Бураков (550672), страница 68
Текст из файла (страница 68)
Если во вдувном отверстии дополнительно выполнить пазы (А. с. № 395168), то можно при выталкивании пробки удалить значительную часть облицовки (рис. 150, в). Для очистки фигурной полости кокиля в условиях комплексно- механизированных и автоматических линий применяют дробеметный способ или обдув сжатым воздухом. Для первого способа требуются сложные установки. При обдуве сжатым воздухом возникает необходимость скалывания ленточки смыкания механическим путем. Для этого применяют механическое устройство.
Опыт 316 Лиглье в облицованные кокили Рис. 1б1. Схема формнровавмя облицовки нэ сыпучего материала иа осмове У-процессаг ! — модель; у — рабочая поверхность модели; 3 — пленка; 4 — труба для присасывапия пленки к поверхности модели;  — кокиль; б — отверстие с заглушкой для подачи аериистого формовочного материала; 7 -- труба для вакуумяроваиия полости облицовки очистки кокилей сжатым воздухом показал, что качество очистки повышается при импульсной подаче воздуха. Особая разновидность облицовочного кокиля.
В 1971 г. в Японии предложен принципиально новый способ изготовления форм: на модель наносится пленочный легкодеформируемый материал, устанавливается опока, пространство между пленкой и опокой заполняется сыпучим формовочным материалом, в поровом пространстве зернистого наполнителя создается вакуум и, наконец, модель извлекается из формы. Ясно, что плотная упаковка песчинок и конфигурация рабочего гнезда формы сохраняются вследствие разности давлений вне и внутри порового пространства сыпучего формовочного материала. Описанный способ изготовления форм получил название 17-процесса.
Если толщина песчаного слоя мала и опока имеет дно, конфигурация которого отображает контур модели, то получаемая при этом литейная форма представляет собой, по существу, облицованный кокиль (рис. 151). 2. ЛИТЪЕ ЧУГУНА Закономерности формирования структуры. Свойства чугуна определяются главным образом его микроструктурой. К числу определяющих факторов структурообразования относятся условия затвердевания и охлаждения затвердевшей отливки. Охлаждение отливки в высокотемпературной области регламентирует первичную кристаллизацию, а охлаждение в низкотемпературной— перекристаллизацию. Из этого следует, что особенности формирования микроструктуры чугунной отливки в облицованном кокиле проявляются в той мере, в какой изменяются условия ее затвердевания и последующего охлаждения.
При Ха~Ха - 1 влияние кокиля проявляется в течение всего периода пребывания Литье чугуна 317 дь гб, г 4 а у г 4 б а юбгггьй а г 4 б бага а) б7 Рис. 182. Иамеиеннв длины пластинок граФнта по толщине стенки чугунной отливки при раалнчиой толщине облицовки: а — средние аиачении по серии плавок; б — средине значении по одной плавке; кри- вые 1 — б — толщина облицовки соответственно 1О, 8, 8, а и 2 мм отливки в форме. Чугунная отливка затвердевает в двухслойной форме так же, как и в обычной песчаной, если Х81Х1 > 2 (20). Ясно, что при толщинах облицовки, соизмеримых с Х,, захолаживающее влияние кокиля проявляется в основном в низкотемпературной области формирования микроструктуры отливки.
Обратимся к экспериментальным данным. В статье !183) приведены результаты обширных исследований влияния толщины облицовки на кристаллизацию серого чугуна. Опыты проводили при заливке пластин размером 150 Х 150 мм толщиной 9 и 19 мм. Облицовку из смеси на фенолформальдегидном связующем варьировали по толщине в пределах 2 — 10 мм через каждые 2 мм. Толщина стенки кокиля составляла 80 мм. В опытах выдерживали постоянный состав шихты и режимы плавки и заливки: 10 кг металла быстро расплавляли в индукционной печи, перегревали до 1670' К и заливали при 1620 К.
Состав чугуна был близок к эвтектическому: 3,7 — 3,8% С, 1,77— 1,8% 81, 0,66 — 0,72% Мп, 0,095 — 0,1% Р, 0,024 — 0,029% Ь. Отливки удаляли из формы после эвтектоидного превращения. Результаты исследований представлены на рис. 152 и 153. Длина пластинок графита возрастает с удалением от поверхности отливки, затем переходит в область постоянных значений. Последнее обстоятельство проявилось наиболее четко при 2Х, = =- 19 мм (рис. 152, а).
Опыты с металлом одной плавки и, следовательно, при одинаковых условиях зародышеобразовання показали, что переход длины пластинок графита в область постоянных значений сдвигается вглубь от поверхности отливки по мере увеличения толщины облицовки Х,б (рис, 152, б). Твердость отливок повышается с уменьшением Х,б и 2Х, (рис. 153). Характер распределения твердости по сечению отливки аналогичен изме- 818 Лил(ее в облицованные кокали НВ 770 НВ 220 200 700 (00 (00 0 2 4 нн 0 2 4 0 В. на Рис. !зз.
Изменение твердости ио толщине 9Х, =- (9 мм (и) и 9Х, = 9 мм (б) стевин илосниз отливал из серого чугуна ири различной толщине облниовзн. Обозначении кривил те же, что н иа рис. (59 нению длины графитовых включений: в поверхностных слоях твердость падает, а в остальной части сечения имеет постоянное значение. Приведенные экспериментальные данные вполне объясняются особенностями затвердевания и охлаждения отливок.
