Титов (550695), страница 43
Текст из файла (страница 43)
Способность формы отнимать от расплава теплоту определяется ее теплопроводностью )., теплоемкостью с и плотностью у материала формы, т. е. теплоаккумулирующей способностью ЮО формы Ьо — — У Хсу !икал/(мач!!я'С)). й ОООО к к Величина Ье холодной формы из кварцевого песка меньше ве- Й ООО о Ъ личины Ьф холодной формы из 4 дробленого магнезита. Песчаная форма медленно отводит теплоту, и расплав заполняет ее лучше, чем форму из магнезита. Металлическую форму (коку!ль) Рис. !54. Влияние углерода, кремния расплав заполняет хуже, чем и фосфора иа жндкотекучесгь чугуна песчаную форму, так как кокиль более интенсивно отводит теплоту от движущегося металла. Разные места формы неодинаково нагреваются протекающим расплавом. Между текущим расплавом и формой возникает трение.
Это внешнее трение, оно тем больше, чем быстрее заливают расплав в форму, чем больше давление расплава на поверхность формы и выц!е коэффициент трения. Коэффициент трения расплава о форму уменьшается с увеличением гладкости рабочей поверхности формы, причем уменьшается в значительной степени в случаях, когда иа поверхности формы образуется тонкая газовая пленка нз нанесенной на поверхность формы краски или припыла. Если количество образующихся в форме газов больше, чем это необходимо для создания газовой пленки на поверхности контакта, а газы и пары не выделяются свободно из формы, то в форме создается протиаодавление. В таких случаях .
необходимо устраивать выпоры на всех выступающих частях отливки. Влияние химического состава. Жидкотекучесть чугуна возрастает с увеличением содержания кремния, фосфора и, особенно, углерода, ' достигая максимума в чугунах эвтектического состава, определяемого суммой С+ — 8! + — Р (рис. 154). ! ! Фосфор улучшает жидкотекучесть чугуна, уменьшает его по- верхностное натяжение и вязкость, образует легкоплавкую фосфид- ную эвтектику. Большое значение имеет повышенное содержани~ фосфора (до 1 — 1,5%) для художественного литья, когда требуется повышенная жидкотекучесть.
Сера и марганец в отдельности слабо влияют на жидкотекучесть, но при наличии обоих элементов обра. зуется сульфид марганца, сильно понижающий жндкотекучесть, Низкоуглеродистый перлитный чугун (2,8 — 3';о С) на диаграмме состояния Ге — ГееС располагается дальше от эвтектики (4,3% С), чем высокоуглеродистый (3,5% С), поэтому его жидкотекучесть меньше жидкотекучести серого чугуна, Белые чугуны обладают А-А 8 Рис. 155. Технологическая проба для определения жидкотекучести чугуна худшей жидкотекучестью по сравнению с перлитными, так как они'. находятся еще дальше по составу от эвтектики. Никель и медь, слабо влияют на повышение жидкотекучести низколегированных чугунов, а хром, молибден и титан понижают ее.
Определение жидкотекучести сплавов. Способность жидкого сплава заполнять форму необходимо рассматривать как комплексное технологическое свойство, на которое оказывают большое влияние свойства сплава, свойства формы и конфигурация ее полостей. Жидкотекучесть сплавов определяют с помощью заливки специальных технологических проб в виде топких прутков, пластин прямых и спиральных. По пути, пройденному сплавом по каналам технологической пробы (т, е.
по длине прутка), находят жидкотекучесть сплава. Жидкотекучесть чугуна часто определяют по спиральнои пробе ° (рис. 155) с трапециевидным сечением плошадью 0,56 см'. После заливки измеряют длину заполненной части спирали, которая характеризует жидкотекучесть чугуна. й 2. УСАДКА Общие сведения Усадка — это свойство металлов и сплавов уменьшать объем при затвердевании и охлаждении. Различают линейную а,„„и объемную е„усадки, которые выражают не в абсолютных значе- 220 пнях, а в относительных 1Ф вЂ” го е, = — 100%, го 1УФ вЂ” ко ен = — 100%, Уа где 1е — линейный размер литейной формы; 1, — размер отливки при обычной температуре после затвердевания; уф — объем формы; 1!о — объем отливки пРи обычной темпеРатУРе.
Линейная усадка, Линейную усадку определяют специальными приборами, один нз них приведен на рис. 166. Линейная усадка начинается не с момента окончательного за.твердевания отливки, а несколько раньше — после образования Рис. 166. Прибор для определения линейной усадки: ! — корпус: 2 — диск с циФерблатом;  — индикаторная голонка; а — ролкк; 5 — !барма; б — парадная карстка; 1 — шпилька;  — пробньж бру. сок ВО х 25 х 11б мм; 9 — ко!и ральная планка; !Π— задняя коротка достаточно прочного скелета из соприкасающихся между собой кристаллов, способного противостоять давлению жидкого сплава.
Следовательно, температурой начала линейной усадки будет температура, находящаяся между ликвидусом и солидусом. Толысо у чистых металлов начало линейной усадки совпадает с критической температурой. С увеличением интенсивности теплообмеиа линейная усадка отливки заметно возрастает, т. е, зависит от скорости охлаждения отливки, В некоторых металлах и сплавах происходят фазовые превращения. Например, у чугуна — графитизация, у стали — выделение газов и т.
