Бураков (550672), страница 53
Текст из файла (страница 53)
К специфичным дефектам отливок из чугуна с шаровидным графитом относятся также неметаллические включения в виде ликватов графита. Располагаются они, как и прочие неметаллические включения, в верхних по заливке участках отливки. Исследованиями, проведенными в НИИСле, установлено, что лнквация не наблюдается, если углеродный эквивалент не превышает 4,35% для отливок с приведенной толщиной стенки 20 — 25 мм и 4,5% для тонкостенных (-5 мм) отливок. Особенности микроструктуры. Из данных гл.
111 следует, чем больше скорость затвердевания и охлаждения чугуна, модифицированного сфероидизирующими веществами, тем правильнее шаровидная форма и меньше размеры включений графита. Поэтому при литье в кокнль создаются весьма благоприятные условия для получения чугуна с шаровидным графитом. Как известно, основные сфероидизаторы графита — магний н цернй — при их использовании в количествах, обеспечивающих получение шаровидного графита, оказывают сильное отбеливающее действие. Это обстоятельство в сочетании с ускоренным охлаждением металла приводит к тому, что отливки из чугуна с шаровидным графитом, полученные в кокилях, при толщине стенки гтитьг чугуна с шарогидным графитом до 15 — 20 мм имеют сквозной отбел.
Следовательно, термическая обработка таких отливок, за исключением особых случаев, является обязательной. 2. ПОДГОТОВКА МЕТАЛЛА Температура чугуна в ков- ше, К Давление сжатого воздуха, кгсгсма, не менее До 1630 1650 — 1650 1650 — 1670 1670 — 1690 5,6 6,4 7,3 5,0 После ввода магния металл перемешивают мешалкой, погружаемой в ковш с частотой не менее 20 — 30 погружений в минуту. Продолжительность этой операции зависит от количества вводимого магния и массы чугуна в ковше. Так, при количестве модификатора 0,1% и массе чугуна 250 кг длительность перемешивания составляет 20 с; с увеличением массы чугуна до 1000 кг длительность равна 35 с. При вводе 0,309о Мя указанные параметры составляют 80 и 135 с соответственно. Графитизирующие модификаторы (например, ферросилиций) вводят в расплав вместе с магнием, либо после него.
Чугун с шаровидным графитом, применяемый для литья в кокили, имеет обычно следующий состав, %: 3,2 — 3,5 С; 2,8 — 3 51; 0,8 — 0,9 Мп; до 0,12 Р; до 0,12 5 1до модифицирования). Содержание модификаторов в металле должно находиться в пределах: 0,03 — 0,08% Мя и 0,02 — 0,05% Се.
При большем содержании сфероидизаторов металл охрупчивается. Углерод следует поддерживать на верхнем пределе, так как при этом, в отличие от серого чугуна, обеспечиваются высокие механические и, кроме того, улучшаются литейные свойства. На структуру отливок из чугуна с шаровидным графитом воздействуют обычно изменением количества кремния. Однако превышение концентрации кремния сверх 3% не рекомендуется вследствие появления хрупкости. При литье в кокиль наибольшее практическое применение нашло модифицирование чугуна металлическим магнием в камерах-автоклавах. Основные положения этой технологии разработаны в НИИСЛе и сводятся они к следующему 1145).
Если содержание серы в исходном чугуне превышает 0,12%, то металл обрабатывают кальцинированной содой. Магний вводят в количестве 0,17 — 0,25ого от массы чугуна в ковше. Модификатор представляет собой магниевый сплав в чушках марок ММ1 или ММ2 по ГОСТ 2581 †. Перед модифицированием в металл дают криолит (ГОСТ 10551 — 73) в количестве от 0,05 до 0,10%. Давление сжатого воздуха в камере-автоклаве устанавливают перед вводом модификатора в зависимости от температуры; 247 Литиикпао-иитиюи1ис система 3.
ЛИТНИКОВО-ПИТАЮЩИЕ СИСТЕМЫ Дитниковые системы. Специфику литейных свойств чугуна с шаровидным графитом учитывают при выборе литниковой системы. Большинство отливок, получаемых литьем в кокили, имеют вертикальную плоскость разъема, что диктуется технологическими и экономическими соображениями (вертикальный разъем предопределяет использование конструктивно простых и удобных в обслуживании кокильных мариин). Подвод металла в форму с вертикальным разъемом можно осуществлять сверху, сбоку и снизу. Возможные варианты подвода металла и конструкции лнтниковых систем показаны в виде схем на рис. 108. Для получения сложных отливок металл целесообразно подводить через прибыли и питающие бобышки.
Большая склонность жидкого чугуна с шаровидным графитом к образованию тугоплавких неметаллических включений требует спокойного заполнения кокиля. При такой заливке резко уменьшается окисление поверхности металла и предотвращается попадание образовавшихся включений в отливку. Кроме того, лнтниковая система должна быть обязательно тормозящей для обеспечения подачи в нее защитного флюса и предохранения от попадания его в форму. Расчеты сечения питателей г„при литье чугуна с шаровидным графитом можно выполнять по формуле (137).
При этом необходимо учитывать, что коэффициент расхода р для этого чугуна меньше, чем для серого чугуна, в 1,1 — 1,3 раза. Поэтому п сщадь Ы:) ББ ~д ~ф е) Рис. !Оа. Варианта подвод» металла и «онструкцин литниковмх систем; а, б, а — подвод сверху: е, д — подвод сбоку: е — подвод сансу Литье чугуна с атаровидным графильам сечения питателей в первом случае соответственно больше, чем во втором. Для практических расчетов величины р рекомендуется принимать по табл, 26.
