Иванов (550688), страница 35
Текст из файла (страница 35)
Продолжительность тх — важнейший параметр процесса формирования структуры сплава и внутренних пороков в отливках. Как следует из формулы (6.1), т, тем больше, чем меньше разность температур во второй степени между /кр и /н . При этом на поверхности отливки не всегда образуется твердая корка, и сплав какое-то время проходит через стадии жидко-твердого и твердо-жидкого состояний; укрупняются зерна его, а при объемном затвердевании может образоваться рассредоточенная усадочная пористость. Однако при медленном затвердевании одновременно создаются условия, благоприятствующие процессу фильтрации жидкого сплава из ЛПС в отливку и получению плотного металла в ней с повышенными прочностью и особенно пластичностью.
При замедленном затверде- 1?? й г/ом 2 а,// о,б 89 у Ойогнъо,нн 74 78 8,8 б,а 77 58 78 8,7 88 1,б 17 о 7оа боа оаа й о 8' 87 О !О О Оаа аад )7аа абба Е,еа Рнс. З.б. Лннейное ресынренне а есновы оболочкн: ! — непрозрзчное кварцевое стекло (плзвленмй кварц)(ЯО,); 2 — цнркон (Егоьх ХЗ!0,); б — швмот (ЗА)ЗО, З)О,)! 4 — склнмзкнт (А1,0, Зюр); б — влектрокорукд (ссА1,О,); б — мвтнезнт (Мбо); 7 — кварц крнстзллмческнй (б!ОЗ) Рнс. б.т. Влнннне темпервтуры Формы нв свойства бронзы Оцсб-б-б: а — средний размер зерна; р — платность', пв — временное сопротнвленке прн рвств- менкз; На — твердость по Брвнеллкк б— относнтельное удлнвенне ванин увеличивается продолжительность проникновения расплава в образующиеся межкристалл9(тные усадочные пустоты, т. е.
улучшается питание отливок; растворенные в сплаве газы успевают выделиться и удалиться из отливки. На рис. 6.2 приведены опытные данные для бронзы БрОЦС 5 — 5 — 5. Аналогично улучшаются свойства сталей типа коррозионно-стойких и углеродистых (см. гл. 8). Для того, чтобы оболочка, нагретая до 900 — 1000 'С, аккумулировала теплоту перегрева и кристаллизации, например стали, толщина ее должна быть близка к толщине отливки или больше. Это всегда следует учитывать при расположении отливок в блоке. В горячих формах вследствие благоприятных условий фильтрации при обязательном обеспечении направленного затвердевания в сторону цнтающнх элементов (стояка, коллектора, прибыли) и достаточного запаса расплава в них к концу полного затвердевания теплового узла получают плотные, без усадочных пороков, отливки. При повышении температуры формы увеличивается радиус (дистанция) действия прибыли.
Замедленное остывание в горячей форме затвердевшей отливки способствует уменьшению температурного перепада в толстых н тонких частях ее, вследствие чего снижаются 179 6.2. КЛАССИФИКАЦИЯ ОБОЛОЧКОВЫХ ФОРМ В основу классификации положены линейное расширение образца оболочки при нагреве, конструкция формы, ее химические свойства. Линейное расширение оболочки. Оболочка состоит из 95 — 97 % основы (часто называемой наполнителем) и связующего, которое в виде тончайших пленок цементирует зерна основы.
Линейное расширение оболочки определяет главным образом основа (рис. 6.3), Конструкция оболочковых форм. Тепловое расширение основы и масса отливок определяют конструкцию оболочковых форм и, следовательно, условия прокаливания их и заливки (табл. 6.1, рис. 6.4). Таблица б.а Классяфиаации оболочяовык форм форма, ввиейное Расширение Ио — 1ооо 'с! Порошок, его форму»а Конструкцн» 1см. рис. 6.4! Свойства окислов Истинно оболочковая Очень малое ( 0,04 %) Аморфный кварц, Б!Оа Кислотные Магнезит, МйО Основные Оболочковая с сыпучим наполнителем Большое ( 1,1 %) Кристаллический кварц, 8!Ов Кислотные Оболочковая с прочным на- полннтелем Очень большое (-1,4%) Кристаллический кварц, 51О Кислотные 1Тй температурные напряжения н вероятность образования трещин.
Однако расплав и его окислы могут проникать в поры оболочки, образуя механический и химический пригар. Поверхность отливки окисляется, а поверхностный слой, например стали, обезуглероживается на глубину до 1 мм. На отливках из высокохромистых сталей наблюдаются поверхностные пороки в виде пятен или точек (питтннги), углубляющихся в тело отливки до 0,6 мм.
При заливке в горячую форму требуется особый подход к выбору состава оболочки в зависимости от природы сплава. Таким образом, нагревом и охлаждением оболочки перед заливкой расплава можно регулировать ход процесса кристаллизации, а выбором формовочных материалов обеспечивать получение качественной поверхности отливок из любых сплавов. Рнс. 6А. Схемы конструкций оболочковых Форм при вааиивег 1 — истинно оболочковых; (1 — оболочкавых; 111 — с сухим сыпучим опорным наполнителем; 1Р— с прочным наполиителем; А — беа торцового наполнителв; Б — с торцовым (прочным) иаполннтелем;  — в опоках; Г .— беа опок / и 1 л Конструкция 1 — оболочки прокаливают любым способом с любой возможно большей скоростью нагрева; заливают расплав в горячие или охлажденные оболочки; трещины в них не образуются; такие формы называют истинно оболочковыми. Конструкция П вЂ” оболочки прокаливают 2 — 3 ч, постепенно их нагревая, заливают расплав только в горячие оболочки.
