Бураков (550672), страница 51
Текст из файла (страница 51)
Литье серово куврмо Рис. 102. График дл» определения Г, к аакиси. мости от толщиим стеики отликки 2Ха бал к 1000 Для определения площади сечения других элементов литниковой системы рекомендуются следующие соотношения (52 ): 1550 1500 4. ПОДГОТОВКА КОКПЛЯ Как видно из формул (4) и (4'), возможности управления скоростью затвердевания и, следовательно, формирования свойств отливки заложены в выборе начальной температуры кокиля, свойств и толщины покрытия формы, т. е. в осуществлении мероприятий по подготовке формы к очередной заливке.
В зависимости от химического состава чугуна цементит в отливке образуется при скоростях затвердевания 5 — 2 мм?с. Изменение и с 5 до 2 мм1с приводит к увеличению размеров зерен цементита с 4 до 20 мкм. Из экспериментальных данных, приведенных на рис. 103, следует, что с повышением Та„вплоть до ?20 К глубина отбела заметно уменьшается. При этом уменьшается также перепад 10 ЗО 50 70 50 1002дкял л'и л" лк ° л'ст = 1: 1,15; 1,25, где 5',„— площадь сечения литиикового хОда; Ä— пЛОщадь сечения стояка. В заключение рассмотрим некоторые практические данные.
Для отливок из серого чугуна скорость подъема металла в кокиле должна быть не менее 10 мы~с при толщине стенки отливки до 1О мм. По опыту производства тонкостенных отливок массой 15 — 30 кг в кокилях с вертикальным разъемом на заводе «Водо- прибор» (г. Москва) рекомендуются питатели, рассчитанные по условию: 1 см' — на 4,5 — 5,0 кг массы отливки. По данным этого же завода, заполняемость формы и качество отливок заметно улучшаются применением обычного зумпфа глубиной 45 мм или шаровидного диаметром 50 мм. Температура заливки Т„, чугуна в кокиль находится обычно в пределах 1280 — 1330' С, С повышением Т,„, стойкость кокилей падает.
Поэтому в исключительных случаях (для получения отливок сложной геометрической формы) Т„, увеличивают до 1360' С. Для выбора Т,„, рекомендуется график, показанный на рис, 102. В ряде работ выявлены многие «тонкости> влияния элементов литниковой системы на качество отливок. Так отмечается, что литниковые системы, обеспечивающие ламинарный поток чугуна при минимальной продолжительности, способствуют уменьшению отбела (!?11. 57адвалчавка кадила кум грев ггн К ооо 155 ойй ,1гО 55О Ооо 550 550 5 !5 25 55 О5Рлр мм Рис. 104.
График для выбора начальной температуры чокиля я ааяиснмости от принс. денной толщины степан оганяна Я пр гя Рис. 1ОЗ. Влияние начальной температуры «окиля Т и иа глубину отвела а отливки н перепад температуры ОТ, по толщине стенки косила температур ЬТа по толщине стенки формы (расчетные данные), что является положительным фактором с точки зрения стойкости кокилей. Влияние Т,„на жидкотекучесть и усадку металла рассматривалось ранее.
При заливке чугуна в неподогретый кокиль в отливке могут образовываться подкорковые газовые раковины. Это объясняется тем, что на поверхности холодной формы адсорбируются пары воды. Если холодный кокпль перед заливкой обтереть керосином или машинным маслом, то эти дефекты не возникают. При Ти, более 770 К не исключено появление в отливках газовой пористости. Для выбора Т.„в производственных условиях можно пользоваться графиком, показанным на рис. 104.
В табл. 23 приведены покрытия, рекомендуемые НИИС11 для литья чугуна. Согласно классификации, данной в гл. 171, все они относятся к группе топкослойных. Составы 2 и 4 предназначены для многоразового использования: наносятся в качестве подслоя 1 — 2 раза в смену. Составы 1, 3, 5 и 6 являются разовыми. Они могут наноситься иа многоразовый подслой или непосредственно на рабочую поверхность кокиля. В практике литья в кокиль чугуна в качестве разового тонкослойного покрытия широко применяют водный раствор пасты ГБ.
Состав разводят до плотности 1080 — 1100 кг!мл. С помощью расчетных формул параграф 2 гл. 11 определяют толщину покрытия Х„р при заданных термических условиях литья, например скорости затвердевания, длительности каждой стадии охлаждения отливки или ее элемента и др. Необходимые для вычислений значения Хкр можно принять по данным, приведенным в табл. 3 и 4 (см.
гл. 151), или рассчитать по формуле (60), Экспериментальные величины Хяр для многочисленных составов можно найти также в работах [11, 16 — 19, 56, 147 и др.). Лалгье седого чугуна Таблица 23 Составы покрытий и красок для литья чугуна, % ио массе * и ь ," л о „"И'И' ооо Ь в о с лю о ам и й" ""' яии" н а л о мо д3 ьл $ и чо е им с а ои о» е" л и ой а $ ь оо и» ос 23 1,2 4 5 8 5 — 7 0,05 0,05 40 4 1Π— 15 7 — 1О 4 1Π— 15 *' 0,5 0,4 — 0,6 100 Остальное — вода. Содержание глинистой эмульсии ллатностью 1300 — 1400 нг(мк В заключение необходимо отметить, что комплексную оценку влияния на условия формирования отливки всех факторов, связанных с подготовкой кокиля, можно дать с помощью структурных диаграмм, приведенных, на рис.
