Иванов (550688), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Обработанные данные 50 Ох мамук ! ооа 0,5 о,! О,у од о,! о гаа 700 20 по всем подвергнутым го ~им испытанию отливкам со стенками различной толщины б представлены на рис. 1.6. Как видно, с уменьшением толщины стенки механические свойства стали понижаются; причем при заполнении полости формы сверху они несколько ниже, чем при заполнении снизу. Понижение механических свойств литой стали с уменьшением толщины стенок можно объяснить тем, что сравнительно тонкие стенки затвердевают очень быстро, причем окислы и газы, замешанные в жидкую сталь при заливке, не успевают выходить из иее.
Кроме того, при быстром затвердевании в тонких стенках может образоваться пористость усадочного происхождения, так как затруднены условия фильтрации жидкой фазы. При испытании образца на растяжение разрыв происходит в том месте, где находится наибольший дефект. Прочностные и пластические свойства стали в этих местах снижаются, вследствие повышения содержания окислов и эмульгированных газов, которые образуются в большом количестве при заливке формы сверху. Исследования показали, что принятая трефовидная и клиновидная конструкции пробы и взятые из стандарта значения механических свойств литой углеродистой стали не могут характеризовать действительные механические свойства отливок, изготовляемых по выплавляемым моделям.
Их нельзя также принимать и для расчетов при конструировании отливок, так как толщина стенок в отливках чаще всего составляет 2 — 5 мм, в то время как толщина пробы по ГОСТУ принята 13 — 18 мм. Только для элементов отливок, где обеспечено направленное затвердевание и достаточное питание затвердевающей части, можно принять данные ГОСТа. Свойства следует определять по круглым и прямоугольным заготовкам-пробам, а не по клиновидной и трефовидной пробам.
Для более тонких частей отливки при отсутствии направленного затвердевания в направлении С1рис. 1.7, а) значения механических свойств по сравнению со значениями, рекомендуемыми ГОСТом, уменьшаются: ов на 10 — 20 %; 6 на 15 — 25 .%; ф на 20— 30 %. уо, г/смг 7»В 77 7,7 7,7 ~С а) 7,7 7,7 778 0 2,5 50 70 75 Найуск яо стенду, % Высоты Рме. 1.7. Схемы яаправлення аатвердевання металла в отлнвкак: о — равно«генная отлнвка; б — отлнвка е напуском; А, З и С вЂ” найравлення продвнження фронта ватвердевання Рне. 1.8. Завненмоеть плотноетп отвея сал от напуека ва етенвв отлнвкн Рне.
1.8. Схема обравованпя «горячего» узла вслед«тане перекрещнвання тепловых потоков: и — Сопряженне стенок в отлнвке е обрааованнем внутреннего угла; б — «горячнй» острый угол 1 на фоРме н перекрещявающнеея тепловые яотокн 21 В тех случаях, когда требуется обеспечить наиболее высокие механические свойства металла в определенных стенках отливок и высокую их герметичность, необходимо создавать направленное затвердевание металла отливок в форме и достаточное питание их из литниково-питающей системы. Направленное затвердевание может быть обеспечено следующими методами. 1.
Конструированием стенок отливок с применением напусков, как.показано на рис. 1.9, б. Целесообразен напуск в пределах б— 10 84 высоты стенки (рис. 1»8). 2. Назначением соответствующих радиусов г во внутренних углах а сопряжения стенок отливок или на внешних углах 1 формы (рис. 1.9). 3. Назначением соответствующих расстояний а между отливками или их конструктивными элементами. При сравнительно близком (4 — б мм) расположении стенок отливки между собой затвердевание Рнс. 1.
1е. затеердеванме двух отлн- вокг а — блнеко расположенных одна к друтоп: порнстость выыла на по. верхность прн расстонннн между отливками а = Е мн; б — расположенных под углом происходит по схеме, показанной на рис. 1.10, а. а) 4 При этом осевая~ пористость перемещается на взаимно обогреваемые поверхности отливок. При расположении отливок или их стенок под углом 3 — 5' (рис. 1.10, б) пористость перемещается в верхние отливки, при а > 6 мм порнстость перемещается ближе к центру стенки. 4. Применением конических прибылей-обогревателей С, располагаемых между отливками (рис. 1.11). Чтобы обеспечить наиболее высокие механические свойства металла в отливках и высокую их герметичность, необходимо заполнять формы металлом снизу, в положении, показанном на рис. 1.11, б. Затем форму нужно повернуть на 180', чтобы обеспечить необходимое направленное питание из литниково-питающей системы.
5. Управлением продвижения фронта затвердевания по схеме (рис. 1.12, а), когда оно происходит только по стрелке С и при отсутствии зарождения кристаллов на боковых поверхйостях в направлениях А и В. Если сплав направленно затвердевает'в литейной форме с открытой нижней торцовои частью (без изоляции), которая находится в контакте с водоохлаждаемым холодильником ( ис. 1.12, б), то в отливке образуется тоикостолбчатая структура. сли направленное затвердевание сплава происходит в литейной форме с закрытой нижней торцовой частью формы (с толщиной изоляции в 5 — 6 слоев оболочки формы), то в отливке образуется крупностолбчатая структура (рис.