При быстром прокаливанни нли заливке охлажденных оболочек в них образуются трещины. Конструкция П1 — оболочковые формы, не выдерживающие резкого изменения температуры, вследствие чего их заформовывают в сыпучий;опорный наполнитель (см, рис. 6.4, Л и Б). Роль наполнителя — фиксирование в пространстве положения оболочки, предохранение ее от быстрого нагрева и охлаждения и разрушения при заливке. Возможны три способа изготовления форм с сыпучим наполнителем: из оболочки выплавляют модель; затем ее заформовывают в опоку и прокалнвают (рис.
6.4, П1 А); оболочку после выплавления модели прокаливают и перед заливкой заформовывают горячим наполннтелем; в опоку заформовывают оболочку вместе с заключенной в ней моделью, выплавляют модель в положении, перевернутом на 180', и затем форму прокалнвают. Прн всех способах наполнитель используют многократно. Формы с сыпучим наполнителем следует заменять истинно оболочковыми, чтобы при прокаливании до 900 — 1000 оС исключить нагрев опорного наполнителя, масса которого в 8 — 16 раз больше массы оболочки. 1зо Конструкция /У = оболочковые "формы о прочным наполнителем (6.4, В и Г).
Форма не выдерживает резкого изменения температуры и не обладает достаточной прочностью, поэтому пространство между оболочкой и опокой заполняют жароупорным бетоном, который приобретает прочность после его твердения, суп!ни и прокаливания формы. Такие формы следует применять при получении крупногабаритных отливок (более 0,6 м). Химические свойства. В зависимости от используемого огнеупорного материала основы оболочки (т. е.
окисла и соединений окислов), а также связующего, оболочковые формы разделяют на кислые, амфотерные и основные. При заливке сплавов, таких, как марганцовые стали, образующих основные окислы, следует применять оболочки только из основных окислов.
6.3. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ОБОЛОЧКОВЫХ ФОРМ Формовочные материалы включают основу, связующее, раствори- тели, добавки. Основа может быть пылевидной для суспензнй и зернистой для обсыпки слоев суспензий на блоках моделей, Основа оболочковых форм. Материалы основы состоят из окислов или их соединений (табл.
6.2). Таблица 5.2 Материалы основы оболочки (порошка) Фпзяко-хямкческяе своаства Рекомея. дуемзя поверхяость пылевядяого матепяала. мз/кг Козффкцяект лппеапого расщяреяяя, 1/'С Матерзал я хпмкческая бюрмула /пл 'с р,„ кг/и" Хпмпческяе Окислы Кварц кристаллический ЯОз Кварц плавленый (аморфный) НКС ЯОз Электро кору нд белый аА120е Окись магния (магнезит) М20 Соединения окислов дистен-силлимайнт А1 О Згб Циркон 210~ 51О Высокоглиноземистый шамст ЗА)зОз.ЯОз Муллит ЗА!вОа 2ЯОз 13,7 1О з 0,510з 8,6 1О з 13,5 1О з 400 †6 400 †6 600 †7 500 †6 1713 1713 2650 2200 Кислый Амфотерный Основной 2050 2400 3900 3870 Слабо- кислый То же Амфотерный 500 — 600 600 — 800 1545 3250 5,1 !О а 5,3.10 ' (4,8 —: ° 57) 10-е 1800 1600 4570 3000 1810 181 П р к м еч а е п я.
1. Самоа ккзкоа стоакастью в вакууме обладает магяезят. 2. Температуры плавлепкя указаны для чястых океслов. 3. Рекомендуемая дясперспость пылевядкмх материалов <бо мкм, обсыпочяого ма терпела первого слоя О.! — О.!6 мм я последующпх слоев 0,316 †,О мм.
Е. Для дястеп-сяллямакета я муллята указаям температуры дяссоцяацяк яа А!зпа п вязкую евтекткческую мядкосгь (ШО,). 81 Рис, 0.0. Схемы «реммехислороднмх тетраедров в кваРце: а — кристаллическом; б — аморином (плавлеиомъ Штриховыми линиями покаааны возможные линии раскола прн их измельчении О к и с л ы. Кварцы 310а используют кристаллической и аморф- ной модификации. Первый — природный, второй получают искус- ственно плавлением первого и часто называют плавленым кварцем, или кварцевым стеклом.
Отличаются они строением (рис. 6.5) и тер- мическим расширением, Кварц кристаллический добывают в карьерах в виде кварцевых песков — формовочных и более чистых — стекольных. При нагреве и нормальном давлении он претерпевает четыре полиморфных пре- вращения с изменением плотности (от 2650 до 2200 кг/мб): 073 'С 070 'С 1470 'С Превращения Р-кварц е. ~ сб-КиарЦ + ~ а.тРидимит зобо 2000 гнз с ч.— о а-кристобаллит ~ о плавленый кварц зззо ззоо Наиболее существенно быстропротекающее превращение при 573 'С, когда при нагреве увеличивается линейный размер на 1,4 %.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