д. Эти превращения способствуют росту объема и увеличению линейных размеров отливки. Такое увеличение размеров называется пред уса дочи ым . р асщи реп нем. Нредусадочное расширение существенно влияет на усадку, особенно высокоуглеродистых сплавов, когда в них происходит процесс графитизации, а также на усадку многих легированных н 221 средне- и высокоуглеродистых сталей. Предусадочное расширение сказывается на объеме усадочных раковин и склонности к образова. нию трещин.
При увеличении предусадочного расширения сплава объем усадочных раковин и склонность к образованию трещин уменьшаются. Литейная усадка. Литейной усадкой называется разница между лннейными размерамя модели 1„., и отливки 1„,: эта Литейная усадка отличается от линейной тем, что она зависит не только от свойств и состояния металла н сплава, но также и от конструкции отливки, кои. струкцпи формы и некото. рых других факторов. Сложные по конфигурации отливки подвергаются совместному воздействию Ц> механического и термичеМ~ ского торможения. Поэтому принято различать свободную и за.
фпболргнлтельнаслрь труди енн ую усадку, Усадка чугуна. В период Рис. 157. крнваи линейной усадки чугуна охлаждения жидкого чугу- на объем его уменьшается. Одновременно с этим происходит графитизация чугуна, способствующая увеличению его объема. Суммарная объемная усадка жидкого чугуна составляет 1;1 — 1,8% на каждые 100'С-поиижения температуры расплава. Объемная усадка чугуна в период затвердеваиия тем меньше, чем меньше интервал кристаллизации я больше содержание графита, выделяющегося непосредственно нз жидкого чугуна при затвердевании. В процессе графнтизации объем чугуна увеличивается, поэтому усадка его колеблется от 1 до 1,ЗеУе.
Усадка чугуна (определяется обычно как линейная) протекает в несколько этапов (табл. 29 и рис. 157), из которых имеют практическое значение три: предусадочное расширение е „, доперлитная усадка еа„и послеперлитная усадка е,„. Кроме того, различают полную е„и действительную е„усадку. В чугуне иредусадочное расширение ер„, зависит от процесса графнтизации, от того количества графита, которое выделяется в твердой массе металла в период затвердевання. 1!а предусадочное расширение е,а, влияют давление жидкого чугуна на твердую массу чугуна и выделение графита в жидкой части отливки.
Свободная усадка зависит главным образом от состава чугуна и скорости охлаждения. Свободная усадка тем меньше, чем больше содержание углерода и кремния н больше толщина отливки. При Таблица 22 Линейная усвдкв чугунов нв разных этапах, втв ртом послеперлитная усадка епп изменяется мало и составляет всего 1%~. Полная усадка вп представляет собой сумму доперлитной и послеперлитной усадок. Действительная же усадка е„не учитывает предусадочного расширения.
При торможении усадки отливки 1тт, полная усадка и действительная усадка соответственно уменьшаются. т На рнс. 158 приведена усадка чугуна в зависимости от толщины отливки н у состава чугуна. 1,0 П олная объемная усадка. Усадка ви любого металла или сплава пРи 412 пал заливке и охлаждении отливки в форме складывается из усадки сплава в жидком состоЯнин ек „,, УсаДки пРп затвеРДева- ату нни ккв, т.
е. при понижении темпе- ратуры от ликвндуса до солидуса, и т 5 Хр 50 1МТо усадки в твердом состоянии в„ тв' Рис. 155. Влияние состиви чугуна и толщины отливки з " пал тввл ~ввтв тв. нв линейную усвлку: Значение козффипиентов объемной ' — „,' '„! 44,ск 1 твт з о,т— усадки разных сплавов различное. На- 1,'твт. зс 4 — 'з,4ом с; 1,'эз," я пример, козффипне44т объемной усадки жидкой стали составляет 0,9 ° 10 4 на 1' С, жидкой меди — 1,89 10 4 на 1 С. При затвердевании зти величины для стали и меди соответственно будут 0,034 и 3,91 10 ' на 1' С. Усадочные раковины Усадочные раковины в отливках — это полости, возникающие вследствие усадки сплавов при затвердевании.
Схема образования в фасоиной отливке усадочной раковины приведена на рис. ! 59. Тонкие стенки могут частично затвердевать и усаживаться уже при заполнении формы металлом (рис. 159, а). 225 Твердая корка образуется не сразу после заливки формы металлом В этот период отливка питается за счет литниковой системы.
Затем следует усадка жидкого металла внутри твердой корки при охла ждепии до температуры начала кристаллизации нлп температуры ликвидуса (рис. 159, б и в). Усадка сплава и уменыпеиие объема прн переходе из жидкого состояния в твердое превышают усадку корки. Поэтому в определенный момент сплав отделяется под действием,, силы тяжести от верхней затвердевшей корки и опускается. В сле-,' дуюший период происходит кристаллизация жидкого металла внутри твердой корки, при которой металл усаживается, и в результате ° образуется раковина (рис. 159, г, д).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
