Бураков (550672), страница 64
Текст из файла (страница 64)
Первая ступень состоит в нагреве до 630 К и выдержки при ней втечение 3 ч, вторая ступень: нагрев до 690 К с выдержкой перед закалкой 21 — 29 ч. Для отливок из того же сплава, но отлитых в кокиль, достаточным является одноступенчатый нагрев под закалку до 688 К с последующей выдержкой в течение 8 — 16 ч, Термическим обработка и виды брака Максимальное повышение прочности магниевого сплава обеспечивается искусственным старением или закалкой с последующим старением.
Одной закалкой достигается максимальная пластичность, что можно объяснить образованием однородного твердого раствора. Старение же приводит к выпадению из этого раствора различных упрочняющих фаз, снижающих пластичность, В работе (94! приведены два режима термообработки сплава Мл5, модифицированного магнезитом. Первый режим (нагрев и выдержка 12 ч при 688 К (415' С) с охлаждением на воздухе) позволили исходные свойства ое =- 182 МПа (18,2 кгс1мме), о, = = 159 МПа (15,9 кгс/мм') и 6 =-4,1% изменить соответственно на 193, 103 и 8,5.
Второй режим (выдержка 12 ч при 450 К (175 С) с последующим охлаждением на воздухе) позволил получить и„= 211 МПа, о, = 157 МПа и 8 = 3,5%. Отжиг обязательно применяют для отливок, которые не подвергаются другим видам термообработки. При термообработке нагрев выше 575 К необходимо проводить в защитной атмосфере. По этой же причине не проводят закалку в воду. Ввиду малой скорости диффузии вполнедостаточно охлаждение в струе воздуха. Иногда используют горячую(369 К) воду. Основными видами брака отливок из магниевых сплавов при литье в кокиль являются: горячие трещины, недоливы, неспаи, усадочные рыхлоты, газовые раковины, неметаллические включения и утяжины.
Горячие трещины образуются в местах резких переходов сечений отливки или в перегретых участках. Основные меры борьбы с трещинами прежде всего должны заключаться в соблюдении установленного темпа работы кокиля, в применении рассредоточенной системы питателей и в своевременном извлечении отливки из кокиля. Неспаи и недоливы могут быть связаны с низкой температурой заливаемого металла и кокиля.
В этом случае необходимо экспериментально уточнить температуру заливки и температуру подогрева кокиля. Рыхлоты и утяжины возникают в результате дефицита питания отливок. Чтобы предупредить этот вид брака, необходимо отрегулировать систему охлаждения кокиля, обеспечив равномерное или направленное затвердевание отливки. Для этого используют окраску (различной толщины) кокиля, его искусственное охлаждение или обогрев. Кроме этого, необходимо организовать хорошее питание массивных частей отливки, применять подвод металла через несколько питателей во избежание местного перегрева.
Газовые раковины преимущественно образуются в результате плохой подготовки сплава, недостаточной вентиляции формы, местного перегрева. Во избежание неметаллических включений следует прежде всего тщательно приготовлять сплав и вести заливку формы. В некоторых случаях требуется изменение литниковой системы. 1'лава ХИ1 ЛИТЪЕ МЕДНЫХ СПЛАВОВ 1.
КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СПЛАВОВ В машиностроении медные сплавы — латуни и бронзы — получили широкое распространение. Литые латуни — многокомпонентные сплавы, в состав которых, кроме меди и цинка, входят один или несколько легирующих элементов: алюминий, никель, железо, кремний, марганец, олово, свинец. Легирующие элементы придают латуням специальные свойства или улучшают ординарные (прочность, литейные свойства и пр.). Структура латуни обычно состоит из а-твердого раствора цинка в меди; при наличии в ней более 30% Лп в структуре содержится кроме и-твердого раствора и р-твердый раствор, основой которого является химическое соединение Сн2п. Увеличение содержания цинка приводит к увеличению в структуре сплава твердого раствора р, к повышению прочности и к снижению пластичности.
Количество р-раствора увеличивается и при повышении скорости затвердевания отливки. Латуни отличаются небольшим интервалом кристаллизации, что обусловливает их хорошую жидкотекучесть. Вместе с тем они имеют большую усадку: 1,6 — 2,6',4, в зависимости от их химического состава (минимальная усадка у марганцовистых латуней, максимальная — у алюминиевых). Обычно латуни имеют малую склонность к образованию усадочной пористости, исключение составляют алюминиевые. Присутствие в латунях кремния увеличивает растворимость водорода и ухудшает качество отливок 11091. В качестве основных компонентов бронзы могут быть олово (оловянные бронзы) и алюминий (алюминиевые бронзы). Кроме этого, применяют марганцевые, кремнистые, бериллиевые, свинцовые, сурьмянистые и другие бронзы. Свойства каждого из сплавов определяются в основном количеством основного легирующего элемента.
