Иванов (550688), страница 50
Текст из файла (страница 50)
Пары спирта сгорают на поверхности стержня и на ней образуется сетка мелких трещин, которые затирают густой суспензией с помощью тампона, Вместо сжигания спирта горелкой можно применять вакуумную сушку, Стержень на нижней части ящика помещают в вакуумный шкаф и постепенно создают разрежение; вакуумная сушка уменьшает количество и размеры трещин, что приводит к повышению прочности стержней. Повышение прочности керамических стержней пропиткой. Пропитывают стержни толщиной 0,4 — 4 мм раствором эпоксидной смолы: 9 частей смолы смешивают с 1-й частью полиэтиленамина; в 4 части этой смеси вливают 6 частей ацетона и получают однородный раствор; затем в него на 3 — 5 мин погружают стержни; после чего их сушат 1Π— 20 мин в вытяжном шкафу; полимеризуют смолу в стержнях при !20 — 140'С за 40 — 60 мин 133).
После этого прочность электрокорундовых стержней, предварительно спеченных при 1ЗОО'С, повышается с 14 — 15 до 50 МПа. В процессе прокаливания при 1000'С электрокорундовых оболочек с 'пропитанными стержнями смола выгорает и прочность стержней становится примерно такой же, как до пропитки и их удаляют нз отливок обычными способами. Этот же способ можно рекомендовать для существенного повышения прочности тонкостенных холодноотвержденных стержней. РЛАВА 7 ПЛАВКА МЕТАЛЛА И ЗАЛИВКА ФОРМ Плавка металла и заливка форм являются важнейшей частью технологического процесса производства отливок, определяющей конечное качество литых деталей.
7.1. ШИХТОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ При литье по выплавляемым моделям в качестве составляющих шнхты используют готовые сплавы в слитках, ферросплавы, лигатуры, поставляемые металлургическими заводами. Реже для выплавки сплавов особо ответственного назначения со строго регламентированным содержанием примесей используют чистые металлы. В качестве полноценных свежих сплавов широко используют отходы кузнечно-прессовых и металлообрабатывающих цехов: немерные заготовки, обрезки, высечки, облой, бракованные детали, Ферросплавы применяют для выплавки сталей и сплавов, в которых содержание железа и углерода не ограничено низкими пределами.
В этом случае ферросплавами пользоваться экономичнее и удобнее, так как они легче растворяются в железной основе стали, чем чистые металлы, и меньше угорают. Ннзкоуглеродистые стали для шихты, содержащие малое количество примесей, можно применять для выплавки любых марок сталей с необходимой подшихтовкой. Во всех случаях в шихту вводят возврат литейного производства (литники, выпоры, бракованные отливки).
Возврат после необходимой подготовки (очистки, измельчения) является полноценным шихтовым материалом. Использование для плавки одного возврата литейного производства рекомендовать нельзя, так как при многократном переплаве повышается газонасыщенность металла и загрязненность его окислами. Обычно в цехе выплавляют несколько литейных сплавов, поэтому должны быть приняты меры, предупреждающие смешивание возврата различного состава. Забракованные отливки легко различают по конфигурации. Литниковые системы же должны иметь постоянные для каждого сплава отличительные обозначения (различные приливы или клейма, выполняемые в пресс-форме), Например, на модели литниковой воронки выполняют одну нли несколько полосок, служащих различительным признаком марки сплава.
Возврат хранят по сплавам на шихтовом дворе в специальной замаркированной таре. Металлические отходы механических и куз- 245 печных цехов сортируют и хранят пб маркам. Йти материалы используют как свежие добавки в шихту. В случае, если те нлн иные отходы не соответствуют техническим условиям по химическому составу, их изолируют и пускают в переплав только в количестве, предусмотренном расчетом шихты.
Если полный контроль химического состава невозможен, следует предварительно переплавлять смешанные отходы и отливать из этого переплава слитки, удобные для последующего использования в качестве шихты. О составе металла слитков судят по данным химического анализа плавки. Шихтовые материалы очищают от ржавчины, окалины, масла, песка, остатков оболочки. 7.2. ЛИГАТУРЫ При выплавке сплавов цветных металлов, имеющих сравнительно невысокую температуру плавления, широко применяют двойные и тройные лигатуры, содержащие более тугоплавкие элементы, что позволяет избежать перегрева основного сплава и связанного с этим повышенного угара.
