме удлиняет технологический цикл. Средняя скорость охлаждения отливок в форме составляет 2 – 150 град/мин.

Методы интенсификации охлаждения

• обдувка форм воздухом,

• установка в форму змеевиков или труб, по которым пропускают воздух,

• прокачивают воздух (газ) через стенки форм.

Из-за разницы температур в толстых и тонких сечениях, в наружных и внутренних слоях массивных узлов отливки быстрое охлаждение ведет к возникновению термических напряжений, следствием которых является коробление отливок и появление трещин.

Из опыта работы литейных цехов отливки без ущерба для качества можно извлекать при следующих температурах, °С:

Сплав	Характеристика отливки	Температура выбивки, °С
чугунные	мелкие средние крупные, массивные	700 - 800 400 – 500 300 - 400
стальные	склонные к образованию трещин не склонные к образованию трещин	500 – 700 200 – 300 800 - 900
бронзовые		300 - 500
из алюминиевых сплавов		200 - 300
из магниевых сплавов		100 - 150

Высокотемпературную выбивку применяют с последующим медленным охлаждением в колодцах, коробах вместе с куском смеси и т. п.

Выбивка форм и стержней

Выбивка форм осуществляется на выбивных решетках следующих типов:

эксцентриковые,

инерционные,

инерционно-ударные.

Недостатком этого способа выбивки форм является шум, большое пылевыделение.

Выбивка стержней осуществляется:

Из отливок небольших габаритных размеров и массы –

пневматическими зубилами,

на вибрационных машинах.

Из крупных стальных и чугунных отливок –

в гидравлических камерах,

в электрогидравлических установках.

После выбивки стержней при визуальном осмотре отливок выявляются видимые неисправимые дефекты отливок такие, как недоливы, нарушение геометрии.