12 или 51, и расчетных зависимостей гл. 11. Примеры практического применения указанных диаграмм описаны в гл. 1П и Ъ'11. 5. ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА Термическую обработку чугунных отливок, получаемых при литье в кокили, осуществляют для устранения отбела и ферритографитной эвтектики, снятия внутренних напряжений и улучшения механических свойств. Наиболее часто ее применяют для устранения отбела. Термическая обработка состоит из высокотемпературного графитизирующего отжига с нагревом до 1120 — 1220 К, некоторой выдержки и охлаждения вместе с печью или на воздухе.
Для устранения отбела может быть осуществлена также термическая обработка отливок сразу после выбивки из формы: отливки в горячем состоянии загружают в печь, нагретую до 1220 К, выдерживают в ней 2 — 3 ч и охлаждают на воздухе, В настоящее время некоторые заводы начали подвергать термической обработке отливки с целью перлитнзации структуры чугуна, содержащей междендритный графит. При нагреве чугуна с междендритным графитом распад эвтектоидного цементита успевает произойти до достижения температуры Ас",.
Процесс аустенизации протекает в металле за счет растворения углерода графита в Ге . Лустенит зарождается и растет в первую очередь около включений графита. С увеличением температуры нагрева количе- Види брака ство аустенита возрастает. Однако в интервале Ас',— Ас', (1050— 1100 К) превращение не завершается, Небольшие участки феррита наблюдаются в дендритах чугуна при нагреве выше Ас,". Данные металлографического и высокотемпературного рентгеноструктурного анализа свидетельствуют о том, что в чугуне с междендритным графитом участки феррита сохраняются при нагреве до 1190 — 1200 К.
Нагрев до более высоких температур (выше 1270 К) сопровождается интенсивным растворением и сфероидизацией графитовых включений. Для полного исключения структуры свободного феррита в чугуне аустенизацию необходимо проводить при более высоких температурах ( >Ас, на 120 — 150 град).
При одном и том же химическом составе чугуна время, необходимое для насыщения аустенита углеродом междендритного графита, в 5 — 8 раз меньше, чем время, необходимое для насьпцения углеродом пластинчатого графита (Г. Г. Бойко). Это объясняется тем, что междендритный графит отличается чрезмерной дисперсностью и сильно развитой межфазовой поверхностью.
Наиболее высокие механические свойства у чугуна с междендритным графитом достигаются при трооститной металлической основе, которая обеспечивается закалкой с последующим отпуском при 770 К. Температура высокого отпуска чугуна с междендритным графитом не должна превышать 870 К во избежание образования ферритной металлической основы. Оптимальная температура закалки чугуна 1220 — 1270 К. Наибольшей износостойкостью обладают чугунные отливки с междендритным графитом после закалки и отпуска при 570 — 670 К. Закалка и отпуск чугуна с междендритным графитом повышает механические свойства в 1,5 — 2 раза и износостойкость в 3 — 6 раз (Г.
Г. Бойко). Снятие внутренних напряжений в отливках производится нагревом до 770 — 870 К, выдержкой 2 — 8 ч (в зависимости от конфигурации и габаритных размеров отливки) и охлаждением вместе с печью со скоростью 20 — 50 град/ч до 520 К. 6. ВИДЫ БРАКА И СПОСОБЫ ЕГО ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ Брака отливок при литье в кокиль по сравнению с литьем в песчаные формы обычно меньше, а некоторые виды брака (возникающие при литье в песчаные формы) вовсе не наблюдаются. Однако появляется ряд специфических видов брака, связанных с большой жесткостью литейных форм и повышенной скоростью охлаждения в них отливок. Наиболее распространенные дефекты чугунных отливок — их отбел и аномальное чередование в них структур чугуна — подробно рассмотрены выше, Специфические виды брака при литье чугуна в кокиль, причины брака и методы устранения сведены в табл.
24, 24О Литье серого чугуна Таблица 24 Виды брака, причины и способы предупреждения Причина брака Способы пяадунраждыаая ))есоответстеие структуры Газовые раковины гтедоливы и несиаи Большая протяженность литии ковой системы Отклонение состава металла Нарушение температурного ре- жима плавки,модифицировапия и заливки Несоответствие начальной темпе- ратуры кокиля Нарушение режима нанесения на кокиль теплов ащитного покрытия Подсос воздуха при заливке Повышенное газосодержание за- ливаемого металла Недостаточная вентиляция по- лости кокиля Низкая температура заливаемого металла Холодный кокиль н непросушен- ное теплозащитное покрытие Перегретый кокиль Сильно окисленная поверхность кокнля при значительном разгаре Повышенная газотворная спо; собность песчаного стержня Недостаточная жидкотекучесть расплава Соблюдение установленных для данного технологического процесса: состава металла; режима плавки; состава, количества и режима паола модификато- ра; режима заливки; начальной темпера- туры кокиля; состава и толщнвы тепло- защитного покрытия Изменение конструкции литниковой системы с целью исключения возможности отрыва струи от поверхности формы и разбрызгивания потока при входе в рабочую полость Изменение состава шихты и повышение температуры перегрева Увеличение сечения вентиляционных отверстий и устройства дополнительных Повышение температуры заливаемого металла Подогрев кокиля, пцательное просушивание покрытия Охлюкдение кокиля и в дальнейшем под.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
