Особенности получения фасонных отливок из сплавов тугоплавких металлов

Особенности получения отливок из тугоплавких сплавов связаны с особенностями физических и технологических свойств сплавов.

1. Высокая температура заливки сплавов (2500-3500°С) требует применения высокоогнеупорных материалов. Лучше всего для изготовления литейных форм подходят графитовые материалы.

2. Высокая химическая активность сплавов в жидком состоянии.

3. Сравнительно невысокая жидкотекучесть сплавов.

4. Высокая стоимость металлов, которая на 2-3 порядка выше стоимости стали, что требует изготовления высокоточных форм с максимальным выходом годного.

5. Плохая обрабатываемость тугоплавких металлов и трудность использования стружки, что требует минимальных припусков на механическую обработку.

Плавка и заливка тугоплавких сплавов осуществляется в вакуумных плавильно-заливочных установках или в атмосфере инертных газов.

Наиболее широко применяют электродуговую гарнисажную плавку с расходуемым электродом. Расходуемый электрод для наиболее ответственных отливок или слитков целесообразно получать из штабиков, переплавленных в электроннолучевых печах (схема 2). Слив металла производится путём поворота тигля в формы, расположенные на центробежном столе.

Рис.

В качестве материала для форм используется графит, медные сплавы, молибден, вольфрам и их сплавы. Слив металла из тиглей в формы, расположенные на центробежном столе, осуществляется чаще всего путём поворота гарнисажного тигля. В качестве материала форм применяют графит различных марок. Для повышения стойкости форм на рабочую поверхность формы плазменным напылением наносят защитные покрытия из различных жаростойких материалов.

Для крупносерийного производства точных фасонных отливок из тугоплавких металлов применяют в основном углеродистые формы, полученные по выплавляемым моделям. Отливки простой конфигурации получают в формах с набивкой и прессованием. Для особо тугоплавких металлов применяют графитовые кокиля. Изготовление форм по выплавляемым моделям аналогично традиционному процессу. В качестве наполнителя суспензии применяют пылевидные фракции графита, а в качестве связующего применяют 40-50% растворы фурановых смол в этиловом спирте или других растворителях. Для отверждения суспензии в неё вводят различные катализаторы, например, контакт Петрова. Формование оболочки на выплавляемой модели осуществляется последовательными циклами, состоящими в окунании блока моделей в суспензию, обсыпке крупнозернистым порошком графита и подсушке блока. Модели обычно выплавляют в горячей воде. Затем производят прокалку при 1000-1200°С в нейтральной атмосфере или в вакуумной печи. С целью повышения прочности оболочки её пропитывают водно-ацетоновой эмульсией коллоидного графитового препарата или вводят в состав суспензии карбидообразующие порошки (титан). Для изготовления простых отливок применяют способ набивки и прессования. Смеси на основе графитовых или коксовых наполнителей фракцией 0,25-1,25 мм и коксующихся смол. Большое значение для качества отливок имеет плотность формы. Например, форма, изготовленная по выплавляемым моделям с плотным контактным слоем из коллоидного графита, но с пористой теплоизоляционной оболочкой обеспечивает качественную поверхность титановых отливок, но при литье более тугоплавких металлов (молибдена, ванадия, хрома, вольфрама) такая форма непригодна и, наоборот, формы из блочного графита даже с меньшей плотностью, но с высокой теплоаккумулирующей способностью более пригодна для Мо, Сr, W, и V.