книги из ГПНТБ / Технология металлов и других конструкционных материалов учеб. пособие

вины, усадочная пористость, трещины, газовые раковины, шлаковые

иземляные раковины, выломы, спаи.

2.Нарушение геометрии отливки: обвалы и заливы, коробле­

ние, раздутие.

3.Недостаточная чистота поверхности: пригар, ужимы.

4.Несоответствие заданной структуре металла: отбел, недоста­ точные твердость и упругость.

Дефекты первой группы исправляются с помощью заварки, металлизации, бакелизации или пропитки отливки специальными

профиля. Дефекты второй и третьей групп устраняются механиче­ ской обработкой, четвертой — термообработкой (отжигом или нор­ мализацией).

Наиболее распространенными и трудно устранимыми являются дефекты первой группы.

Зная причину возникновения литейных дефектов (табл, 10), можно указать меры их предупреждения.

В зависимости от указаний стандартов или технических усло­ вий, учитывающих назначение отливок, дефект может быть допу­

Характерным для отливок из серого чугуна дефектом является отбел — наличие в различных частях отливки твердых, не поддаю­ щихся механической обработке мест со светлой лучистой поверх­ ностью излома. Отбел объясняется присутствием в чугуне структур­ но свободного цементита Fe3C и является следствием быстрого охлаждения металла, повышенного содержания в нем марганца или серы, ранней выбивки отливки из формы.

Исправление дефектов сваркой. Сварка чугунных и стальных отливок может быть горячей (с предварительным подогревов отлив­ ки) и холодной (без подогрева). Как горячая, так и холодная свар­ ка может быть дуговой и газовой. В зависимости от требований к отливкам и от характера дефектов сварка производится с после­ дующим отжигом или без отжига.

Наиболее качественные результаты дает газовая сварка с пред- в.арительным подогревом (до 500—600°) и последующим отжигом. Для заварки дефекта применяются обычные сварочные горелки. Присадочный металл (чугунные или стальные стержни диаметром 6—8 мм) должен быть с низким содержанием серы и фосфора. Флюсом служит бура.

Дуговая сварка с предварительным подогревом и без подогрева производится электродами со специальными обмазками. Для исправления дефектов, обнаруженных после механической обработ­ ки на чугунных отливках, получила широкое распространение дуго­ вая сварка монель-металлом (Си 32—35%; Ni 68—65%), который не образует карбидов, и поэтому заваренное место хорошо обраба­ тывается.

170

І Т *

172

О

173

174

Исправление дефектов пайкой. Для исправления различных ра­ ковин, трещин и выломов на отливках из серого, ковкого и магние­ вого чугуна применяется пайка твердым припоем с нагревом ацети­ лено-кислородным пламенем. В качестве припоя применяется латунь марки Л62 в виде проволоки различных диаметров.

Отливки несложной формы исправляются без подогрева, слож­ ной формы — с подогревом до 600—650°. Пламя ацетилено-кисло­ родной горелки поддерживается окислительным для выжигания графита с поверхности чугуна, что облегчает смачивание основного металла припоем и увеличивает прочность переходного слоя. Флю­ сом при пайке служит бура.

Исправление дефектов металлизацией. Металлизация приме­ няется для устранения пористости и мелких наружных раковин. Она производится с помощью специальных аппаратов — металлизаторов, которые по способу расплавления металла подразделяются па электродуговые и газовые. В электродуговых две электродные про­ волоки непрерывно поступают в распылительную головку, где рас­ плавляются в пламени электрической дуги. В газовых металлизаторах расплавление производится в газовом пламени. Расплавленный металл струей сжатого воздуха раздробляется на мельчайшие час­ тицы и наносится на подготовленную поверхность дефектной отливки.

Металлизация не вызывает нагрева отливки в месте исправле­ ния и не влечет структурных изменений. Поэтому можно исправлять дефекты отливок после'их полной механической обработки. В каче­ стве электродов применяется цинковая или алюминиевая проволока.

