Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Горизонтальное непрерывное литье цветных металлов и сплавов

..pdf
Скачиваний:
17
Добавлен:
25.10.2023
Размер:
14.74 Mб
Скачать

переходящие при дальнейшем увеличении шага вытяги­ вания в раковины.

Сплошные и полые заготовки, отлитые при оптималь­ ных технологических параметрах, приведенных выше, имели чистую наружную поверхность без дефектов (рис. 50). На заготовках видны темные и светлые участки. Светлые участки, как это показано при рассмотрении схемы формирования заготовки, сответствуют зоне II (зависающая оболочка) и представляют собой лнквационные выделения эвтектонда (а+6). Темные участки за­ готовки соответствуют зонам I и IV.

Внутренняя поверхность полых заготовок чистая, не­ ровности внутренней поверхности образуются в связи с конусностью дорна и периодическим вытягиванием заго­ товки. При конусности дорпа 0,5° и оптимальном шаге вытягивания выступы па внутренней поверхности не пре­ вышают 0,2—0,3 мм.

Весьма важным показателем качества является то, что овальность и искажение профиля заготовок практи­ чески отсутствовали. Отклонение от заданного диаметра заготовок не превышало 0,5 мм. Следовательно, допуск на механическую обработку заготовок по наружному диаметру может быть до 1 мм, по внутреннему диаметру с учетом удаления выступов из-за конусности дорна— до 1,5 мм.

Макроструктура

 

От заготовок диаметром 30—120 мм

из бронзы

Бр. ОЦС5-5-5 отбирали темплеты, которые

травили в

15%-ном водном растворе персульфата аммония. Исследование показало, что все просмотренные темп­

леты от сплошных и полых заготовок, отлитых по опти­ мальной технологии (см. табл. 5, 6), не имели раковин, пористости, трещин и других дефектов.

Структура сплошных заготовок обычно имела мелко­ дендритный поверхностный слой и далее зону столбча­ тых дендритов, сходящихся к центру затвердевания (рис. 51). Центр затвердевания обычно смещен кверху от герметического центра на 6—7% от диаметра заго­ товок.

Структура полых заготовок показана на рис. 52. Осо­ бенностью структуры полых заготовок является наличие.

102

С целью проверки этого предположения были исследо­ ваны механические свойства отдельно для верха и низа заготовок. Стандартные образцы для испытания на раз­ рыв отбирали по диаметру из верхней, центральной и нижней части заготовки. Расстояние от оси образца до поверхности заготовки составляло 5 мм. Твердость из­ меряли на приборе Бринеля шариком диаметром 2,5 мм при нагрузке 187,5 кге в семи точках, расположенных через равные промежутки по вертикальному диаметру заготовки. В табл. 10 приведены средние данные но твер­ дости. Из этих данных следует, что паилучшне значения твердости имеют заготовки, полученные непрерывным литьем па горизонтальных машинах. В этом случае сред­ ние значения твердости па 18,1% больше, чем при литье в кокиль, па 14,9% больше, чем при литье вакуумным всасыванием, на 44,5% больше, чем при литье в песча­ ные формы, и па 46,5% больше, чем по ГОСТ 613—65.

Т а б л и ц а 10

Средние значения твердости НВ (кге/мм2) заготовок при различных

способах литья

Диаметр

Горизонталь-

Кокиль

Вакуумное

Песчаная

г о с т

заготовки,

ное непрерыв-

всасывание

форма

618—65

мм

ное литье

 

 

 

 

6 0 — 70

8 7 , 8

7 4 ,1

7 6 , 4

6 0 , 8

6 0 , 0

100— 120

7 4 , 5

 

 

 

 

В табл. 11 приведены данные по твердости верха п низа заготовок, замер производился на расстоянии 5— 10 мм от поверхности заготовки.

Из данных табл. 11 следует, что даже минимальные значения твердости по верху и низу заготовки значи­ тельно превышают требования ГОСТ 613—65. Размах колебаний значений твердости и средние их значения по верху и низу заготовок практически одинаковы.

Средние значения твердости полых заготовок из бронзы Бр. ОЦС5-5-5 в зависимости от сечения приведе­ ны ниже:

Сечение, мм . .. .

Твердость НВ . .

4 6 X 6 , 5

5 0 X 1 5

11 0 X 2 7 , 5

По ГОСТ

 

 

 

6 1 3 — 65

7 8 ,1

7 1 , 6

6 4 , 9

6 0 , 0

107

 

 

Т а б л и ц а 11

Твердость ИВ (кгс/мм2) сплошных заготовок

в верхнем и нижнем

 

сечениях

 

Диаметр заго-

Сечение

 

 

 

товкн, мм

верхнее

инжиее

 

6 0 — 7 0

8 5 , 8 — 8 9 , 7

8 6 , 8 — 9 0 , 7

8 7 , 5

8 8 , 7

 

100— 120

7 3 , 3 — 7 6 ,1

7 2 , 3 — 7 9 , 9

7 4 , 9

7 5 , 4

 

П р и м е ч а н и е . В знаменателе указаны средние величины.

