Подготовка металла. С целью предупреждения в отливках отбела и уменьшения склонности к трещинам чаще всего увеличивают содержание углерода и особенно кремния. Однако следует помнить, что при содержании кремния выше 2,5 % и большой скорости затвердевания в чугуне обнаруживается силикокарбидная фаза, а при содержании кремния свыше 3,2 % жидкотекучесть сплава заметно падает. Приблизительный состав чугуна, используемый при литье в кокиль: С 3,6-3,7 %, Si 2,1-2,3%, Мn 0,4 0,5 %, Р до 0,1 %, S до 0,05 %.
Существенное влияние на предупреждение отбела оказывает модифицирование чугуна ФС75, С45, СКЗО, СК15, СК25.
Рекомендуемая литература [1, 2]
Тема 10 Технология литья в кокиль различных сплавов
План лекции
1. Литниковые системы при литье в кокиль.
2. Типы кокилей.
Литниковые системы. В практике наибольшее распространение получил верхний подвод металла. При этом стойкость кокилей в 2–3 раза выше, чем при сифонной заливке. Кроме того, обеспечивается направленное затвердевание отливок и сокращается расход металла на литники. В кокиле более всего изнашиваются зоны, образующие литниковую систему, и часть формы, на которую попадает первая порция металла. В связи с этим рекомендуется рассредоточенный подвод металла и плавное безударное заполнение формы. Целесообразно в форме выполнять две литниковые системы для поочередного использования каждой или предусматривать возможность перехода на новую. Отливки из СЧ получают в кокилях обычно без прибылей. Температура заливки чугуна в кокиль находится обычно в пределах 1280–1330 °С Рациональная литниковая система предохраняет кокиль от быстрого разогрева. Металл в кокиль подводится различными способами:
а) сверху через прибыль, б) снизу через стояк, в) сбоку через щелевой питатель- эта система улучшает питание отливки.
Рисунок 10.1 – Типы литниковых систем:
1 – стояк (прямой или змеевидный); 2 – вертикальный канал, 3 –вертикальный щелевой питатель; 4 – отливка, 5 – горизонтальная часть вертикального канала
В плоскости разъема кокилей с вертикальным разъемом находятся рабочая полость кокиля и литниковая система. Половины кокиля могут раскрываться, как книга. Такие кокили называются створчатыми. Половины кокиля крепят на валу, установленном на плите. Между собой половины кокиля стягиваются зажимами. Иногда половины кокиля при сборке и разборке перемещаются параллельно друг другу. Такие кокили называются кокилями с параллельным разъемом. В кокилях с вертикальным разъемом упрощается механизация раскрытия и скрепления половин, выбивка отливок, но затрудняется установка стержней вследствие неустойчивости их в вертикальном положении в одной из половин кокиля.
Кокили с горизонтальным разъемом применяют для изготовления крупных отливок. Нижняя половина кокиля неподвижная, верхняя подвижная кокили открывают так же, как кокили со створчатым и параллельным разъемом Литниковую систему выполняют чаще всего в стержне. В такие кокили удобно ставить стержни, поэтому их применяют для крупных отливок с большим внутренними полостями.
Кокили с комбинированными разъемами применяют для сложных отливок. Они состоят из четырех металлических частей и двух песчаных. При разборке вначале снимают верхнюю часть кокиля (горизонтальный разъем) затем раздвигают боковые части, отливка вместе с песчаным стержнем остается на плите.
Приведенная классификация кокилей сделана только с учетом конфигурации отливки и функции формообразования кокиля. Анализ работ кокиля показывает, что при заливке металла рабочая поверхность кокиля быстро разогревается и стремится расшириться, в то время как внутренняя часть кокиля остается холодной и препятствует этому.
Прогретый рабочий слой кокиля оказывается сжатым, при охлаждении растянутым. Если возникшие напряжения превысят предел упругости материала кокиля, то он начинает растрескиваться, что снимает напряжения. Возникновение больших напряжений можно предотвратить искусственным расчленением кокиля при изготовлении из нескольких элементов, т.е. методом, подобным снятию напряжений при растрескивании кокиля при эксплуатации. Сборный кокиль обычно состоит из корпуса и сменных вставок.
С целью дальнейшего снижения трудоемкости изготовления кокилей предложено собирать их из нормализованных элементов. Различные комбинации этих элементов позволяют изготовлять кокили для разнообразных отливок. В отличие от цельного кокиля такой кокиль обладает некоторой податливостью и газопроницаемостью. Такие кокили позволяют использовать этот вид литья с высокой экономической эффективностью даже в мелкосерийном производстве.
Рисунок 10.2 – Кокиль из нормализованных элементов
Чем меньше размер нормализованных элементов, соприкасающихся с заливаемым металлом, тем меньше величина напряжений в них. Больше всего этому условию удовлетворяют проволочные элементы – «иглы» 1-4 мм.
Рисунок 10.3 – Игольчатый кокиль
А.И. Вейник считает, что кокильное литье, в отличие от почти не регулируемой по тепловому режиму песчано-глинистой формы, дает широкие возможности для управления тепловым режимом кристаллизации и охлаждения отливки.
Быстрое охлаждение отливок происходит в кокилях, из теплопроводных материалов и в кокилях, не имеющих значительного теплоизоляционного покрытия, Водоохлаждаемый алюминиевый кокиль настолько быстро охлаждается, что сталь не успевает заполнить его. Поэтому внутреннюю полость алюминиевого кокиля анодируют, что предотвращает растворение алюминия в жидкой стали.
Если охлаждение отливки необходимо замедлить, то на внутреннюю поверхность кокиля наносят слой облицовки толщиной примерно 4 мм, состоящей чаще всего из песка и связующего – пульвербакелита, который разупрочняется после заливки металла.
Приведенная классификация кокиля не является полной, но и она достаточно хорошо показывает многообразие кокилей и их широкие возможности.
Достарыңызбен бөлісу: |