Исправление дефектов пропиткой специальными составами. Если при гидравлических испытаниях обнаруживаются дефекты в виде «потения» или течи мелкими струйками, то они могут быть устранены пропиткой специальными составами (бакелитовый лак, жидкое стекло, растворы различных солей).

Пропитка отливок может быть односторонней или двусторон­ ней. При односторонней пропитке в отверстие отливки устанавли­ ваются заглушки (пробки), отливка заливается пропитывающим составом и соединяется с прессом. При двусторонней пропитке отливка^погружается в специальный бак, заполненный пропитываю­ щим составом, и опрессовывается под давлением, соответствующим рабочему давлению в отливке.

§ 18. Технологические требования, предъявляемые к конструкции отливок

При проектировании технологии изготовления литой детали ставятся требования обеспечить точность размеров, минимальные припуски на обработку, высокую производительность, низкую себе­ стоимость, высокий выход годного и т. д. Обеспечение этих требо­ ваний находится в прямой связи с конструкцией отливки. Поэтому при разработке технологического процесса необходимо проанали­ зировать; 1) габариты отливки (для обеспечения удобства ее фор­

175

мовки); 2) конструкцию литейной формы — разъем модели, уклоны, возможность выема модели; 3) конструкцию стержней, их изготов­ ление, вентиляцию и крепление в форме; 4) удобство сборки формы; 5) механическую обработку отливки, правильное расположение базовых мест.

Отливки следует конструировать по возможности более про­ стыми, компактными. Это позволит применить опоки меньших раз­

мовку и очистку отливки, умень­ шает вероятность брака по засорению. На рис. 98 конструктивное

решение одних и тех же отливок по варианту б дает прямолиней­ ный разъем.

При конструировании следует иметь в виду, что желательно вообще избежать линии разъема на отливке. Дело в том, что вслед­ ствие амортизации фиксирующих штырей и втулок возможно неко­ торое смещение опок относительно друг друга. Если отливка фор­ муется в двух опоках, то такое смещение приведет к перекосу. На­ личие перекоса портит внешний вид, усложняет обрубку и может привести к браку. Если базовые места для механической обработки находятся в одной опоке, а обрабатываемые места отливки — в дру­ гой, то перекос может привести к неправильной механической обра­ ботке. Для избежания таких случаев следует располагать места

176

обработки и базовые места в одной опоке. Но наиболее полно устра­ няется опасность перекоса тогда, когда конструкция отливки позво ляет расположить ее всю в одной опоке.

При конструировании необходимо предусмотреть возможность протягивания модели после формовки в сторону разъема. При этом следует стремиться избегать отъемных частей или стержней, услож­ няющих и удорожающих производство. Часто конструкция простых неответственных приливов или фланцев на отливке очень усложняет формовку. Так, показанная на рис. 99, а бобышка для сверления

сильно усложняет технологию. Для возможности протяжки модели в сторону разъема приходится применять отъемные части или стержни (рис. 99,6). При правильном конструктивном оформлении этого узла (рис. 99, в) процесс формовки упрощается. Изменение формы бобышки не отразится на работоспособности детали.

Особое внимание следует уделять оформлению внутренних полостей отливки. Чем проще полость отливки, тем проще стержне­ вые ящики, драйера, процесс их изготовления. Желательно иметь минимум одну плоскую поверхность для набивки и сушки стержней. Отсутствие ребер, поднутрений и резких переходов позволяет при­ менять относительно простые стержневые ящики без вставок и отъемных частей. В случае необходимости отливки ребер следует их максимально упростить, что снизит трудоемкость изготовления (рис. 100). Ребра по варианту б более технологичны, так как позво­ ляют осуществить их протяжку в стержневом ящике в радиальном направлении.

