Бураков (550672), страница 45
Текст из файла (страница 45)
ЭКСПЛУАТАЦИЯ КОКИЛЕЙ Термический режим. В аналитические формулы, описывающие условия охлаждения и, следовательно, формирования свойств отливки, входит начальная температура кокнля Та„(см. гл. 11). Значит необходима организация такого режима литья, при кото- Энсилуатаяия кокилсй 1 Рнс. та. График зависимости стойкости к чугунного кокнлн от частоты 000 р заливки (числа заливов в част в него металла 000 00 ж 00 00 р ром обеспечивается потребное значение Т,„. Величина Т,„зависит от многих факторов и, прежде всего, от природы сплава. Поэтому рекомендации по выбору Твн для конкретных сплавов указаны в третьем разделе. При анализе напряженного состояния кокилей (см.
гл, Ч) отмечалось, что с увеличением Т„уменьшаются остаточные напряжения в кокилях из упруго-пластичных материалов. Отмечалось также, что при перегреве кокиля интенсифицируются многие процессы (обезуглероживание, коррозия, насыщение серой, рост и др.), приводящие кокиль к разрушению; именно это учтено при выводе формулы (132) для определения толщин вставок кокилей. Входящая в эту формулу температура поверхности формы Т„,„ не должна превышать определенной величины (зависящей от материала кокиля); для чугуна',Т,„м„< 920, для ,'алюминия Тн „и„< < 600 — 650 К (гл.
у'1). Но из формул гл. 1! следует, что Т„ связана с Т„. Следовательно, начальная), температура формы является важным фактором ее стойкости. Итак, организация термического цикла кокиля должна быть подчинена задаче обеспечения определенного значения Т,ч. Здесь возможны варианты; выбор режима охлаждения (нагрева) кокиля при заданном темпе заливки в кокиль или обеспечение определенного режима заливки при существующей системе охлаждения (нагрева) формы.
На основании изложенного нетрудно предугадать, что нарушение темпа заливки как в сторону уменьшения, так и увеличения приводит к снижению стойкости кокилей. Это положение хорошо известно в практике литья и иллюстрируется примером, показанным на рис. 78. К этому надо добавить, что при двусменной эксплуатации стойкость вьппе, чем при односменной. Инженерные решения систем принудительного охлаждения кокилей описаны в гл. 7111, где рассмотрены основы конструирования кокилей, Дополнительные примеры таких систем даны при обсуждении технологии получения отливок из конкретных сплавов (см, третий раздел).
Здесь же укажем на необходимость подогрева кокилей перед первой (после длительного перерыва) 'заливкой и, в ряде случаев, кутепления» кокилей при литье тонкостенных деталей. Выбор параметров систем охлаждения (нагрева) кокилей может быть осуществлен с помощью расчетного аппарата гл. П й06 Иогомоолгниг и акоплуаптаиип кокимй Рис. 7В. Устройство дли нагрева кокилей: ! — кокила; 2 и 3 — труби подвода гана и воздуха; 4 и б — «сопла»; б и 7 — вентили и в особых (частных) случаях — на базе специальных работ по литейной теплофизике !3, 6, 18 — 24 и др 1.
Примеры устройств для нагрева и охлаждения. На рис. 79 приведена схема устройства для нагрева кокилей газом. Подача газа и воздуха регулируется вентилями б и 7. Число сопл определяется габаритными размерами кокиля 1. Нагрев осуществляется за 5 — 7 мин. Схема кокнля с «утепленнем> показана на рнс. 80. При наружной тепловой изоляции кокиля уменьшается опасность„его переохлаждения. Аналогичная цель в двухслойных кокилях достигается с помощью зазора между рабочей стенкой и корпусом (см. гл. Х). Нагрев кокилей при вводе в работу необходимо вести медленно.
Следует избегать нагрева заливкой металла. Если же такой нагрев оказывается единственно возможным, то рабочую полость кокиля перед заливкой надо обмазать смесью машинного масла и графита. Особенно отрицательно сказывается на стойкости формы заливка в холодный неокрашенный кокиль. Нанесение покрытий. Значение и свойства покрытий подробно рассмотрены в гл. 'т71, Дополнительные сведения о конкретныхсоставах для различных сплавовсодержатся в третьем разделе.
Здесь же необходимо подчеркнуть, что теплозащитные покрытия следует своевременно восстанавливать. В последние годы достигнут некоторый прогресс в автоматизации процесса нанесения вот Зксплуаптайия кокиляй Рис. 80. Скеиа «окиля с ттаруцной тепловой изоляцией: Ь Р вЂ” рабочие стоики коккля; Л -- рабочая полость; Л вЂ” тепловаи изоляции разовых покрытий. Соответствующие меха- 3 низмы и устройства рассмотрены в четвертом р азделе. Важным моментом эксплуатации кокиля является очистка его рабочей поверхности от изношенного покрытия (разового и многоразового использования, гл.
