23

Міністерство освіти і науки України

Сумський державний університет

Методичні вказівки

ДО ВИКОНАННЯ ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ

НА ТЕМУ "ЛИВАРНЕ ВИРОБНИЦТВО"

З КУРСУ "ТЕХНОЛОГІЯ КОНСТРУКЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ І МАТЕРІАЛОЗНАВСТВО"

для студентів машинобудівних спеціальностей

всіх форм навчання

Суми

Вид-во СумДУ

2007

Методичні вказівки до виконання лабораторної роботи на тему "Ливарне виробництво" з курсу "Технологія конструкційних матеріалів і матеріалознавство" / Укладач: С.В.Марченко – Суми: Вид-во СумДУ, 2007.– 30с.

Кафедра «Прикладне матеріалознавство і ткм»

1 Мета роботи

1.1 Ознайомитися з основами ливарного виробництва.

1.2 Вивчити процес виготовлення разової ливарної форми.

2 Устаткування, прилади і матеріали

2.1 Змішувальні бігуни.

2.2 Модельно-опоковий комплект.

2.3 Лабораторний формувальний стіл.

2.4 Піч для розплавлення парафіну або легкоплавкого металу.

2.5 Опоки, сито, інструмент для виготовлення ливарної форми.

2.6 Кварцовий пісок, глина (бентоніт), вода для приготування формової суміші.

2.7 Парафін (стеарин) або легкоплавкий метал для заливання форми.

3 Основні засади

3.1 Ливарне виробництво

Це процес отримання виробів шляхом заповнення рідким матеріалом порожнини форми, що має конфігурацію необхідної деталі. Після кристалізації і охолодження металу у формі отримуємо виливок (лита деталь або заготівка), що витягується потім з форми і піддається подальшій обробці.

Основною задачею ливарного виробництва є виготовлення з ливарних сплавів виливків, з формою і розмірами максимально наближеними до форми і розмірів готової деталі. Операції механічної обробки виливка мають бути зведені до мінімуму.

3.2 Ливарні сплави

У сучасній техніці використовують литі деталі з багатьох сплавів:

- сірий чавун (64 % від маси всіх виливків);

- вуглецева сталь (16,6 %);

- легована сталь (6,7 %);

- кольорові метали і сплави (4,2 %).

Ливарним сплавам притаманні властивості (див. табл. 1).

Рідкоплавкість  - здатність розплаву вільно текти в ливарній формі, заповнюючи її, і точно сприймати всі контури. Рідкоплавкість залежить від температури і складу сплаву;

Усадка – властивість металів і сплавів зменшувати об'єм при охолоджуванні в розплавленому стані, в процесі затвердіння і в затверділому стані. Залежить від хімічного складу сплаву, температури заливки, конфігурації виливка.

Таблиця 1 - Основні властивості ливарних сплавів

Ливарні сплави	Щільність, г/см3	Лінійна усадка сплаву (середні значення), %	Температура, °С		Орієнтовна твердість за Брінеллем, НВ
			плавлення	заливання до ливарної форми
Сірий чавун	7,1...7,3	0,9...1,3	1150...1260	1260...1400	143...283
Білий чавун	7,4 ...7,7	1,5...2,0	1150...1260	1240...1300	300...700
Ковкий чавун	7,2 ...7,4	1,4 ...1,7	1150...1350	1380...1450	100...320
Високоміцний чавун	7,1...7,2	0,5...1,0	1150...1260	1280...1400	140...369
Сталь ливарна вуглецева	7,8	2,0	1420...1520	1500...1600	149...169
Бронза	8,6	1,5	1000...1050	1100...1150	100
Латунь	8,6	1,5	900...1050	1000...1100	80
Алюмінієві стопи	2,5...2,83	0,5...1,40	610...660	700...780	40...100
Магнієві стопи	1,8...1,83	1,0...1,5	100...650	680...780	30...65

Розрізняють об'ємну і лінійну усадку. Об'ємна впливає на появу усадкових раковин, лінійна визначає розмірну точність одержаних виливків.

Лінійна усадка становить: для сірого чавуну – 0,8...1,3%; для вуглецевих сталей – 2...2,4%; для алюмінієвих сплавів – 0,9...1,45%; для мідних сплавів – 1,4...2,3%.

Газовбирання – здатність ливарних сплавів в розплавленому стані розчиняти водень, азот, кисень і інші гази.

Ліквація – неоднорідність хімічного складу сплаву в різних частинах виливка через різну розчинність окремих компонентів сплаву в його твердій і рідкій фазах.

Розрізняють ліквацію зональну, коли різні частини виливка мають різний хімічний склад, і дендритну - коли хімічна неоднорідність спостерігається в кожному зерні.