Бураков (550672), страница 55
Текст из файла (страница 55)
Все это расширяет номенклатуру отливок, которые целесообразно изготовлять из ковкого чугуна. Измельчение структуры белого чугуна при литье в кокиль способствует сокращению продолжительности отжига и повышению свойств ковкого чугуна. В допустимых случаях при литье в кокиль можно получить специальные отливки со структурой ковкого чугуна на поверхности и серого — в средней части (рис. 111). Технологический процесс производства таких отливок проще, чем из обычного ковкого чугуна, и, в то же время, поверхностные слои деталей обладают повышенными плотностью, прочностью, износостойкостью.
Подобные отливки можно использовать для ряда деталей машин, Литье колкого чугуна к „„в,,в„ в ьи О и ы х йх ы вв рт х в б! у! О О Х в О Х и св ь ж О в ы Рнс. !!1. Скева расположения структур чугуна в отожженных отливках, ииеишввх отбелк о — наружный слой (коакий чугувк б — проиежуто вный участок (серый чугуа «феррито-графитной ьатснтнкойх « — аиутрениян область (серый чугун) в "в и О е оо сч с в О в ы ы О ж и Х и Е ОО оо ОО ОО ка (' ОО хе й 8 Е ж ае О со сч "". СО ОО о.; км а также в качестве заготовок для кокилей с литой рабочей поверхностью. Они имеют повышенную прочность при термической усталости и в меньшей степени, чем серые чугуны, подвержены разрушению из-за газовой коррозии и т.п.
Из приведенных в табл. 28 данных 170 ! видно, что при использовании чугуна ',одного и того же состава металл отливок, полученных в кокилях, имеет более высокие свойства, чем при литье в песчаные формы (отливки отжигали по одинаковому режиму). Опыт некоторых зарубежных заводов !172, 185! показывает, что литье ковкого чугуна в кокиль может быть осуществлено с достаточно большой эффективностью. В Чехословакии, например, отливают детали типа фланцев габаритных размеров 210х 130 мм в водоохлаждаемых кокилях. При этом уже после 30 заливок экономически оправдываются затраты на кокиль, отходы снижаются с 46 до !5оф, Заметно сокращается цикл отжига вследствие повышения степени эвтектичности чугуна.
Однако следует помнить, что Литнипааа-питающие системы литье ковкого чугуна в кокиль экономически целесообразно только при высоком уровне механизации процесса, так как в настоящее время отливки из ковкого чугуна изготовляют в обычных песчаных формах в цехах массового высокомеханизированного производства с высокой технологической культурой (на автомобильных заводах, заводах сельхозмашиностроения и др.). 2. КОНСТРУИРОВАНИЕ ОТЛИВОК Особенности свойств ковкого чугуна не всегда позволяют использовать кокили для получения отливок, предназначенных для литья в песчаные формы.
Только в редких случаях такие отливки оказываются технологичными для нового процесса. Лишь для наиболее простых и массивных из них можно успешно применить кокили. Во всех других случаях при переходе с литья в песчаные формы на литье в кокили необходимо создавать более технологичные конструкции отливок, приспосабливая их к условиям литья в кокиль. При этом следует учитывать рекомендации параграфа 1 гл. ЧП1 наряду с известными положениями создания технологичных литых конструкций из ковкого чугуна для литья в песчаную форму. Прежде всего задача заключается в создании податливой, не склонной к образованию трещин литой конструкции. Для этого между элементами отливки необходимо делать плавные переходы, устраивать в них упрочняющие ребра и избегать разностенность.
Учитывая пониженную жидкотекучесть белого чугуна, для предупреждения недоливов и неспаев в отливках следует избегать в конструкциях очень тонких элементов, особенно большой протяженности и с развитой поверхностью. Более того, утолщенные отливки для литья в кокили являются более приемлемыми, чем для литья в песчаные формы, так как в первом случае возникает меньшая опасность выделения свободного графита. При литье в кокиль более массивных отливок не только улучшается заполняемость форм жидким металлом, но и увеличивается трещиноустойчивость отливок.
3. ЛИТНИКОВО-ЙИТАЮЩИЕ СИСТЕМЫ Особенности устройства литниково-питающих систем для отливок из ковкого чугуна — короткие литниковые каналы и питающие бобышки — объясняются повышенной (в сравнении с серым чугуном) усздкой и пониженной жидкотекучестью расплава. Их принципиальная схема при литье в кокиль такова же, как при литье в песчаные формы. Одинаковой остается и методика расчета элементов литниково-питающих систем. Однако особенности литья в кокиль позволяют, а иногда и требуют принятия новых рацио- 9 П!р л.
и. ваааиаа Литье ловкого чугуна нальных решений. Такие решения должны основываться на особенностях формирования отливок в кокиле. Существо этих решений в следующем: использование питателей с увеличенным поперечным сечением; обеспечение направленного затвердевания путем тепловой изоляции питающих бобышек; уменьшение размеров бобышек вследствие повышения в чугуне содержания углерода и кремния; применение литниковых систем без элементов шлакоулавливания; исключение в особых случаях (при горизонтальном расположении отливок в кокиле и небольшой массе питаемых узлов) питающих бобышек и организация питания за счет утолщенного стояка.
