Бураков (550672), страница 62
Текст из файла (страница 62)
135. схема «окиля дл» получения ореб. реииых и тонкостениых алюминиевых от ливов с прнмеиеиием вакуума: 1 и 3 — верхняя и нижняя части кокиля; 2 — вставка литниковод воронки; 4— воздущиыа канал; 5 — канал-коллектор; 6 — пакет пластин, образующих ребра; У вЂ” трубопровод к вакуум-насосу Рис. 134. Схема литья в кокнль вакуумным всасываиием: 1 — кониль; 2 — колпан; 3 — плита; 4— уплотнитель; 6 — металлопровод; 6— расплав гивается через алюминиевый расплав, в результате чего покрывается тонким его слоем и прессуется в пакеты, которые устанавливаются в кокнль и затем заливаются.
В последнее время, кроме изыскания новых и улучшения уже применяющихся сплавов, используют литье биметаллических поршней, что позволяет совместить положительные свойства алюминиевых и железоуглеродистых или других сплавов. Металлические вставки в полость формы изменяют тепловое поле, что необходимо учитывать при литье.
Д р у г и е п р и м е р ы. К особым видам литья алюминиевых сплавов можно отнести литье в кокиль вакуумным всасыванием 182). По этому способу кокиль 1 разогревали до 420 К и заливали жидким сплавом АЛ2 вакуумным всасыванием (рис. 134). Вакуум под колпаком 2 создавали с помощью ресивера, и металл за 5 с поднимался на уровень Н и за 2 — 3 с заполнял полость кокиля диаметром 80 мм н высотой 120 мм. Выдержка под вакуум составляла 80 — 85 с.
Исследования отливки показали, что ее плот- вость несколько выше плотности аналогичной отливки, полученной в обычном кокиле с прибылью высотой более 3/4 высоты отливки. Для получения плотных и с тонкими ребрами отливок предложено использование центробежной силы и вакуумирования при заливке кокиля 1179), Такие способы исключают недоливы, обеспечивая заполнение даже самых тонких сечений.
Использование вакуума дается на примере литья головок цилиндров с тонкими-ребрами воздушного охлаждения (рис. 135). Ребра выполняются частями кокиля, собранными в виде пакета из отдельных пластин, в которых на расстоянии 1Π— 1 5 мм от контура ребер профрезерованы воздушные каналы 4. Эти каналы связавы между собой поперечным круглым каналом Б, который соединяется трубопроводом 7 с вакуум-насосом. При заливке кокиля Виды брака происходит всасывание металла в тонкие (менее 3 мм) полости, оформляющие ребра отливки.
Применение такого способа литья для головок цилиндра, имеющих тринадцать ребер, позволило снизить брак с 15 до 1%. При литье в кокиль тонкостенных деталей, имеющих внутренний стержень, вакуум используется для вывода газа из последнего. Как особый следует отметить процесс литья в кокиль с кристаллизацией сплава под давлением поршня.
Он применим для сравнительно несложных толстостенных отливок, не имеющих песчаных стержней. Этот способ обеспечивает повышение герметичности отливок и улучшение механических свойств металла. Представляет интерес еще один особый вид литья в кокиле— литье с выливанием. Его используют для тонкостенных полых отливок.
Состоит он в том, что металл, залитый в форму, выдерживают в ней до образования твердой корки заданной толщины, после чего остаток жидкого металла выливают. Изменяя толщину стенки кокиля, интенсивность теплоотвода, можно обеспсчить получение равно- либо разностенных отливок. Этим способом можно получить отливки со стенками толщиной менее 2 мм.