Начальные участки кривых на рис. 152 соответствуют тому этапу формирования структуры, когда условия затвердевания отливки определяются неметаллическим слоем формы. После того, как в облицовке устанавливается почти линейное температурное поле, ее роль сводится к постоянному термическому сопронтвлению между отливкой и кокилем. Это обстоятельство в сочетании с массивным кокилем 1Хв('Х( )> 1) обеспечивает постоянство скорости затвердевания, чем и можно объяснить горизонтальные участки кривых на рис. 152.
Вывод о постоянстве скорости затвердевания при указанных выше условиях непосредственно следует из анализа формул 123). Ясно, что в данном случае речь идет о постоянстве во времени; с увеличением Х,б скорость снижается. Из рис. 152, б видно, что переход к режиму затвердевания с постоянной скоростью осуществляется тем позже (или, что то же самое, тем дальше от поверхности отливки), чем больше Х,б. Анализ показывает, что, если затвердевание отливки в кокиле протекало с постоянной скоростью, то и эвтектоидное превращение имеет практически постоянную скорость. С этим связана одинаковая перлитная основа по всей толщине стенки отливки в описанных выше опытах. Этим же объясняются горизонтальные участки кривых на рис. 153.
Повышение твердости в поверхностных слоях пластин связано с наличием в них более мелких включений графита: твердость чугуна является интегральной характеристикой, зависящей как от твердости металлической основы, так и от графитовых включений. Литье чугуне Рнс. 154. Зависимость толщины стенкн отлнвкн не серого чугуна (3,43',4 С, 1,23 — ),кеу ап 0,8 — 0,8М Мп, о,гце Р н 2Х, 0,1%5) от толщины песчано-смоляной ойлнаовкн прн уславин получемна твердости нв 220 †2 14 12 На рис.
154 показана зависимость тол- м шины стенки чугунной отливки от Х, 8 при условии получения твердости НВ в пределах 220 †2 116?!. Опыты проводили при Х, = 7,0 мм; чугун имел у 8 1 8 р 18 пхщ,т состав, %: 3,45 С; 1,75 — 1,8 5!' 0,8 в -рннййд 0,9 Мп; 0,3 Р; 0,1 Ь. Металл заливали ' 3-', ",431 при 1618 — 1633 К. Замечено, что повышение', начальнойзхтемпературы формы на 100 град, снижает твердость НВ на 10 ед. Эти данные дополняют рассмотренные выше: влияние Х, на твердость и, следовательно, микроструктуру чугуна проявляется и при использовании тонкостенного кокиля. Приведенные данные свидетельствуют о достаточно широких возможностях управления структурообразованием при литье чугуна в облицованный кокиль, а также о том, что эти возможности согласуются с особенностями процесса теплообмена в системе отливка — облицованный кокиль.
Примером рационального использования возможностей облицованных кокилей могут служить разработанные в НИИСле промышленные процессы получения высококачественных чугунных отливок. Некоторые из этих процессов рассматриваются ниже. Их термические параметры рассчитывали по формулам гл. П, при этом учитывали положения глав П1 — Ч1 и параграфа 1 настоящей главы. Распределительный вал двигателя автомобиля «Москвич-412» изготовляют из низколегированного серого чугуна; масса отливки 3,7 кг.
К этой детали предъявляются особые требования; отбел на носиках кулачков и эксцентрика — глубиной не менее 1,5— 3,0 мм при твердости НГ«С не менее 49, твердость НВ сердцевины в радиусе 6 мм — не более 269, точность размеров — не ниже П класса по ГОСТ 1855 — 55. Технология получения распределительного вала в облицованном кокиле — яркая иллюстрация больших возможностей такой формы для получения отливок с дифференцированной структурой. В рассматриваемом случае поверхность кокиля, которая оформляет отбеленные участки отливки, не облицовывается; в остальной части рабочее гнездо формы имеет покрытие толщиной 3 — 5 мм (в зависимости от сечения соответствующего элемента отливки) и толщиной 8 мм на питающих отливку бобышках, Анализ микроструктуры отбеленных участков кулачка показал, что первичный цементит имеет столбчатую ориентацию, что обеспечивает, как известно, наиболее высокую износостойкость детали.
Г1о мере удаления от рабочей поверхности отливки ориен- Литье в облицованные долили туГ у«По~ ГТПП 7гоо уупп 7ППП опп опо 7пп ппп 5пп топ ~п гпо ИП 5ПП «оп 5ОО ОП 7 7ПО Впп ОПП 4ПОО НОО 4Г«П й о Рис. 1аа. Температурные кривые распределительного вала двигатели автомобмли емос квит-4!т» 1 литье в облнмованные кокнли: 1 — 4 — термопары, установленные в отливке;  — термопара на поверкностм кокали тация цементита нарушается и увеличивается количество перлита. В «затылочной» части структура кулачка содержит до 3% цементита. На рис. 155 представлены кривые изменения температуры элементов отливки распределительного вала двигателя автомобиля «Москвич-412».
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