Так как при литье в кокиль отпадает необходимость устройства шлакоуловителей, стояк в форме можно устанавливать непосредственно над бобышкой. Ввиду большой скорости кристаллизации металла в кокиле необходимо обеспечивать утепление питающей бобышки и питателей. С этой целью используют облицовку их рабочих полостей; особенно целесообразны многократно используемые облицовки.
С успехом применяют песчаные стержни-вставки, в которых выполняется литниковая система. При горизонтальном разъеме кокиля в песчаной вставке располагается вся литниковая система (рис. ! 12, а); вертикальный разъем позволяет ограничиваться стержнем, в котором размещается только бобышка и питатели (рис. 112, б). В последнем случае металл может быть подведен сверху или сбоку бобышки, Следует иметь в виду, что вертикальное расположение отливки в кокиле обусловливает необходимость обязательного устройства питающих бобышек. В некоторых случаях целесообразно отступать от традиционной схемы литниковой системы для лучшего питания отливки, Так, например, в работе 170) описан процесс литья пустотелой гайки в кокиль, в котором металл подво- а) рнс.
112. литинвово-питающие скстемы при горизонтальном (и) и вертикальном (В) разъемах «окилн: 1, 2 — половинки кокнлн; г — стержень-вставка; Š— лптейные полости Рис. 113. Кокиль длн пустотелой гайки из ковкого чугуна; / — кокиль; 2 — песчаный стержень; г — дождевЫе питатели 2оя Релком от!кило и управление структурой дился из прибыльной полости через дождевые питатели (рис. 113): Форма имеет вертикальный разъем.
т, мкм 1О, см 5 уд 15 уй ео Яй о„ерор1мкк Рис. гг4. Влиииие скорости охлаждении на величину карбидов т белого чугуна Рис. !гр.Зависимость размера О и количества и грабитиых величаний от отношении гл со при с = 2,4 —;2,4% 4. РЕЖИМ ОТЖИГА И УПРАВЛЕНИЕ СТРУКТУРОЙ Термическая обработка отливок из белого чугуна для получения ковкого чугуна состоит в графитизирующем отжиге. Литье в кокили не вносит принципиальных изменений в режим отжига, но позволяет внести некоторую рационализацию последнего. Так как при литье в кокиль создаются благоприятные условия для ускорения процесса графитизации, представляется возможность сократить продолжительность отжига и изменить его температуру.
В свете общих положений теории кристаллизации сплавов, изложенной в гл. 111, и основ теории графитизирующего отжига чугуна, приведенной в гл. Х11, ясно, что в металле кокильных отливок из ковкого чугуна наблюдаются более мелкие карбиды (рис. 114), а процесс графитизации ускоряется. Облегчению распада цементита способствует повышенное содержание в металле кремния; с увеличением последнего уменьшаются размеры сг и увеличивается количество и выделений углерода отжига (рис. ! 15). Однако необходимость получения в отливках структуры белого чугуна вынуждает при литье в песчаные формы использовать металл с уменьшенным количеством углерода (2,2 — 2,9%) и кремния (до 1,3%).
Более того, в отливках со стенками толщиной свыше 15 мм почти невозможно получить сквозной отбел даже при очень низкой сумме углерода и кремния. Г1ри литье в кокиль отливок "со стенками толщиной до 15 мм содержание углерода может быть повышено до 3% и кремния до 4%. Кокильное литье, обеспечивая большую степень переохлаждения сплава при кристаллизации, позволяет без опасности образования отсера в '„'отливках вводить в металл графитизирующие роо Литье ловкого чугуна модификаторы, которые резко увеличивают метастабильность цементита и ускоряют процесс графитизации при отжиге.
В связи с этим расширяются возможности использования Влияние хрома ка мехавические легировання и микйолегировасвойства ковкого чугуиа ння с целью управления структурой. Так, увеличенное количество модификаторов, вводимых в металл, позволяет использовать сурьму для устранения ферритной оторочки вокруг зерен графита Н78 1. Оказывается возможным уве- личнть содержание хрома Н86! и улучшить механические свойства ковкого чугуна. Влияние хрома наглядно видно нз данных„приведенных в табл. 29. 5. ВИДЫ БРАКА И СПОСОБЫ ЕГО ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ Одной нз причин, сдерживающих распространение литья ковкого чугуна в кокиль, следует считать необходимость выдерживать ряд технологических параметров в весьма узких пределах. Изменение некоторых параметров (начальной температуры кокиля, химического состава чугуна, выдержки отливки в кокнле, характера покрытия кокнлей и др.), оказывая благоприятное влияние на предупреждение одного вида брака, создают одновременно условия для появления другого вида брака.
Например, повышение Т„ положительно сказывается на предупреждении трещин н недоливов в отливках, но способствует графитизации прн затвердеванин. Такое же влияние оказывает и усиление теплоизолнрующего действия покрытия. Поэтому технолог должен хорошо представлять причины каждого вида брака, чтобы в конкретных условиях находить оптимальные решения.
Прн литье ковкого чугуна в кокиль наиболее распространенными видами брака отливок являются горячие и холодные трещины, несоответствие требованиям литой структуры, недоливы, неспан, усадочные раковины и пористость. Трещины возникают, как правило, из-за стесненной усадки и неравномерного затвердевания разных узлов отливки.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