Ч1). Вопросы очистки формы интересуют многих ученых 140, !66 и др. ). Интересен опыт применения беспыльного дробеметного аппарата ГИЛ-2А для очистки кокилей (401. На стойкость покрытий заметно влияют шлаки. Быстрое разрушение наблюдается при рафинировании чугуна криолитом. Поэтому перед заливкой необходимо тщательно снимать с ковша шлак. Ремонт кокилей. Система организации ремонта кокилей зависит от их сложности и условий производства. Ее следует разрабатывать применительно к конкретным условиям, но всегда необходимо предусматривать планово-предупредительный ремонт. Мелкие трещины или небольшие повреждения рабочих стенок можно ремонтировать с помощью пасты следующего состава, о4 по массе: 60 пылевидного кварца; ЗО огнеупорной глины; 9,5 жидкого стекла; 0,5 марганцевокислого калия и воды до плотности 1,42 — 1,50 г1смз. Наиболее популярный и доступный способ ремонта кокилей— заварка дефектов и наплавка.
При этом явное преимущество стальных кокилей; процесс их ремонта сваркой прост, требуется лишь тщательная подготовка мест заварки. Путем наплавки стальным рабочим стенкам можно придавать особые свойства (см. гл. 1Х). Существующие способы ремонта сваркой (кроме сварки в нагретом состоянии) чугунных кокилсй не обеспечивают получения однородного по структуре и свойствам слоя наплавлен ного металла. Между тем, требование получения в шве чугуна однородной структуры без отбела и с оптимальными свойствами является обязательным условием, так как наплавленный металл в них не только должен подвергаться последующей обработке резанием, но и обладать свойством чугунных кокилей. Одним из перспективных способов получения высококачественного сварного соединения для ремонта кокилей является электродуговая сварка чугунными электродами со специальной 208 Иоготоелекие и экопеуатаиия кокилей титано-графито-кремнистой обмазкой с подогревом до 570 — 670 К (А.
с. Хэ 210982). Установлено, что наплавленный металл, содержащий 0,8% Т! (15 ого ферротитана в покрытии), обладает практически вдвое большей термической выносливостью, чем основной металл, имеет мелкозернистую, плотную перлитную структуру и легко обрабатывается обычным режущим инструментом. Перед восстановлением отработанных кокилей с поверхности дефектных мест следует снимать окисленный слой металла.
Глава Х СПЕЦИАЛЬНЫЕ ВИДЫ КОКИЛЕЙ Е ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ В последние годы предложены оригинальные технические решения, позволяющие повысить стойкость, обеспечить податливость и газопроницаемость кокиля, упростить технологию его изготовления, а также создать особые условия охлаждения и, следовательно, формирования отливки. Такого рода предложения могут быть обобщены понятием специальные виды кокилей.
Кокили специальных видов находят применение для производства в основном особых отливок в условиях мелкосерийного производства, а такая нх разновидность как двухслойные и при массовом производстве. При создании специальных кокилей руководствовались идеей расчленения стенки формы на элементы. Напряжения и деформации при расчленин стенки кокиля. Из механики деформируемого тела известно, что термические напряжения в нагреваемом теле являются следствием нереализованной термической деформации. Ограничения на термическую деформацию волокон рабочей поверхности кокиля накладывают менее нагретые участки, находящиеся вне рабочей зоны формы (обрамление, коробка жидкостного охлаждения и т.
п.), скрепляющие форму устройства (зажимы, кокнльная машина) и менее нагретые слои рабочей стенки. Сложность напряженного состояния рабочей части кокиля предопределяет различные пути ее разгрузки. Один путь заключается, например, в раскреплении разъемных кокилей сразу же после окончания заливки. Однако радикальное решение дает расчленение рабочей стенки — поперечное, продольное и комбинированное (25). При поперечном расчленении температурное поле по всем направлениям вдоль стенки кокнля становится более однородным.
Следовательно, каждый элемент площадью Г, испытывает меньшее ограничение термической деформации со стороны соседних частей формы. Кроме того, вследствие зазоров между элементами термическая деформация вдоль стенки свободна. Ясно, что чем меньше Ро тем больше разгрузка. В предельном случае величина термических напряжений при поперечном расчленении пропорциональна только градиенту температур по толщине стенки кокиля. При продольном расчленении стенки разобщаются более и менее нагретые слои.
Следовательно, в рассматринаемом случае уменьшаются температурные напряжения, связанные с температурным градиентом. Кроме того, в некоторых кокилях снимаются ограничения с температурных деформаций вдоль стенки. В качестве примера здесь могут быть названы цилиндрические кокилн Снециалвные виды квкилед 210 с вставным вкладышем, который имеет, по крайней мере, один свободный торец. Из предыдущего ясно, что наиболее полную разгрузку элемента стенки кокиля можно осуществить путем поперечного и продольного расчленения, т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
