Бураков (550672), страница 56
Текст из файла (страница 56)
Чем большая поверхность отливки формируется металлической частью кокиля, тем легче управлять структурообразованнем белого чугуна. Наличие частей формы с разной теплоаккумулирующей способностью сужает пределы химического состава металла, что создает трудности производства. С этой точки зрения применение металлических стержней взамен песчаных весьма целесообразно, но оно связано с большей вероятностью образования трещин в отливках. Предупредить этот дефект можно окрашиваннем Виды брака зе) Рнс.
!16. Влнннне температуры отлнвкн на «оэФФнцпент треннв Г прн покрытнн кокнлн машннныы маслом ()), ацетнленовон копотью(0) н смесью маршалнта, мндкого стекла н воша (0) 0)5 стержней, своевременным извлечением их из отливки. 0,)0 При литье ковкого чугуна не всегда возможно предупредить трещины отливок утолщением слоя краски, большое значение дм имеет трение между отливкой и коки- )мо п00 )550 )(00 к лями. В работе (33) исследовалось влияние вида покрытия на коэффициент трения между отливкой и кокилем (металлическим стержнем). Доказано, что самый высокий коэффициент трения дает краска на маршалите, жидком стекле и воде (рис.
11Б, кривая 3). Чем более шероховато и прочнее покрытие, тем лучше оно предупреждает трещины отливок, так как уменьшает концентрацию деформации в тепловых узлах (см. гл. 1У.) Уменьшению трещин способствуют подогрев кокиля, увеличение выдержки в нем отливки. Так, например, в работе (70) указывается, что брак отливок по трещинам составлял 76% и лишь увеличение выдержки их в кокиле с 20 — 30 с до 1О мин позволило сократить брак до 10'Ы. Уменьшается опасность образования трещин также при увеличении степени эвтектичности чугуна. Недоливы и неспаи обусловлены медленной заливкой и недостаточным нагревом кокиля, низкой температурой заливки и неблагоприятным химическим составом чугуна.
Для предупреждения этого вида брака целесообразно прежде всего применять меры, которые не могут повлиять на увеличение других видов брака. Главная из них — очистка чугунов от вредных примесей, перегрев его и ускоренная заливка. Повышение степени эвтектичности чугуна может привести к улучшению жидкотекучести и предупреждению недоливов, но оно связано с опасностью графитизации чугуна во время кристаллизации, что обязательно следует учитывать. Эффективную меру предупреждения недоливов — повышение ҄— следует использовать, с учетом влияния ее на графитизацию чугуна при кристаллизации. Усадочные раковины и пористость целесообразнее предупреждать совершенствованием устройства литниково-питающей системы, изменением теплового состояния отдельных частей кокиля (например, локальным охлаждением или обогревом) и в последнюю очередь — изменением химического состава металла.
Газовые раковины в отливках из ковкого чугуна имеют ту же природу, что и газовые раковины в отливках из серого чугуна, следовательно, и меры их предупреждения одинаковы: очистка кокилей, подбор качественных покрытий, хорошая просушка покрытий, вентиляция кокилей. Механизм образования газовых раковин при литье чугуна рассмотрен в гл. Х1, Глава ХЛ~ ЛИТЪЕ СТАЛИ к ОсОБеннОсти пРОцессА и сВОЙстВА стАли Особенности литья стали в кокиль заключаются в ее более высоких (в сравнении с другими распространенными литейными сплавами) значениях температуры кристаллизации и величины усадки. С повышением температуры заливки металла резко интенсифицируются все процессы, связанные со стойкостью кокиля (см.
гл. Ч). Поэтому проблема стойкости кокилей при литье стали стоит чрезвычайно остро. Согласно отечественному опыту и зарубежным данным (1741, в настоящее время наиболее распространенным материалом для кокилей при литье стали остается серый чугун, Кокили из серого чугуна имеют стойкость, измеряемую десятками и в отдельных случаях несколькими сотнями заливок, В связи с повышенной усадкой стали появляется большая опасность возникновения в отливках значительных остаточных напряжений, горячих и холодных трещин.
С этим же связана необходимость обеспечения условий четко выраженной направленности затвердевания. Эти особенности существенно ограничивают возможности литья стали в кокиль. Они же определяют область рационального применения процесса. В кокилях целесообразно получать стальные детали наиболее простой конфигурации— с плавными наружными очертаниями и равностенные.
Не случайно поэтому, что в них чаще всего отливают стальные детали типа тел вращения. При такой конфигурации рабочей полости формы изготовление кокиля оказывается наиболее простым. Таким образом, обеспечение технологичности стальных отливок является задачей первостепенной важности. Здесь уместно сослаться на рекомендации по проектированию литых конструкций, изложенные в параграфе 1 гл. Н11. Примеры нетехнологичных и технологичных конструкций стальных деталей представлены на рис.