Конструкция стержней должна обеспечивать точное фиксирова­ ние их в форме, как правило, без применения жеребеек. Особенно Это относится к отливкам, работающим под давлением. Поэтому консольных стержней на одном знаке следует избегать. Такие стержни требуют применения жеребеек или знаков-противовесов, приводящих к большому расходу стержневой смеси. На pnG. 101,6

177

показан кронштейн с одним общим стержнем 3, заменившим кон­ сольный стержень 2 и стержень втулки 1 (рис. 101, а).

Вопрос вентиляции стержней также должен быть в поле зрения конструктора. Из стержня через знаковые части должен обеспечи­ ваться выход газов, в противном случае неизбежен брак по газовым раковинам. Поэтому тонкие ленточные стержни нежелательны, так как требуют специальных мер для обеспечения выхода газов (воско­ вые шнуры, наколы и т. п.).

Рис. 101. Отливка кронштейна:

и удобство сборки формы. Во всех случаях нужно стремиться умень­ шить число стержней. Чем меньше стержней, тем ниже трудоем­ кость. На рис. 102 показаны два варианта чертежа отливки типа «стойка». До конструктивного изменения «стойка» формовалась с двумя стержнями (рис. 102, а). Незначительное изменение полости детали позволило вместо двух применить один стержень (рис. 102, б).

При заполнении формы металлом газы и немёталлические включения обычно поднимаются кверху. Если отливка имеет боль­ шие горизонтальные плоскости, то в последних могут остаться газо­ вые раковины. Кроме того, на больших плоскостях часто получают­ ся характерные дефекты — ужимины. Для их устранения плоские места отливок следует разделять сеткой мелких рисок.

Во избежание скопления газов и шлака на горизонтальных плоскостях отливки последние следует конструктивно выполнять наклонными. При наклонных стенках (рис. 103,(5) газы и шлак под­ нимаются по ним и удаляются через прибыли и выпоры.

Иногда в целях упрощения литейной технологии сложная отливка при конструировании расчленяется на ряд более простых составных частей. Затем после изготовления составные части подго­ няются друг к другу и свариваются. Такие сварно-литые конструк­ ции отливок применяются при производстве крупного литья. Круп­ ные отливки (50—100 ти выше) требуют большой затраты средств и времени на изготовление моделей, формовку и сборку, остывание

178

отливки в земле. Иногда затраты времени только на формовку и остывание исчисляются неделями, причем эти две операции зани­ мают до 70% времени всего цикла изготовления. Кроме того, кон­ струкция отливок иногда настолько сложна, что очень трудно избе­ жать их дефектов. Расчленение отливки на ряд простых частей значительно ускоряет процесс изготовления. Однако переход на этот процесс должен быть экономически обоснован. Наличие сварки удорожает производство. Исходя из опыта заводов, можно сказать,

что применение сварно-литых конструкций целесообразно для опре­ деленной группы тяжелых отливок (крупногабаритных тонкостен­ ных изделий типа статоров гидротурбин, цилиндров и т. п.).

§ 19. Техника безопасности в литейных цехах

Литейным цехам присущи такие специфические условия труда, как избыточное тепло, пар, газы, шум( перемещение большого количества грузов многочисленными транспортерами, конвейерами, кранами и др. Повышенную опасность создают операции, связан­ ные с транспортировкой и разливкой по формам расплавленного металла, некоторые технологические операции связаны с примене­ нием токсичных веществ (ацетон, этилсиликат и др.). На участках выбивки и очистки, в отделениях приготовления формовочных и стержневых смесей выделяется большое количество пыли. Поэтому вопросам охраны труда и техники безопасности в литейных цехах уделяется особое внимание. Укажем на некоторые из них.

В землеприготовительных отделениях основное внимание уде­ ляется защите работающих от пыли, выделяющейся при работе смесеприготовительных устройств — дробилок, сит, мельниц, бегу­ нов, аэраторов и др. Все машины должны быть оборудованы систе­

179