Из этих данных следует, что твердость полых заго­ товок на 8—30% выше значении ГОСТ 613—65. На сплошных п полых заготовках наблюдалась тенденция к снижению твердости с увеличением диаметра заготов­ ки, что, очевидно, связано с ростом размера зерна.

Предел прочности заготовок диаметром 60—70 мм, отлитых на горизонтальных машинах, также значитель­ но выше, чем заготовок, полученных при литье вакуум­ ным всасыванием, в кокиль и песчаную форму (табл. 12).

Таблица 12

Предел прочности заготовок (кгс/мм2) при различных способах литья

Диаметр за­

Горизонталь­

Кокиль

Вакуумное

Песчаная

г о с т

готовок, мм

ное непре­

всасывание

форма

613—155

 

рывное литье

 

 

 

 

6 0 — 70

3 1 , 4

2 3 , 6

2 2 , 5

1 0 , 3

1 8 ,0

10 0 — 120

2 4 , 8

 

 

 

 

Данные табл. 12 показывают, что заготовки, отлитые горизонтальным способом, имеют предел прочности па 34,0% выше, чем при литье в кокиль и вакуумным вса­ сыванием, в 3 раза выше, чем при литье в песчаные фор­ мы, и на 74,5% больше, чем по ГОСТ 613—65.

В табл. 13 приведены данные по изменению предела прочности по верху и низу сплошных заготовок, которые свидетельствуют о равномерных прочностных свойствах по верху и низу заготовок.

108

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 13

Предел прочности (кгс/мм2)

заготовок в верхнем и нижнем сечениях

Диаметр

заго­

 

Сечения

 

 

 

 

 

 

 

товки,

мм

верхнее

|

нижнее

 

 

 

 

60— 70

3 1 ,0 — 33,0

 

3 0 ,0 — 32 ,5

3 2 ,0

 

31,8

 

 

 

 

 

100— 120

2 0 ,4 — 2 8 ,2

 

2 3 ,8 — 27,1

24 ,9

 

24,9

 

 

 

 

 

П р п м е ч а н п с.

В знаменателе указаны

средине

значения.

 

Ниже приведены значения предела прочности полых

заготовок из бронзы Бр.ОЦС5-5-5:

 

 

Сечение,

мм . .

50X15

60X17,5

90X25

110X27,5

По ГООТ

Предел прочности,

 

 

 

 

613—65

27,6

26,1

26,2

27,0

18,0

кгс/мм2

...................

Предел прочности полых заготовок выше стандарт­ ных значений на 45—53%•

Относительное удлинение заготовок, отлитых различ­

ными способами,показано в табл.

14.

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 14

Относительное удлинение (%) заготовок, отлитых различными

 

 

способами

 

 

 

Диаметр заго­

Горизонталь­

Кокиль

Вакуумное

Песчаная

ГОСТ

товок, мм

ное непре­

всасыва­

фарма

613—65

 

рывное лнтье

 

ние

 

 

60—70

37,1

14,9

23,9

5,0

4,0

100— 120

32,1

 

 

 

"

Из данных табл. 14 следует, что относительное удли­ нение заготовок, отлитых на горизонтальной машине, в 2,5 раза выше, чем при литье в кокиль, в 1,5 раза выше, чем при литье вакуумным всасыванием, в 7,4 раза выше, чем при литье в песчаную форму, и в 9 раз выше по сравнению с ГОСТ 613—65.

109

Средние значения относительного удлинения полых заготовок из бронзы Бр.ОЦС5-5-5 приведены ниже:

Сечение, мм .

.

50X15

60X17,5

00X25

110X27,5

По ГОСТ

Относительное

 

 

 

 

 

613-65

22,2

27,2

34,1

33,5

4,0

удлинение, % •

Как следует из этих данных, относительное удлине­ ние полых заготовок, отлитых на горизонтальной маши­ не, в 5,5—6,8 раза выше стандартных значении.

В табл. 15 приведены данные по изменению относи­ тельного удлинения по верху и низу сплошных заго­ товок.

Т а б л и ц а 15

Относительное удлинение (%) заготовок в верхнем и нижнем сечениях

Диаметр зато-

Сечения

 

товки, мм

верхнее

нижнее

 

60—70

24,0—42,5

16,8—39,5

31,8

30,4

 

100—120

11,5—34,3

25,4—34,3

26,7

29,7

 

П р и м е ч а н и е . В знаменателе указаны средние

значения.

Из данных табл. 15 следует, что пластические свойст­ ва по верху и низу заготовок значительно превышают требования ГОСТ 613—65 и достаточно равномерны.

Химическая неоднородность

Химическую неоднородность оценивали по коэффици­ енту сегрегации

 

N

шо к ,

(22)

 

 

Хер

 

 

 

где

/V — коэффициент сегрегации, %;

про­

 

К — содержание

элемента

в

месте отбора

 

бы, %;

 

 

 

 

 

/Сср — содержание

элемента

по

поперечному

сече­

нию заготовки, %.

ПО