Для литья с выливанием применяют сплавы, кристаллизующиеся при постоянной или в очень узком интервале температур. Только в этом случае можно получить достаточно гладкую поверхность внутренней полости (см. гл, 17), 8. ВИДЫ БРАКА И СПОСОБЫ ЕГО ПРБДУПРБЖДБНИЯ Из-за металла в отливках могут образоваться следующие дефекты: 1) газовая пористость, причиной образования которой может быть увеличение содержания газов, растворенных в металле, и повышенная его температура при заливке; 2) шлаковые включения, являющиеся следствием применения при плавке загрязненных шихтовых материалов, некачественное рафинирование сплава и неполное время выстаивания его после процесса рафинирования и модифицирования; 3) несоответствие химического состава, что может быть результатом неправильной шихтовки, загрязнения шихты, неправильного ведения плавки, а также перегрева металла; 4) усадочные раковины, усадочная пористость, утяжины, недоливы, неспаи из-за неправильного выбора температуры заливки.
Усадочные дефекты могут возникнуть также вследствие нарушения направленности затвердевания и недостаточного питания массивных узлов отливки. Усадочные дефекты нередки в местах, формируемых сильно разогретыми участками кокиля. Причиной усадочных раковин при щелевой литниковой системе может быть недостаточное сечение питателей. Металл в та- 10 и/р А. и. Веяиика Яиглье алюминиевых сплавой ком питателе застывает раньше, чем разогретая часть отливки, и преждевременно запирает прибыль, препятствуя ей выполнять свою питающую роль. Способы предупреждения усадочных дефектов подробно обсуждались в предыдущих разделах книги.
Эффективаость их определяется частными уело. виями литья н ао многих случаях может быть оценена количественно (см. гл. 1У), Как указывалось (см. параграф 3), шлаковые включения и плены образуются также по пути движения жидкого металла из ковша в форму. Способы предотвращения этих дефектов рассмо. трепы в предыдущих параграфах. При этом отмечалась важная роль литниковой системы. Однако коренное изменение литниковой системы в числе мер предупреждения включений и плен должно быть крайней мерой, При литье деталей из алюминиевых сплавов появление брака во многом зависит от литниковой системы.
Поэтому, выбирая литниковую систему, надежно предупреждающую один из видов брака, необходимо учитывать, какие изменения это внесет в процесс формирования отливок и какие новые пороки может породить подобное изменение. Так, первоначально в кокиле поршня была устроена щелевая литниковая система (рис. 136, а). Металл через литниковую чашу 1, питатель 2 и прибыль 3 попадал в полость формы через щелевой питатель.
Такая система обеспечивала направленное затвердевание отливки, исключала образование усадочных дефектов. Кроме того, такое устройство чаши задерживало ранее образовавшиеся шлак и плены. Однако падение тонкой струи, всплески металла создавали благоприятные условия для их образования за «заградительной системойж В результате в верхней части отливки Б образовывались пороки в виде шлаковых включений и плен 4. Литниковая система была коренным образом перестроена (рис.
136, б), указанный брак исчез, но появился новый, не менее опасный — усадочные раковины в нижней части отливки, в местах, наиболее разогреваемых струей жидкого металла. Недоливы и неспаи порождаются многими причинами: холодным металлом, низкой начальной температурой кокиля,медленной заливкой, большой газотворпостыл стержней и красок и плохой вентиляцией кокиля. Х Устройство литниковых систем, ускоряющих заливку Ркс. !аа щелеаак (а) л «каоппа» (Е) лптпккопме системы кокплк поршню 1 — чаша; 2 — пктатель;  — прибыль; 4 — место включения шлака к плел;  — отливки а) Виды брака и обеспечивающих ламинарное течение металла в каналах литниковой системы, может быть весьма эффективным средством предупреждения недоливов и неспаев.
Заполняемость можно также значительно улучшить соответствующей окраской, подогревом, вибрацией кокиля. Снижение газотворной способности стержней (за счет подбора соответствующих смесей, прокаливания стержней и т. п.) во всех случаях благоприятно, и эта мера должна осуществляться раньше других. Хороший отвод газов из кокиля — также обязательное условие предупреждения не только недоливов, но и другйх. видов брака. Что касается ускорения заливки, повышения начальной температуры кокиля, температуры заливки и снижения теплоаккумулирующей способности формы как мер предупреждения недоливов, то их использование без оценки вероятности появления других видов брака недопустимо.
