3.1.3. Равномерный симметричный подвод в тонкостенные части и направленное затвердевание массивных узлов отливки

Весьма часто встречаются детали, представляющие собой сочетание сравни­тельно тонкостенных частей переменного сечения и большой протяжен-ности и отдельных массивных узлов. Для отливок такого типа можно также рекомендо­вать симметричный равномерный подвод металла несколькими питателями в тонкостенные части при одновременном принятии мер к направ-ленному затвер­деванию и надлежащему питанию массивных узлов.

Последнее обеспечивается различными технологическими приемами, на­пример расположением более толстых сечений над более тонкими, устройством прибылей, установкой кокилей и внутренних холодильников, дополнительным подводом металла в более массивные части или прибыли и заливкой горячего металла непосредственно из ковша в верхние части прибылей.

Основной подвод металла в тонкостен­ные части обеспечивает уменьшение на­пряжений и трещин, возникающих в этих частях вследствие их неоднородности по толщине, а также уменьшает разницу в ско­ростях охлаждения между этими тонко­стенными частями и более массивными уз­лами. В качестве примера можно привести изготовление стальной отливки лапы чугуновоза массой около 3 т (рис. 3.4). Металл подводится большим числом питателей равномерно со всех сторон в тонкие части отливки. Над массивной втулкой преду­смотрена прибыль. В местных утолщениях закладываются внутренние холодильники, а около некоторых утолщений ставятся на­ружные кокили.

Рис. 3.4. Схема подвода металла к стальной отливке лапы чугуновоза: 1 – стояк; 2 – шлакоуловитель; 3 – питатели

3.2. Выбор уровня подвода металла

Металл можно подводить сверху, снизу, на некоторой высоте снизу (на по­ловине высоты) и на нескольких уровнях. При выборе уровней подвода металла необходимо учитывать как общие условия, от которых зависит получение каче­ственных отливок, так и особенности изготовления данной отливки.

3.2.1. Условия, обеспечивающие получение плотных отливок Условия, обеспечивающие направленное затвердевание

Для толстостенных отливок обычно требуется направленное затвердевание (снизу вверх). Если при этом нет угрозы образования трещин вследствие боль­шой неоднородности отливки по толщине стенок, то подвод сверху, усиливая эффект направленного затвердевания, обеспечивает получение плотных отли­вок, отсутствие межкристаллитных усадочных раковин и рыхлости, уменьше-ние усадочной раковины в прибыли, уменьшение объема прибылей. Как указы-вает Ю. А. Нехендзи, в тонкостенных стальных отливках при подводе сверху «обра­зующиеся межкристаллитные усадочные раковины и рыхлость могут не полу­чить надлежащего питания из верхних зон отливки».

При подводе снизу условия питания оказываются более благоприятными, в особенности в случае применения боковых прибылей, обыкновенных либо со сверхатмосферным давлением. Максимальная толщина стенок, до которой под­вод снизу обеспечивает получение более плотных отливок, зависит от состава и температуры стали. Эта максимальная, «критическая», по определению Ю. А. Нехендзи, толщина стенки для стали равна приближенно 50 мм.

Несомненно, повышенная жидкотекучесть и высокий перегрев стали созда­ют и при меньшей толщине стенок благоприятные условия для получения более плотных отливок при подводе металла сверху.

Практика показала, что чугунные отливки со сравнительно небольшой тол­щиной стенок получаются плотными, без усадочных раковин и рыхлости, с небольшими прибылями при подводе металла сверху через большое число питателей (дождевыми литниками). Такой подвод вполне оправдал себя при изготовлении отливок барабанов чесальных машин, имеющих высоту более 1 м и толщину стенки 16–20 мм.