117. Пример переработки конструкции отливки описан в работе (90) по опыту освоения технологии литья заготовок для получения вагонных колес прокаткой. Литую заготовку (рис. 118, а) изготовляли в кокиле, который заливали через прибыльную часть. В диске отливки из-за нарушения направленности затвердевания возникали усадочные раковины. Направленное затвердевание было достигнуто после применения песчаного стержня для формирования тонкого перехода от ступицы к диску. Однако при этом снижалась эффективность процесса, увеличивалась опасность повышения брака из-за засоров. Задача была решена путем повышения технологичности отливки.
Незначительные изменения конструкции заготовки Особенности процесса Рнс. 117. Иетехиологичные (1) и тех»алогичные (11) конструкции ступицы (а) и катка (Е) Х л (рис. 118, б) позволили разработать рациональную технологию их литья в кокиль (рис. 118, в). По данным авторов работы (90), такая технология ар с)) позволяет получить здоровые заготовки с равномерными свойствами стали во всех сечениях. Кроме того, свойства стали заготовок более высокие, чем свойства стали отрезных заготовок из слитков. Отметим, что материалы настоящей главы относятся только к литью стали в кокили с тонкослойиым покрытием. Технология литья в облицованные кокали рассмотрена в главе Х'у'(Ы.
Свойства стали. Основные закономерности изменения структуры и свойств литой стали при увеличении скорости затвердевания рассмотрены в гл. П1. Здесь же приведены примеры из практики литья в кокили. Рис. 119 дает представление о благоприятном влиянии кокилей на важнейшие механические свойства стали. Аналогичны результаты исследований влияния кокилей и на свойства других сталей. Например, в стали 110Г1ЗЛ при переходе от литья в песчаные формы на литье в кокиль ударная вязкость и износостойкость повышаются на 20 — 60(ью а аустенитное зерно заметно размельчается.
Рис. Иа. Стара» (а) и иова» (6) конструкции стальной автогонки для проааткк железнодорожных колес и «о»иль в сборе (ен 1 — корпус кокиля: а — графятовая вставка; 3 — сановсплываюжая лотняковая вставка; 4 — крышка; Š— стержень прибыла Лгее Е(РУ Фебе ф) Литье стали аа,мл уме О,В а„, Мон7мт а, Маа уоо Об' 2ОО )ОО и уо Д2 го УО Амм ' а) моо 7720 77ВО а О) Рис. 11а. Зависамость а и а стали Оахаб от расстокииз 1 образца ло стенки кокала (и); а„и износа а стали 1)аг!Зл от материала Формы и температурм заливки (б): свлошнмс линни — литье в кокиль, штрнховме — литье в песчаную Форму 2. ЛИТНИКОВО.ПИТАЮЩИЕ СИСТЕМЫ И ЗАЛИВКА Особенности литейных свойств стали требуют иного, чем для других сплавов, устройства литниково-питающих систем. Высокая температура заливки, большая усадка при затвердевании, низкая жидкотекучесть, повышенная склонность к трещинообразованию и другие свойства обусловили особые требования к устройству литниково-питающих систем кокилей стальных отливок.
На основании этих требований предпочтение отдается следующим О значительном улучшении свойств стали 1!ОГ13Л (повышении плотности отливок, размельчении дендритов в структуре, увеличении ударной вязкости) в связи с ускорением затвердевания отливок указывается в работе [156). ! Однако известны и другие данные. В. П, Ксенофонтов, например, исследовал одновременное влияние материала формы и температуры заливки на структуру и свойства стали 1!ОГ!ЗЛ [80) и установил, что кокиль обеспечивает получение более высоких значений ударной вязкости только в том случае, когда температура заливки не превышает 1700 К (рис.
119, б). Износостойкость отливок, полученных в кокилях, оказывается более высокой при Т„, не выше 1720 К. Залитая в кокиль сталь более восприимчива к модифицированию, микролегированию и экономному легированию, чем сталь, залитая в песчаные формы. В работе [139 [ описан опыт присадки титана и других элементов в виде порошка непосредственно в литниковую чашу кокиля. Модифицированную титаном (0,07471) сталь 35Л использовали для роликов конвейера разливочной машины. Прочность стали увеличилась примерно на 15а7а, а износостойкость — почти в 3 раза. Параметры технологии Рнс.
!2Е. Кокнль Лля ступины: 1 — крышка кокнля; 2 — корпус коквля; г — ручки; Š— стержень отт Рие. 121. КОКВЛЬ ЯЛЯ СтЛЛЬИЫХ КРаиОВЫХ колес 3. ПАРАМЕТРЫ ТЕХНОЛОГИИ Многие параметры технологии (начальная температура кокиля, температура заливки, состав и толщина покрытия, продолжительность охлаждения отливки в форме и др.)могут быть найдены рас- технологическим и конструктивным решениям; 1) выполнению полости прибылей только в песчаных вставках или в частях кокиля с хорошей тепловой изоляцией; 2) заливке кокилей сверху, преимущественно через прибыли; 3) совмещению (для мелких деталей) прибыли и стояка литниковой системы; 4) исключению попадания струи жидкой стали на рабочие поверхности кокиля; 5) максимальному сокращению пути движения расплава до попадания его в литейную полость; 6) заливке возможно болыпего числа мелких литейных полостей через единую литниковую систему и др.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