Лигатуры должны иметь температуру плавления, близкую к температуре плавления основного сплава, к которому их добавляют, при возможно более высоком содержании тугоплавкого элемента. Так, алюминиевомедная лигатура (67 а А! + ЗЗ % Сп), присаживаемая к алюминиевым сплавам с температурой плавления 650— 700 'С, имеет температуру плавления 548 С, в то время, как температура плавления чистой меди 1083 'С. Лигатуры применяют также при выплавке сплавов с узкими пределами содержания легирующего элемента, когда введение его сопровождается бурной реакцией и степень усвоения непостоянна.
Все лигатуры целесообразно готовить в высокочастотных индукционных печах. 7.3. РАСЧЕТ ШИХТЫ Сг % Т1 А1 5 — 10 3 — 5 40 — 60 30 — 50 Элемент... Ре С Рл Мп Угар, %... 1 — 3 5 — 15 !Π— 20 30 — 50 При плавке цветных металлов угар составляет: Элемент... Еп Бп РЬ Ре А1 5! Мп Угар,%, . б — 10 1 — 3 2 — 4 1 — 2 ! — 3 5 — 7 1 — 2 246 В производстве литья по выплавляемым моделям наибольшее распространение получили индукционные плавильные печи вместимостью до 250 кг. Одним из преимуществ этих печей является малый угар элементов, так как процесс плавки протекает быстро и идет под слоем нейтрального или восстановительного шлака. Угар элементов колеблется в значительных пределах. При плавке сталей и сплавов на основе никеля угар составляет: Таблица 7./ Исходные данные о химическом составе стали 20Х25Н1962Л для расчета шахты Содержание злементо», И !остальное Ге) Показатель Ст Мп Химический состав по ТУ (0,03 (0,035 (0,03 (0,035 0,02 0,02 23 — 27 18 — 20 25 19 26 188 2 — 3 0,5— 1,5 1 (0,2 Требуемый химический состав отливок Содержаиие элементов в возврате (по даииым аиа- лизов предыдуших пла- вок) О,!5 2,5 2,3 0,17 0,8 Масса завалки 200 кг, из иих 40 % свежих шихтовых материалов, что составляет 80 кг, и 60 % возврата — !20 кг.
Р а с ч ет соде р ж а ив я Сг. Требуемое содержаиие в отливках 25% Сг (у= 7) Кшот = !25/(100 — 7)) !00 = 268 % ила 536 кг. Виосится Сг в шахту с возвратом 26 120/! 00 = 31,2 кг. Следует авеста в шахту Сг с феррохромом 53,6 — 31,2 = 22,4 кг, Требуется феррохрома (65,2 »4 Сг; 0,15 % С; по давным сертификата сумма других примесей 0,12 %) 22,4 100/65,2 = 34,35 кг. Р а с ч е т с оде р ж а и и я )Ч1. Требуемое содержаиие в отливках 19 »4 Н! (у =- 0) Кш н1 = Кж = 19% или 38,0 кг.
Вносится рн в шихту с возвратом (18,8 120) /100 = 22,56 кг, Угар никеля, молибдена, серы и фосфора практически не происходит. При плавке в печах с кислой футеровкой кремний не только не угорает, но, наоборот, содержание его увеличивается вследствие перехода из футеровки в металл. Чтобы получить высококачественные по химическому составу отливки, необходимо компенсировать угар элементов. Шихту рассчитывают, пользуясь следующими исходными данными: требуемым химическим составом сплава, химическим составом шихтовых материалов, угаром элементов.
Расчет шихты ведут на основные элементы и проверяют на допустимую величину вредных примесей. Расчетное содержание того или иного элемента в шихте определяют по формуле )( = (тх /(Ш — р)) Шб, где К вЂ” известное содержание элемента в жидком сплаве, перед заливкой; у — известный угар элемента при плавке, % по массе. Определив среднее содержание элемента в шихте, рассчитывают процентное содержание составляющих шихты. пример расчета шахты для выплавки стали 20Х25Н19С2Л в печи с осиовиой футеровкой (табл. 7.1).