Глава ХИ ЛИТЬЕ МАГНИЕВЫХ СПЛАВОВ 1. СВОЙСТВА МАГНИЕВЫХ СПЛАВОВ Особенностью магниевых сплавов является малая плотность и сравнительно большая удельная прочность. Так, удельная прочность магниевых сплавов составляет от 12,8 1до 19,4, алюминиевого сплава АЛ4 — 8,6 — 10,0, высокопрочного чугуна — 6,9— 7,6, углеродистой стали — 7,0 — 9,5, и легированной конструкционной стали — 10,2 — 12,3 кгс см'/(г мм') [71]. Широкое распространение получили сплавы системы Мд— А1 — л.п. К этой группе относятся сплавы Мл3, Мл4 п.
ч., Мл5, Мл5 п. ч., Мл5 о. н. (ГОСТ 2856 — 68). Основным упрочнителем в них является алюминий. Для улучшения того или иного свойства в сплавы вводят дополнительно различные элйиенты. Так, марганец улучшает коррозионную стойкость, кальций повышает жаропрочность, берилий снижает окисляемость сплавов. Более высокими механическими свойствами отличаются сплавы группы Мд — Уп — 2г (Мл12) и особенно с редкоземельными элементами. Из редкоземельных металлов в качестве легирующих добавок чаще всего используются ниодим — сплавы Мл9 (ВМл2), Мл10; лантан — сплав Мл15; редкоземельные цериевой группы— сплав Мл11.
Используют также торий и другие элементы. Сплавы этой группы относятся к тепло- и жаропрочным с достаточно хорошей прочностью при комнатной температуре. Для литья в кокиль преимущественно используют сплавы Мл5, Млб, Мл10, Мл12, Мл15. Основные недостатки магниевых сплавов: их большая склонность к окисляемости в твердом и жидком состояниях и легкая воспламеняемость. Кроме того, они имеют сравнительно низкую жидкотекучесть, повышенную усадку и склонность к образованию горячих трещин (табл.
33). Большинство сплавов на магниевой основе (Мл4, Мл5 и др.) имеют значительный интервал кристаллизации. Последнее, одновременно с повышенным содержанием газов в металле и низкой его плотностью, приводит к образованию микрорыхлот (см. гл. 1Ч) и к понижению свойств металла. Магниевые сплавы (в своем большинстве) чувствительны к влиянию скорости охлаждения. Так, изменение толщины стенки отливки от 4 — 1О до 30 мм уменьшает величину предела прочности сплава с 215 до 150 МПа (21,5 до 15 кгс/мм') и относительное удлинение с 7,5 до 3,50У0. Повышение скорости затвердевания магниевых сплавов увеличивает их плотность, измельчает структуру и, следовательно, улучшает механические свойства.
Ввиду особых свойств магниевые сплавы нашли широкое применение для изготовления отливок различного назначения (94. 151). Из них получают детали от самых простых и мелких до Свойсглла лагниелых сллавбо Рнс. 181. Отливка картер коленчатого напал, масса 8 кг Таблица ЗЗ Литейиые свойства осиовиых магииевых сплавов, примеияемых для литья в кокиль весьма сложных и крупных. Представление о сложности деталей из магниевых сплавов, отливаемых в кокнль, дает рис.
137. Отливки, изготовленные в кокилях, не только обладают высокими эксплуатационными свойствами, но и имеют хороший внешний вид. Одной из особенностей отливок из магниевых сплавов является повышенная их склонность к короблению при затвердевании и термической обработке. Поэтому рекомендуется конструировать отливки повышенной жесткости, для чего предусматривать ребра. При этом следует помнить о повышенной склонности магниевых сплавов к горячеломкости. Следовательно, устройство ребер должно быть таким, чтобы не вызывать торможение усадки кокилем.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