Таблица 26 Значение коэффициента расхода !1одвод метвллв Внутренние полости снизу сбону сверху 0,18 — 0,27 0,23 — 0,37 0,21 — 0,3! 0,26 — 0,42 0,24 — 0,35 0,29 — 0,45 Беэ песчаных стержней С песчаными стержнями у, кг7мг 0 †5 500 †10 1000 в 1500 в 2000— 1500 2000 2500 Ку 0,8 0,9 1,0 1,! 1,2 2500 — 3000— 3000 ' 3500 1,3 1,4 Коэффициент заполняемости т! определяют по зависимости Ч =- 0,036С, + 0,0028Т„+ 0,0013Т„о где С, — углеродный эквивалент (С,= (С + 0,313!)%); Т,— температура перегрева заливаемого металла, 'С; Т,„— начальная температура кокиля, С, Меньшие значения р в табл. 26 относятся к кокилям с затрудненным газоотводом.
При расчетах величины Р„для литья высокопрочного чугуна в кокили удобно также пользоваться номограммами, позволяющими определить продолжительность заливки (рис. 109) и площади сечения питателей Р„(рнс. 110) (157). По первой номограмме продолжительность заливки находят, пользуясь последовательно шкалами Мт, 2Хы у, Ку и С Вспомогательная шкала у необходима для перехода от прямой Мт — 2Хт, пересекающей шкалу у, к прямой у — Кю пересекающейся со шкалой ! в точке искомой величины (индексы «св» и «сн» соответствуют подводам металла сверху и снизу). Номограмма на рис, 110 имеет три вспомогательные шкалы ут, ув, уа, на которых последовательно определяют точки пересечения с прямыми соответственно: 1 -и Н; ут -и Мт; ув -и р, после чего по точке пересечения прямой уа-мт! со шкалой Р находят искомую площадь сечения питателей. Коэффициент Ку пРинимают в зависимости от величины отношениЯ Уу = МН~„б (где Мт и )У„, — масса и габаритный объем отливки); Литкиково-пиосакищис сиоиггмос аю.
с. лерИмана для ительиости ного чугуна иительность заливки сверху 1 и снизу 1 „ определяетс» апоследовательности: 7У гб бс11 с ~с М ь 2Х2 -г у ь Ку -ь 1. Лвниями 1 — 11 показан 1 пример определена» для отливки массой М, =- 15 кг прв следующих условиях. преобладающая толщина степки 2х, =- 1о мм, к1, — — 1,о Для построения номограмм, представленных на рис. 109 и !10, использована зависимость (134) и известная эмпирическая формула для определения продолжительности заливки: 1,„, = п,М"', где п1 и и, — коэффициенты, определяемые эксперименталь- ным путем. Размеры остальных элементов литниковой системы назначают из условия ее постоянного заполнения и обеспечения шлакоотде- лення, для чего пользуются соотношениями ~Г„1Г„= — 1,0: 1,1, 4В Фд У Ю л 22 Л2 2Х 22 2О 78 уо пв д,у 427 ХО 7О 2Р 20 7В 72 тб 72 72 7,4 7д уз в 7 7,7 1,з ;,'в г',о мм У Литье чугуна е шаровидным графитам Од Оф 02 Ц д,гк Лгсм гг Ту ~;см' й(нг 7 рис.
11О. Номограмма Ю. С. Лернера и Е. В. Шидмана для определенна площади сечения пнтателей прн заливке высокопрочного чугуна. Площадь сечения пнтателей уп определяется в песледовательностн: 1-г и -ь 71 о м/-г у -т и -г у -хи о у . Лнинямв l — /у показан пример определения Рп для отливки массой М, = 30 кг при следующих условиях / = 10 с, на- пор и .†. 9 см, козйкйкпнскт расхода д = 0,3, ч = 1,4 а прн наличии шлакоуловнтеля ~ Рн: Рщ,: Р„= 1,0: (1,2 — 1,4): 1,1, где г„н г", — площади поперечного сечения стояка н шлакоуловителя. В заключение отметим, что Т„л в кокнль чугуна с шаровндным графитом находится обычно в пределах !570 †!О К. Прибыли н питающие бобышкн.
Этн элементы рекомендуется выполнять в стержнях либо в песчаных чашах (см. рнс. 108). Коэффициент тепловой аккумуляции песчаного состава, как правнло, на порядок меньше, чем материала кокнля, что обеспечнвает сокращенне размеров н повышение эффективности работы прибылей. Конструкция н место расположения прибылей н пнтающих бобышек зависят от объема н конструкции теплового узла отливки.
Прн этом в качестве исходного параметра берут диаметр окружности (Р„), вписанной в питаемый узел. Анализом питающих систем, применяемых прн литье чугуна с шаровидным графитом в кокнлн, установлено, что выбор прибылей отлнвок целесообразно осуществлять, пользуясь следующими соотношеннямн: диаметр прибылей (Р„,) для компактных узлов отливок типа втулок, поршней Р„=- 0,8Р; для узлов типа брусков, станнн, кронштейнов нт. и, Рпр = Р; для плоских отливок типа плит, заливаемых горизонтально, Б„р — — 1,2Р .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
