Бураков (550672), страница 59
Текст из файла (страница 59)
Таким образом, литье в кокиль обеспечивает получение более плотных отливок и, следовательно, с более высокими механическими свойствами сплава: Балл пористости . . . , , . . . ! 2 3 4 5 ' оп, кгсумма . . . . . . . . , . 26,6 26,2 25,0 20,0 15,0 6 % , , . . . . . 5,0 4,7 З,О 2,0 1,5 При литье в кокиль уменьшается не только газовая, ио и газоусадочная пористость. Авторы работы 1591 объясняют зто следующим образом. Часть водорода, попавшего в алюминиевый расплав, образует с А1а0а соединение у-А1а0а Н, а избыток растворяется в жидком металле.
При затвердевании сплава указанное соединение диссоцинрует с выделением водорода. Степень диссоциации его зависит от скорости охлаждения и уменьшается с увеличением последней. При быстром охлаждении распад химического соединения у-А1аОа Н не произойдет и по. ристость будет образовываться только за счет выделения растворенного водорода, которое также затрудняется при увеличении скорости охлаждения. Литье алюминиевых сплавов Рассмотренные особенности формирования структуры и свойств отливок из алюминиевых сплавов вытекают из общих положений теории литья в кокиль, изложевных в первом разделе. 3.
ЛИТИИКОВО-ПИТАЮЩИЕ СИСТЕМЫ В связи с особыми свойствами алюминиевых сплавов (повьппенная усадка, возможность окисления при заливке, склонность к образованию плен, газовой пористости и др.) возникает необходимость устройства особых литниково-питающих систем, которые подробно описаны Н. М. Галдиным ~391. Расчет литниковых систем и выбор их конструктивных размеров при литье в кокиль, как указывает Н. М. Галдин, осуществляют по тем же методикам, исходя из тех же рекомендаций, которые разработаны для литья в песчаные формы.
Вместе с тем необходимо учитывать особенности литья в кокиль, состоящие, прежде всего, в повышенной скорости охлаждения металла и 1азонепроницаемости формы, которые вызывают повышенную опасность образования газоусадочных и газовых раковин, недоливов, неспаев, загрязнений неметаллическими включениями. При конструировании кокилей стремятся свести до минимума количество и площадь поверхностей разъема, что затрудняет, а часто делает невозможным применение разветвленной литниковой системы с использованием элементов, задерживающих шлаковые включения и обеспечивающих ламинарность потока. Острые кромки каналов, выполненных в кокиле, способствуют образованию завихрений потока металла, в результате чего облегчается разрыв окисных плен и попадание их внутрь расплава.
Все эти особенности и определяют выбор элементов и конструкции литниковой системы для литья в кокиль. Неправильное устройство этих систем приводит к образованию многих видов брака: прежде всего газовых и усадочных раковин, трещин, шлаковых включений и плен. Наглядно это иллюстрируется примерами, приведенными в работе !1591 и тремя схемами Рве.
12З. Варианты литвихо- аых еиетем поренвя б) 277 Литникосоьлитоющие системы Зь сь г г а) б) Рнс. атт. Старое (а) и новое ао) Естрорство литвиново-питающей сметены в коаиле крыльеаткн." Š— литеоиая полость лопатки, Š— стержень; Š— прибылы 4 — стояк; Е -- сетка; Š— бобышка; 7 — надставка (рис. 126) литниково-питающих систем в кокиле поршня. На первый взгляд представляется, что каждая из них удовлетворяет общим принципам устройства литниково-питающих систем при литье в кокили деталей ответственного назначения.
Однако их сравнительная проверка показала преимущество системы б. Убедительным доказательством роли литниково-питающей системы в получении качественных отливок и всей эффективности литья в кокиль может служить также сравнение двух процессов изготовления крыльчаток (рис. 127). По одной технологии (рис. 127, а) брак отливок доходил до 85 — 90о/а, в том числе и по недоливам — 30 — 70о4, несмотря на повышение температуры заливки сплава АЛ9 до 1030 — 1060 К и увеличение скорости заливки [60). По другой технологии (рис.
