Процесс затвердевания отливок. Объемное и последовательное затвердевание.
Процессы, протекающие при затвердевании отливок: теплопередача, появление и рост кристаллов, диффузионные явления, конвекционный массоперенос, перемещение изолированных кристаллов в расплаве, сокращение линейных размеров отливки.
Последовательное затвердевание:
Слой затвердевшего Ме («твердая корка») строго последовательно нарастает от поверхности до центра сечения отливки. Поверхность фронта затвердевания, т.е. поверхность тв Ме, граничащая с расплавом, как правило, макроскопически гладкая. Такой характер затвердевания отливок из «безынтервальных» сплавов наблюдается и в песчаных формах. Особенности: очень быстрое исчезновение перегрева расплава по сравнению с общим временем затвердевания, практически отсутствует градиент Т-ры в жидком расплаве, после начала процесса, когда появился твердый слой, Т-ра всей жидкости сохраняется на уровне температуры кристаллизации.
Объемное затвердевание:
Особенности: появляется двухфазная переходная область, определяемая положением изотерм ликвидуса и солидуса сплава. Возникновение этой области меняет характер затвердевания отливки. Если двухфазная область распространяется на все сечение отливки, затвердевание становится полностью объемным, и кристаллизация сплава происходит в любой точке сечения отливки. Это обстоятельство играет важную роль в проявлении объемной усадки отливок, в образовании макроструктуры и в результате сказывается на уровне механических и других свойств сплавов в отливках.
Литниковые системы. Назначение, устройство, типы литниковых систем. Движение частиц в шлакоуловителе.
ЛПС — система каналов и полостей в форме, которые организуют плавное, бездефектное и направленное затвердевание отливки. Литниковая система состоит из воронки (литниковой чаши), стояка, коллектора (шлакоуловителя), питателей и выпора.
После затвердевания расплава Ме литниковая система обрубается и идёт на переплав.
Требования: заполнение формы в оптимальное время; подвод Ме в полость формы с мин линейной скоростью; возможно меньший расход расплава на литниковую систему; очистка расплава от неметаллических включений; не должна затруднять линейную усадку отливок; создание рационального режима затвердевания и остывания отливки; должна занимать мало места в форме. Классификация: 1) по гидродинамическому признаку (сужающиеся, расширяющиеся); 2) по направлению истечения расплава в полость формы (верхние, горизонтальные, вертикальные, вертикально-щелевые, нижние, ярусные). Сужающаяся система Fст › Fшл › Fпит. Расширяющаяся система Fст ‹ Fшл ‹ Fпит
Шлакоуловитель — элемент литниковой системы для задержания шлака и засоров и подачи расплавленного металла из стояка к питателям.
Формовочные и стержневые смеси. Классификация и свойства смесей.
Классифик форм смесей: по хар-ру исп в лит форме (единые, облицовочные, наполнительные), по способу составления (синтетические, естественные), по состоянию формы перед заливкой (смеси для форм, заливаемых в сыром состоянии, заливаемых в сухом состоянии), по роду заливаемого сплава (д/стали,чугуна, цвет сплавов), по физ состоянию (сыпучие, пластичные, жидкие), по способу упрочнения (не упрочняемые, упрочняемые теплом, хим упрочняемые). Св-ва форм смесей: общие (минералогический состав песков и глин, влажность смеси), технологические (прочность, текучесть, пластичность, гигроскопичность, прилипаемость, осыпаемость, живучесть, долговечность, сыпучесть, комкуемость), рабочие (газотворность, газопроницаемость, термохимическая устойчивость, податливость, выбиваемость).
Классифик стержн смесей: холоднотвердеющие, упрочняемые нагревом (твердеющ в сушилках, в оснастке). Св-ва стержн смесей: прочность, осыпаемость, пластичность, податливость (способность сокращаться в V под действ усадки сплава), непригарность, негигроскопичность, долговечность.