Требуется злектролитического никеля (99,8% 141; 0,1 С; сумма примесей 0,6%) 38,0 — 22,56 = 15,44 кг (принимая 100 % )Ч!). Р а с ч е т с о д е р ж а и и я Я. Требуемое содержание в отливках 2,5 % Я (у = 15) Кш м =- 12,5/(!00 — 15)1 100 = 2,94 а4 или 5,88 кг. Вносится Я в шихту с возвратом [2,3 120/1001 = 2,76 кг. Следует ввести Я в шихту с ферросилицием 5,88 — 2,76= 3,12 кг.
Требуется ферросилиция (76,5 з4 Я; сумма примесей 1,2%) 3,12 100/76,5 = 4,07 кг. Р а с ч е т с оде р ж а и и я Мп. Требуемое содержание в отливках 1 % Мп (у = 40) Кшм„= (1,0/(100 — 40)1 100= 1,7 а4 или 3,4 кг. Вносится Мп в шихту с возвратом [0,8.120/1001=- 0,96 кг. Следует ввести Мп в шихту с ферромарганцем 3,4 — 0,96 = 2,44 кг. Требуется ферромарганца (82,0 % Мп; 1,2% С; сумма примесей 2,694) 2,44 100/82 = 3,0 кг. Р а с ч е т с од е р ж а н и я Ре. Железо является основным компонентомсплава, содержание его должно быть 52,35 (у = 2) Кш ие = [52,35/(100 — 2) 1 100 = 53,4 % или 106,8 кг.
Вносится Ре в шихту с возвратом 52,0.120/100 = 62,4 кг (по разности в химическом составе возврата). Вносится Ге в шихту с ферросплавами 12,7 кг. Следует ввести Ре шихту с иизкоуглеродистой сталью 106,8 — 75,1 = 31,7 кг. Требуется низкоуглеродистой стала (98,5 а4 Ре; 0,1 94 С; сумма примесей 1,4%) 31,7.100/98,5 = 32,2 кг. Р а с ч е т с оде р ж а н и я С. Требуемое содержание в отливках 0,15% С (р==!0) Кшс = [0,15/(100 — 10)1 100 = 0,17 96 или 0,340 кг.
Вносится в шихту: с возвратом 0,17 120/100 = 0,204 кг, с низкоуглеродистой сталью 0,032 кг, с ферросплавами 0,088 кг, 0,204+ 0,032+ 0,088 = 0,324 кг. Требуется дополнительно ввести С в шихту: 0,340 — 0,324 = 0,016 кг (16 г углерода в виде дробленого боя графитовых электродов). Далее рассчитанный состав шихты следует проверить на допустимое содеожание вредных примесей 8 и Р. Допускается $ — 0,03 %, или 0,06 кг; Р— 0,035 %, или 0,07 кг. Вносится в шихту (для 3 и Р, у.— — О): с возвратом 0,02 120/100 = 0,024 кг 3 и 0,024 кг Р (по 0,02 94); с низкоуглеродистой сталью 0,009 кг 5 и 0,009 кг Р (по 0,0394); с ферросплавами 0,011 кг Б и 0,013 кг Р (0,03% Я 0,03 — 0,3 ай Р).
Содержание серы; 0,024+ 0,009+ 0,011 = 0,044 кг или 0,022 % 3 ( 0,03 96. Содержание фосфора; 0,024+ 0,009+ 0,013 =- 0,046 кг или 0,023 94 Р ( (О 035 %. Расчетное содержание В и Р в шихте меньше допустимого предела. Если проведенные проверки по содержанию углерода, серы и фосфора в шихте показывают повышенное их содержание, то следует применять для шихты сталь с меньшим содержанием углерода и ферросплавы с меньшим содержанием примесей.
Весьма незначительным количеством углерода (0,16 г в приведенном примере), необходимого для подшихтовки, в практической работе можно пренебречь, так как зто составляет менее 0,01 % и значительно меньше возможных ошибок при взвешивании шихты. Данные расчета шихты представляют в одной общей таблице. При составлении шихты для плавки необходимо иметь в виду рациональное использование шихтовых материалов и металла в целом. Масса шихты (завалка) складывается из общей массы отливок, массы элементов ЛПС и безвозвратных потерь. Коэффициент выхода годных отливок представляет собой отношение )('в. г = Мо.вг'Мш* где М,.„и М вЂ” массы отливок (чистовой) и шихты.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
