Особенности литья в кокиль различных сплавов

Стальное литье. Сталь имеет низкие литейные свойства, что осложняет технологический процесс. Основное требование – питание отливки. Отливка должна быть простой конфигурации, равностенной. Прибыли следует выполнять в песчаных стержнях для лучшего питания. Обычно отливают углеродистые стали, содержащие 0,2...0,5 % углерода, реже – легированные стали.

Чугунное литье. Серые чугуны обладают хорошими литейными свойствами: высокой жидкотекучестью, малыми усадкой и склонностью к образованию пористости и усадочных дефектов. Все это позволяет широко применять чугуны при литье в кокиль.

Практически для получения отливок литьем в кокиль применяют все виды чугунов – серых, белых, половинчатых и высокопрочных с шаровидным графитом.

Литье медных сплавов. Все медные сплавы (бронза, латунь) и чистая медь имеют большую усадку (до 2,5 %), что приводит при отсутствии податливости металлической формы к образованию трещин. Медные сплавы при плавке интенсивно растворяют в себе кислород, что вызывает образование оксидных плен. Попадая в отливку, плены снижают механические свойства металла. В состав огнеупорных покрытий при заливке медных сплавов вводят углеродо-содержащие добавки (масла, графит, смолы), которые, разлагаясь при нагреве, создают в форме восстановительную атмосферу, предотвращающую окисление.

Литье магниевых сплавов. Сплавы имеют пониженную жидкотекучесть и сравнительно большую (до 1,5 %) усадку. Пониженная жидкотекучесть вызывает необходимость заливать их при повышенной температуре, что, в свою очередь, приводит к сильному окислению сплава и самовозгоранию. Оксиды попадают в отливку и снижают ее механические свойства. Перегрев сплава также приводит к увеличению зерна в структуре. Для снижения окисления применяют расширяющуюся литниковую систему с прибылями, выполненными в стержневых или асбестовых вставках при рассредоточенных питателях. Для предупреждения загорания сплава поверхности кокиля и литниковой системы покрывают серным цветом.

Литье алюминиевых сплавов. Алюминиевые сплавы имеют относительно низкую температуру плавления (около 600 °С), хорошую жидкотекучесть и способность модифицироваться при быстрой кристаллизации. Эти качества привели к тому, что большинство машиностроительных деталей из алюминиевых сплавов отливается в кокиле. Используют толстостенные кокили с высокой стойкостью и большой тепловой инерцией: после нагрева до рабочей температуры они медленно охлаждаются, что позволяет с большой точностью поддерживать тепловой режим и получать тонкостенные отливки. Для алюминиевых сплавов применяют, как правило, расширяющуюся литниковую систему всех пяти типов (см. рис. 5.3). К сожалению, все алюминиевые сплавы в жидком состоянии интенсивно растворяют газы, которые при остывании металла выделяются из раствора, образуя газовые и газоусадочные дефекты.

Дефекты отливок

При литье в кокиль наиболее часто встречаются следующие дефекты отливок: раковины, шлаковые включения, трещины и др.

Воздушные раковины образуются при захвате металлом воздуха вследствие неправильной конструкции литниковой системы или скопления воздуха в отдельных местах формы.

Газовые раковины являются следствием большого количества газов, растворенных в расплавленном металле, высокой газотвор-ности облицовки, краски и стержней, а также конструктивных недостатков кокиля.

Коробление отливок вызывается внутренними напряжениями, возникающими при неравномерном охлаждении и усадке отдельных частей отливки.

Недолив образуется вследствие частичного незаполнения металлом полости кокиля из-за плохой ее вентиляции, низкой температуры заливаемого металла, нерациональной конструкции литниковой системы.

Усадочные раковины являются результатом неправильного расположения прибылей, высокой температуры заливки металла, неудачной конструкция отливки.

Шлаковые включения попадает в отливку из ковша или появляются в результате окисления металла при плавке и заливке.

Засоры наблюдаются при недостаточной прочности разовых стержней или отслаивания облицовки.

Трещины образуются из-за недостаточной податливости материала формы при усадке металла отливки.