- •Раздел III литейное производство
- •Глава I Изготовление литейных форм
- •§ 1. Основные положения по конструированию литых деталей
- •§ 2. Литейные сплавы и их свойства.
- •§ 3. Модельный комплект и принципы его изготовления.
- •§ 4. Формовочные и стержневые материалы.
- •§ 5. Подготовка формовочных и стержневых
- •Глава II
- •§ 3. Машинная формовка литейных форм.
- •§ 4. Изготовление стержней.
- •§ 5. Сушка форм и стержней.
- •§ 6. Литниковая система.
- •Глава III Заливка форм, выбивка и очистка литья.
- •§ 1. Заливка форм металлом.
- •§ 2. Выбивка опок.
- •§ 3. Очистка и обрубка литья.
- •Глава IV Производство отливок из чугуна.
- •§ 1. Особенности изготовления форм для чугунного
- •§ 2. Плавка чугуна.
- •Глава V Производство отливок из стали
- •§ 1. Стали для производства отливок.
- •§ 2. Особенности изготовления форм.
- •§ 3. Разливка стали.
- •Глава VI
- •§ 1. Цветные сплавы применяемые для литья.
- •§ 2. Особенности изготовления форм для цветных сплавов.
- •§ 3. Плавка цветных металлов.
- •Глава VII Специальные виды литья.
- •§ 1. Классификация специальных видов литья.
- •§ 2. Литьё точных отливок в разовые формы.
- •§ 3. Литьё в полупостоянные формы.
- •§ 4. Литьё в металлические формы.
§ 3. Машинная формовка литейных форм.
Машинная формовка позволяет резко увеличить производительность труда, сократить площади литейных цехов, получать более точные отливки, уменьшить брак и значительно повысить культуру труда.
При машинной формовке большое значение приобретает модельная оснастка. Обычно машинную формовку производят по металлическим моделям, установленным на модельные плиты, которые делают универсальными.
Основные типы формовочных машин:
ручные формовочные станки, механизирующие только операции удаления моделей из формы. Их применяют для изготовления небольших форм;
прессовые формовочные машины с верхним и нижним прессованием; механизирующие процесс уплотнения формовочной смеси при помощи гидравлического или пневматического механизма;
встряхивающие формовочные машины, уплотняющие формовочную смесь;
пескометные формовочные машины. Наполняющие и уплотняющие формовочную смесь, служащие для изготовления больших форм и крупных стержней.
§ 4. Изготовление стержней.
Изготовление песчано-масляного стержня состоит из следующих операций:
формовки сырого стержня;
сушки;
отделки и окраски сухого стержня.
Если стержень изготавливают из двух или нескольких частей, то после сушки их склеивают. Для создания необходимой прочности в стержне заформовывают арматурные каркасы, изготовленные из стальной проволоки или литого чугуна.
Для вентилирования стержня создаются искусственные вентиляционные каналы. Такие каналы получают накалыванием стержня иглой; заформовыванием железных прутков, различных шнуров, восковых стержней (для криволинейных каналов), которые затем извлекают или выплавляют во время сушки.
Изготовление простого стержня цилиндрической формы ручным способом производится в стержневых деревянных или металлических ящиках.
Машинное изготовление стержней осуществляется на стержневых машинах: мундштучных, встряхивающих, пескодувных и пескострельных.
§ 5. Сушка форм и стержней.
Значительное количество форм и почти все стержни подвергаются сушке для увеличения газопроницаемости и прочности. При этом из форм и стержней удаляется влага, частично или полностью выгорают органические примеси, окисляются различные связующие.
Температура и продолжительность сушки зависит от размера форм и стержней, массы и хим. состава материалов.
Оптимальная температура для сушки форм для чугунного и цветного литья – 350…400ºС, для стального – 400…450ºС.
Стержни в которых в качестве крепителей применены декстрин и сульфитная барда, сушат при 160…180ºС, стержни на масле – при 200…220ºС, на глине – при 300…350ºС.
Сушильные печи для форм и стержней могут быть непрерывного действия, стационарные и переносные. В настоящее время применяют сушку инфракрасными лучами.
Прогрессивным способом является изготовление стержней и литейных форм из быстросохнущих смесей на жидком стекле. Сушка или химическое твердение их достигается продувкой углекислым газом.
§ 6. Литниковая система.
Жидкий металл поступает в полость формы через литниковую систему, которая должна обеспечивать непрерывную, равномерную и спокойную подачу жидкого металла в форму, а также питание отливки жидким металлом во время затвердевания и усадки.
Вместе с тем литниковая система должна задерживать попадающие в форму шлак, песок и др. неметаллические включения, предотвращать разрушение формы от действия струи металла.
Структура литниковой системы зависит от физических свойств заливаемого в форму металла. Она обычно состоит из следующих элементов: литниковой чаши 1, стояка 2, шлакоуловителя 3, и питателей 4.
Рис. Литниковая система.
Литниковая чаша служит для уменьшения удара струи металла и отделения шлака, для чего в чашу часто вставляют сетку. Стояк располагается вертикально и имеет форму усечённого конуса с сужением книзу. Шлакоуловители служат для улавливания шлака, их формуют в верхней опоке. Питатели, подводящие металл в полость формы, выполняют в виде щели. Количество питателей и их расположение зависят от конфигурации отливаемых деталей.
Для стальных деталей, кроме перечисленных элементов, литниковая система имеет выпоры и прибыли. Выпор предусматривают для удаления газа из формы, а прибыль – для предупреждения усадочных раковин.
Обеспечивая получение качественной отливки, литниковая система в то же время должна иметь наименьший объём, занимать мало места на модельной плите и не осложнять процесса формовки.
Размеры литниковой системы определяют по площади поперечного сечения питателей, через которые металл непосредственно поступает в форму.
Продолжительность заполнения формы зависит от сечения питателей и определяется по эмпирической формуле:
,сек где
- толщина стенок отливки, см
- масса отливки, кг.
На размеры сечения питателей влияют толщина стенки, очертания, габариты и масса отливки. Для крупных отливок, сечение питателей должно быть больше, чем для мелких. Каналы не должны быть слишком длинными. Во время заливки металл густеет, теряет текучесть, что приводит к браку по недоливу, спаям и заворотам на отливке. Большое сечение каналов литниковой системы приводит не только к перерасходу металла, но и к обвалу формы, особенно в верхней части.
Суммарное сечение питателей можно определить по формуле:
, где
- масса жидкого металла, протекающая через литниковую систему;
- время заливки;
- удельная скорость заливки, определяемая опытным путём.
Размеры остальных элементов литниковой системы рассчитываются в зависимости от размеров питателей. Например, для среднего и крупного литья можно применить соотношение: