124412 (717352), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Весьма эффективным и перспективным способом изготовления стальных кокилей является электрошлаковое литье, обеспечивающее получение плотной структуры отливки с высокими механическими свойствами (в частности, ударной вязкостью).

Получение кокилей методами порошковой металлургии

Этим методом получают многослойные кокили с различными теплофизическими и механическими свойствами слоев. Элементы стенок кокиля получают прямым или гидростатическим прессованием порошка в пресс-формах. Для упрочнения материала элементов кокиля в матрицу, изготовленную из железного порошка типа ПЖ2М. вводят отрезки молибденовой проволоки. Прессованные элементы многослойной стенки кокиля спекают.

Изготовление составных кокилей вызывает необходимость нормализации и универсализации сменных элементов стенок кокиля. Например, так называемые игольчатые кокили изготавливаются из отрезков проволоки определенного диаметра. Эти кокили отличаются хорошей податливостью и газопроницаемостью.

Покрытия на кокилях

Назначение покрытий:

а) обеспечение необходимого теплообмена между рабочей поверхностью кокиля и отливкой с целью регулирования режима ее охлаждения;

б) создание в кокилях восстановительной или окислительной атмосферы, исключающей образование на поверхности отливки оксидов или карбидов соответственно (покрытия с большой газотворной способностью);

в) защита рабочей поверхности кокиля от воздействия термического удара и эрозионного воздействия расплава;

г) защита от пригара или приваривания отливки к стенкам и каналам кокиля, а также от высокотемпературного окисления и обезуглероживания ее поверхности;

д) использование покрытий для поверхностного легирования (алитирование, силицирование и др.);

е) уменьшение коэффициента трения между отливкой и стенками кокиля.

Все защитные покрытия условно подразделяются на разовые, многоразовые и постоянные. Все они, в свою очередь, делятся на тонкостенные и толстостенные. Долговечность постоянных покрытий соизмерима с ресурсом работы кокиля или сроком межремонтных работ. Они формируются на рабочей поверхности кокиля газопламенным или плазменным напылением, диффузионным насыщением (алитирование, хромирование, силицирование), а также методами электрохимической (анодирование) и химико-термической (азотирование, нитроцементация, цементация) обработки.

Разовые и многоразовые покрытия

В качестве разовых и многоразовых покрытий используются краски. При формировании многоразового покрытия кокилей для литья чугуна используют водную суспензию на основе молотого шамота (40%) с добавками жидкого стекла (6%) и марганцовокислого калия (0,05%). Здесь и далее содержание компонентов приводится в массовых процентах. Для тех же целей применяется водная суспензия сажи (10—15%) и огнеупорной глины (10—15%) с добавками жидкого стекла (5—7%) и смачивателя ОП-7 (0,5%).

В качестве разовых красок на рабочие стенки кокиля (при литье чугуна) наносят безводное покрытие — ацетиленовую копоть, а также покрытие, осаждаемое из водной суспензии, содержащей молотый тальк (23%) с добавками огнеупорной глины (2%), жидкого стекла (4%) и буры (1,2% сверх 100%).

Разовые покрытия наносят на многоразовый подслой, для получения которого используется водная суспензия порошкообразного кварца (16%) с добавками жидкого стекла (3,2%) и марганцевокислого калия (0,06% сверх 100%).

При литье стали часто применяют покрытие в виде водной суспензии, содержащее 30 - 40% огнеупорного наполнителя (карборунд, циркон, оксид хрома и др.) с добавками жидкого стекла (5 - 9%) и борной кислоты (0,7 - 0,8%). Покрытие целесообразно наносить в несколько слоев.

При литье магниевых сплавов используют для формирования покрытий водные суспензии, содержащие 15% оксида магния или цинка (либо 18% талька) с добавками борной кислоты и жидкого стекла (каждой по 2,5 - 4%). Составы покрытий, близкие к приведенным для магниевых сплавов, также наносятся на рабочие поверхности кокилей при литье алюминиевых сплавов: это водные суспензии на основе цинковых белил (15%) или мела (17,5%) с добавками асбестовой пудры (5 - 8,7%) и жидкого стекла (3 - 3,5%).

Постоянные покрытия

В качестве постоянных используются плазменные покрытия на основе А1₂О₃ и ZrO₂, стабилизированных СаО. Имеется также положительный опыт стабилизации оксида циркония 25%-ными (по массе) добавками жидкою стекла (силикатов натрия Na₂O*nSiО₂, где n = 1,5 - 3,5) в порошок ZrO₂. Для повышения адгезии керамического покрытия к основе на кокиль наносят промежуточный слой (подслой) тол­щиной 0,2 мм. В качестве подслоя используют нихром или сплав системы Ni - А1 - Р, формируемый напылением из порошка, содержащего 20% Аl и 80% Ni+ 1,2 - 1,8% Р. Образующиеся в подслое алюминиды никеля улучшают адгезию керамических покрытий к основе. Стабильность оксидных покрытий сохраняется при их толщинах, не превышающих 0,5 мм. Опыт показал, что теплозащитные свойства покрытия из ZrO₂, сформированного на нихромовом подслое, существенно выше, чем покрытия на основе А1₂О₃.

Для повышения температуры плавления, твердости и износостойкости, а также одновременного снижения теплопроводности поверхностного слоя алюминиевых кокилей их подвергают анодированию.

Формирование облицовочного слоя на рабочей поверхности кокиля

Значительно большей стойкостью по сравнению с обычными металлическими кокилями обладают облицованные кокили - металлические формы, рабочие полости которых покрыты неметаллическим рабочим слоем, соизмеримым по толщине (4 - 5 мм и более) с толщиной стенки рабочей камеры. Применяются одноразовые и многоразовые облицовочные слои. Для формирования облицовочного покрытия используют модель, размещаемую в рабочей зоне кокиля. Зазор между стенками рабочей зоны кокиля и предварительно подогретой моделью заполняют (пескодувным способом, заливкой и др.) облицовочным составом. В качестве облицовочных составов используют: песчано-смоляные смеси, содержащие в качестве связующего фенолформальдегидную смолу (2 - 2,6%) с добавкой (8 - 12% от массы смолы) уротропина; самотвердеющие смеси и керамические составы со связующими - жидким стеклом и этилсиликатом соответственно.

После завершения процесса облицовки из кокиля извлекают модели многоразового использования. Разовые же модели, в зависимости от их состава, удаляют выплавлением, растворением или газифицированием.

Достоинства кокильного литья: возможность многократного использования форм; удобства автоматизации процесса труда; хорошие механические свойства отливок, обусловленные их мелкозернистой структурой, формирующейся в процессе интенсивного теплообмена между отливкой и кокилем; размерная точность и качество поверхности отливок; снижение припусков на механическую обработку; повышенный процент выхода годного литья (за счет снижения расхода металла на литниковую систему или из-за ее отсутствия).

Недостатками литья в кокиль являются: трудоемкость изготовления кокилей, их высокая стоимость, отсутствие податливости, особенно при получении сложных фасонных отливок из легированных сталей и тугоплавких металлов. Данным способом получают в основном отливки из сплавов на основе меди, алюминия, магния, а также из стали и чугуна массой до 2000 кг. В то же время известен опыт получения кокильных отливок массой в несколько тонн (до 14 т).

Характеристики

Список файлов реферата