Лабораторная работа № 33

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СВОБОДНОЙ ЛИНЕЙНОЙ УСАДКИ НЕКОТОРЫХ

ЛИТЕЙНЫХ СПЛАВОВ

Цель работы – изучить влияние затруднённой литейной усадки на качество отливки и научиться определять свободную линейную усадку сплавов с помощью

скобы Киппа.

Краткие теоретические сведения

Усадка – это свойство металлов и сплавов уменьшать линейные размеры отливки в процессе ее охлаждения после кристаллизации до нормальной температуры.

Различают свободную и затрудненную усадку металла. Если металл затвердел в литейной форме, которая будет препятствовать усадке металла /отливка имеет выступы, фланцы, отверстия, образуемые стержнями, и т.п./, то усадка будет затрудненной /литейной/. Если отливка имеет простую конфигурацию /без выступов, фланцев, отверстий и т.п./, литейная форма не будет препятствовать усадке отливки и усадка будет свободной /линейной/.

Линейную усадку обычно выражают как разность между линейными размерами формы и остывшей отливки по отношению к первоначальным размерам полости формы в процентах.

Если металл закристаллизовался и охладился до нормальной температуры в литейной форме, то литейная форма и, в особенности, стержни, находящиеся внутри отливки, препятствуют линейной усадке металла, в результате чего в отливке возникают напряжения. Если сплав отливки имеет значительную линейную усадку, а стержневая и формовочная смеси не податливы, то напряжения, возникающие в отливке могут превысить прочность сплава и в отливке образуется трещина в горячем состоянии прочность металла ниже чем при нормальных температурах. Трещины чаще возникают в отливках сложно конфигурации с резким переходом от тонких к массивным сечениям.

Кроме возникновения трещин линейная усадка сплава может привести к браку отливки по размерам, если при изготовлении модели отливки не учитывалась величина линейной усадки металла заливаемого в литейную форму.

Для предотвращения брака отливки при изготовлении литейной формы необходимо учитывать литейную усадку сплава. Формовочную и стержневую смеси делают податливыми, чтобы в процессе линейной усадки металла стержень и форма меньше препятствовали усадке. Повысить податливость стержневой смеси можно добавкой древесных опилок или использованием в качестве крепителей искусственных смол. Древесные опилки выгорают еще в процессе сушки стержней и за счет образующих пор податливость стержня повышается. Смоляные крепители при контакте с металлом к моменту кокса его кристаллизации постепенно выгорают, и стержень разупрочняется, тем самым повышается его податливость.

Модель отливки изготавливают также с учетом линейной усадки сплава, для чего модельщик пользуется усадочным метром. Усадочный метр отличается от обыкновенного тем, что значение каждого его деления увеличено на 1 или 2% соответственно для чугунных и стальных отливок. Пользуясь усадочным метром, модельщик автоматически увеличивает размеры модели на величину линейной усадки соответствующего сплава.

Линейная усадка для различных литейных сплавов различна. Так, например линейная усадка серого чугуна наименьшая и составляет в среднем 1%, углеродистой стали 2% некоторых легированных сталей более 25, цветных сплавов 1,2 – 3%.

Для определения затрудненной литейной усадки отливают пробу с выступами, изображаемую на рис.5, а свободную линейную усадку определяют с помощью пробы в виде стержня без выступов с поперечным сечение 25*35 и длиной 300 мм /рис. 5б/.

Вывод: изучили влияние затруднённой литейной усадки на качество отливки и научились определять свободную линейную усадку сплавов с помощью скобы Киппа.