127, б) металл поступал в полость 1 спокойно: газы, выделяющиеся из стержня 2, им не захлестывались. Изменения литниково-питающей системы свелись к следующему. Вместо высокого прямого стояка применен стояк 4 низкий змеевидный, на дне которого была проставлена фильтровальная сетка 5, а на питателе — бобышка б с выпором для гашения завихренного движения металла и удаления газов. Уменьшена и высота прибыли 3; прибыль закрыта надставкой 7. Несмотря на то, что температура заливки сплава была снижена до 990 — 1030 К, недоливы не имели места. В связи с заменой литниково-питающей системы кокиля крыльчаток брак отливок снизился до 10о(а, расход жидкого металла сократился на 30 — 50%.
Основные положения правильного устройства литниковых систем для кокилей состоят в том, чтобы обеспечить: направленное затвердевание отливки; поступление в полость формы спокойной струи металла; надежное улавливание плен и шлака, образовав- 27з Литниково-питающие си«п«ма шихся в металле до поступления его в форму; предотвращение образования их уже в литейной полости; надежное питание тепловых узлов отливки. Направленность затвердевания обеспечивается надлежащим расположением отливки в форме с размещением тонких стенок в нижней части кокиля, использованием искусственного охлаждения отдельных утолщенных частей отливки, применением заливки "верху с поворотом кокиля на разные углы. Специально разработанная установка позволяет ускорить поворот формы и обеспечить повышение эффективности данного процесса (Н.
М. Галдин, И. А. Релин, А. с. № 393025, 1973). С целью более плавного поступления металла и очистки его от плен и шлака используют не прямые вертикальные стояки, а более сложной конфигурации — зигзагообразные, змеевидные, в виде «гусиной шейки», наклонные и др. — с подводом металла преимущественно в нижнюю часть отливки. Верхний подвод металла применяют только в случае малой высоты отливки (до 100 мм). Для подвода металла к полости формы рекомендуются щелевые вертикальные питатели зачастую неодинакового сечения по высоте. Может быть использован сифонный, а при высоких отливках— многоярусный подвод металла.
В любом случае применяют расширяющуюся литниковую систему, которая обеспечивает минимальную скорость струи металла на выходе из питателей в форму. Заливка с поворотом формы дает возможность регулировать скорость потока в процессе литья. С этой же целью применяют специальные устройства, например, в стояке устанавливают конический стопор с приводом. В начале заливки он опущен вниз, что обеспечивает малый расход металла. По мере заполнения формы металлом стопор поднимается вверх и расход металла увеличивается (И. А. Релин, Н. М.
Галдин, А. с. № 328981, 1972 г.). В случае литья высоких отливок в стояке может быть установлен поршень на штоке, движущийся вниз, что приводит к гашению скорости потока и предупреждает вспенивание металла в зумпфе (Н. М. Галдин, А. с. № 346016, 1972 г.). Для плавного заполнения крупных массивных отливок простой конфигурации применяют литниковую систему, выполненную в самовсплывающем стержне (Н. М. Галдин, А. с. № 465260, 1975 г.). Для улавливания шлака и плен в литниковых системах используют фильтры и сетки. Надежным средством является применение фильтров из стеклоткани ССФ-4. Рекомендуется такие фильтры устанавливать в нижней части литниковой системы, чтобы они незначительно уменьшали напор и обеспечивали снижение турбулентности потока. Фильтры преимущественно используют при литье тонкостенных отливок.
Исследования 179) показали, что из 100 случаев брака в виде течи отливок из сплава АЛ9 при гидро- испытаниях 95 случаев приходилось на тонкие стенки' из-за ско- Особенности устройства конилей 279 пления там окисных плен. По этому виду дефекта браковались до 40о отливок с толщиной стенки 3 — 5 мм. После применения фильтров брак снизился до 4,5е4, Для крупных деталей иногда применяют металлические сетки, которые устанавливают между прибылью и вертикальным щеле.- вым питателем. Представляет интерес заливка формы через заливочную трубку, на конце которой жестко закреплен мешочный фильтр, Эту трубку вводят непосредственно в форму, в стояк либо через прибыль в зависимости от конфигурации отливки и опускают по возможности на дно формы. По мере наполнения формы металлом трубка поднимается, при этом расплав поступает в верхнюю часть отливки, а шлак удерживается в фильтре (В.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