1.12, в). При уменьшении числа слоев оболочки формы в отливке будут образовываться структуры промежуточные. Для жаропрочного сплава ЖС6-К была опредеРнс. 1.11. Затвердеванне отлнвок прн воадевствнв коннаеского обегреватаав: ! а) а — схема аатвердеваннн: б — блок лопаток с обогревателямн С Рнс. Гна. Направленное аатвердеванне отлнвоа: а — схема аатвердевання; б — с отнрытой полостью; в — с аа. крытой полостью лена оптимальная столбчатая структура, благодаря которой ресурс турбинных лопаток увеличен более чем в 2 раза. Ез. ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУИРОВАНИЯ ОТЛИВОК Объединение отдельных деталей в одну отливку.
При изготовлении деталей, механическая обработка которых очень сложна, а иногда и невозможна без разделения детали на простейшие элементы, литье по выплавляемым моделям дает возможность объединять несколько отдельных мелких деталей в одну общую конструкцию. Прн этом учитывают экономическую целесообразность получения цельнолитого узла. На рис. 1.13 приведен пример целесообразной замены одной отливкой сложного сварного узла — корпуса ручек управления, состоящего из пяти деталей, штампованных из стали 50, с последующей механической обработкой. Применение отливки взамен штампованных заготовок, подвергаемых механической обработке н сварке, в 3 раза снизило потери металла в стружку и в 2 раза уменьшило трудоемкость механической обработки, На рис.
1.14 показана ложная тонкостенная деталь со стенками толщиной 2 мм и наибольшим размером 344 мм, отлить которую можно только методом литья по выплавляемым моделям, так как только в нагретой до 850 — 900 'С форме можно обеспечить заполнение тонких стенок. Для получения отливки применяли специальный способ изготовления модели. В стержневом ящике получали растворимые стержни (рис. 1.15, а), которые набирали в пресс-форму (рис. 1,15, б), и заливали модельный состав, после чего модель помещали в воду для растворения стержней. На рнс. 1.15, в показана модель (часть стержней растворена), Раньше такую деталь выполняли из 80 П-образных свариваемых элементов, вырубленных и штампованных нз листовой стали толщиной 2 мм. Применение литья взамен штамповки и сварки в 3,5 раза 23 а) Рнс. 1.13.
изготовление детали на мати заготовок (1 — ди а — сваркой их (старая тех- иологняп о — отливка детали ио аыилавляемым моделям (ио. вая технологняг снизило потери металла при холодной штамповке и трудоемкость при сварке. Расчленение деталей. Иногда целесообразно расчленить крупногабаритную дегаль на несколько литых заготовок меньшего размера, а затем из отливок с помощью сварки изготовить деталь. На рис. !.16, а показана лито-сварная деталь с наибольшим размером 660 мм. Изготовление такой детали сваркой из четырех одинаковых литых частей (рис.
1.!6, б) оказалось наиболее целесообразным. Армирование. деталей. Применение армирования отливок вкладышами значительно улучшает технологичность деталей. Армированием можно устранить скопление металла на отдельных участках. С помощью трубок можно получить сложные криволинейные отверстия, которые нельзя выполнить керамическими стержнями, Примером служит турбинная лопатка (рис. 1.17), Стальные трубки внутренним диаметром 2,4 мм и толщиной стенок 0,3 мм применяли в виде вставок в пресс-форму. При заливке лопаток сжатый воздух е4 Рне. Г Ле. Саонная тонкоетенная деталь в трубки не подавали, так как сечение отливки было небольшим. Концы стальных трубок были за- ы н попадания в них суспензии. / ' »за' Аналогичным способом .РР ~ ", ',, а :34 4 от, к, ((~ аю' пользуемые для подачи топлива в камеру сгорания.
Форсунка имеет два отверстия (одно диамет- 1 ~ фь ~~ ., / / ром 4,75 мм, другое , ~ ~ ' ~ ' I 3,2 мм). Пресс-форма для / выплавляемой модели была сделана так, чтобы можно было установить трубки из коррозиоиностойкой стали со стенками толщиной 0,8 мм и, таким образом, изготовлять модели с расположенными внутри них трубками. Модели литниково-питающей системы присоединяли к моделям отливок. Трубки со стороны литниковой системы соединяли между собой. В таком виде на модельный блок наносили оболочку и заформовывали в опоку с выводом трубок в нижнюю часть.
После выплавления модели и прокаливания формы к одному концу трубки присоединяли шланг для сжатого воздуха. В процессе заливки и затвердевания металла трубки охлаждали сжатым воздухом, идущим по трубкам под давлением 0,05 МПа. Таким образом, была решена проблема получения мелких отверстий в отливках сложной формы. Выбор толщины стенки отливки. При выборе толщины стенок отливки следует принимать наименьшую, обеспечивающую требуемую расчетную прочность. Если необходимо сохранить толщину стенки, а прочность ее недостаточная, следует подбирать более прочный сплав. Наименьшая толщина стенок отливки, которая может быть выполнена, 0,5 — 2 мм.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