Зависимость механических свойств оловянной бронзы от содержания олова показана на рис. 141. Оловянные бронзы имеют усадку в пределах 1,4 — 1,6'/О и относительно высокую жидкотекучесть. Жидкотекучесть понижается с повышением содержания олова; присутствие цинка, свинца, никеля увеличивает ее значение. Так, бронза Бр.ОЦ 10-2 имеет жидкотекучесть, равную 21 см, а бронза Бр.ОЦС 3-12-6— 60 см.
Вместе с тем оловянные бронзы, ввиду большого интервала кристаллизации, имеют повышенную склонность к образованию усадочной пористости. Увеличение скорости затвердевания отливок из оловянных бронз повышает их герметичность. Свинцовые бронзы подвержены сильной ликвации вследствие особенностей кристаллизации, которая происходит в несколько Особенности процесса и качество отливок е0 рнс. зль завнснность неканнчвскнк свойств бв,' ат ьв оловвнной бронзы от содержанок олова Шота сг, /, стадий и сопровождается расслое- оа нием расплава на два жидких слоя бв (монотектический процесс). Умень- Яо на шить и даже устранить ликвацию Мд,сне можно ускоренным затвердеванием отливки. бт с,б Алюминиевые бронзы дают га рд плотные отливки (ввиду малого сн рг интервала кристаллизации), но Г О б В М гх Хо„ % имеют большую усадку и повышенную окясляемость в жидком состоянии, что объясняется болыпим сродством алюминия к кислороду, Отливки из кремнистых бронз так же, как из кремнистых латуней, легко поражаются газовой пористостью, причиной этого является кремний.
Увеличение количества свинца в кремнистых бронзах способствует получению более плотных отливок, но ухудшает их механические свойства. В последнее время все более широкое распространение в электромашиностроении получают фасонные отливки из практически чистой меди с весьма малым количеством легирующих элементов (до 1,0%), повьппающих ее прочность и улучшающих литейные свойства. Чистая медь, имея высокую электропроводность, отличается низкой прочностью и плохими литейными свойствами— низкой жидкотекучестью, значительной усадкой (1,8 — 2,0%), что способствует образованию трещин, усадочных раковин и пор в отливках.
Кроме того, жидкая медь способна растворять большое количество газов, выделение которых при затвердевании вызывает образование газовых'раковин и'пористости. Окислы меди, растворяясь в расплаве, обогащают его'„кислородом, снижают электропроводность и ухудшают и литейные, и механические свойства металла. Электропроводность меди снижается также при вводе некоторых элементов. Это необходимо учитывать при выборе легирующей добавки для улучшения механических и литейных свойств.
Такими элементами, например, являются кадмий и хром. В сплаве меди с 0,6 — 1,0% Сс( сохраняется 05% электропроводности и повьппается прочность до 710 МПа (71 кгс!ммв). Ввод хрома до 0,5— 0,7% снижает электропроводность на 20%, но значительно повышает прочность и жаропрочность. Однако эти присадки не устраняют повышенной склонности меди к образованию горячих трещин.
2. ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССА И КАЧЕСТВО ОТЛИВОК Литье в кокиль медных сплавов обеспечивает повышение свойств металла, что объясняется особенностями затвердеваиия, кристаллизации и питания отливки в условиях ускоренного за- Лишье медных сплавов твердевания (гл. П вЂ” 17). Так, например, бронза Бр. 7йЖ9-4 при литье в песчаные формы имеет о, = 400 МПа (40 кге1мм') и 6 = = 10%, а при литье в кокиль — 500 МПа (50 кгс/ммз) и 12% соответственно. О понышении механических свойств оловянной бронзы при увеличении скорости затаердеаания говорилось а гл. 1!! (см, рис.
16 и 16) при обсуждении вопроса о комплексном параметре процесса кристаллизации. Отливки из бронз со свинцом (Бр ОЦС 4 4-17, Бр АЖС 7-1,5 1,5 и др.) при замене песчаных форм кокилями значительно повышают антифрикционные свойства и износостойкость, что связано с резким измельчением включений свинца. Некоторые медные сплавы (например, оловянные бронзы) при литье в кокиль настолько повышают свои свойства, что оказывается возможным заметно уменьшать в них дефицитные добавки.
Благотворно действует на структуру и свойства сплавов Сп— Ьп — Н1 повышение скорости затвердевания с одновременной добавкой алюминия; в этом случае свойства сплава в литом состоянии приближаются к свойствам термически обработанного, отлитого в обычных условиях (без алюминия и в песчаных формах). О преимуществах литья в кокиль свидетельствует, в частности, тот факт, что латунные отливки могут устойчиво выдерживать давление свыше 30 кгс/смз только тогда, когда они отлиты в кокиле. Только при литье в кокиль можно обеспечить достаточную плотность отливок из оловянных бронз. Уменьшение и полное устранение брака по газовым раковинам в отливках из кремнистой латуни возможно только при замене песчаных форм кокилями.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
