tkm (862051), страница 2

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

Текст из файла (страница 2)

Р ис.8 Измерение жидкотекучести НЕ НА МЕСТЕ.

Рис.9 Зависимость жидкотекучести от состава сплава.

Вязкость сплавов– свойство динамическое и поэтому проявляется, когда расплав находится в движении. Это сила, которая возникает от взаимного трения частиц расплава, движущихся внутри потока с неодинаковой скоростью. Называется она динамической вязкостью и измеряется в пуазах. Чем выше вязкость, тем меньше жидкотекучесть.

Поверхностное натяжение нельзя рассматривать только как свойства сплава без учета среды, с которой расплав соприкасается (атмосфера или форма). Это свойство проявляется лишь на поверхности контакта. Каждый атом на поверхности расплава с разной силой связан с соседним атомом среды. Таким образом, силы связи на поверхности сплава не уравновешены. Если силы связи атома на поверхности расплава с соседними атомами последнего преобладают над силами связи с соседними атомами среды, атом тем сильней будет удерживаться на поверхности расплава, чем больше равнодействующая этих сил, т.е. чем больше поверхностное натяжение расплава. При большом поверхностном натяжении расплав не смачивает поверхность соседней среды и не проникает в нее. Если же, наоборот, преобладают силы связи атомов, находящихся на поверхности расплава, с атомами соседней среды, атомы сплава будут проникать в соседнюю среду. В этом случае поверхностное натяжение обусловит смачиваемость среды расплавом. Смачиваемость формы проходит под действием капиллярных сил, которые как бы втягивают расплав между зернами песка на рабочей поверхности формы; в результате отливка получается с механическим пригаром. Смачиваемость и несмачиваемость имеют и положительные и отрицательные стороны. Для очень тонкостенных отливок желательно, чтобы расплав смачивал форму для лучшего заполнения формы. Толстостенным отливкам не угрожает недолив, но они могут получиться с пригаром, поэтому предпочтительна несмачиваемость формы.

1. Литейная форма, ее элементы и назначение. Требования, предъявляемые к литейным формам. Классификация литейных форм

Литейная форма (рис. 2) представляет собой систему элементов, образующих рабочую полость с внешними контурами получаемой отливки. После заливки в такую полость жидкого металла он охлаждается в ней и затвердевает, образуя отливку.

Литейная форма состоит из нескольких, обычно из двух, частей (полуформ), собранных в одно целое. Полуформа, т. е. верхняя или нижняя половина литейной формы, представляет собой опоку, в которой находится в уплотненном состоянии смесь неорганических (кварцевый песок, глина и др.) и органических (опилки, уголь и др.) материалов.

Назначение литейной опоки — удерживать смесь при ее уплотнении, перемещении и сборке полуформ. Опоки снабжают цапфами или ручками для их транспортирования. Крупные опоки имеют крестовины, которые придают опоке жесткость и прочность.

Сборку полуформ производят по штырям, которые вставляют в отверстия приливов на опоке. Штыри — тщательно обработанные металлические стержни. При ручной формовке и сборке форм применяют обычно одни и те же штыри. Иногда штыри закрепляют в нижней опоке.

В литейной форме выполняют систему каналов, т. е. литниковую систему, предназначенную для подвода жидкого металла в полость формы и для обеспечения ее заполнения, а также питания отливки при затвердевании. Литниковая система включает подводящие (чашу, стояк, шлакоуловитель, питатели) и питающие (прибыль, выпор) элементы.

1, 2 —полуформы, 3 — выпор, 4 — крестовины опок, 5 — литниковая чаша, 6 — стояк, 7 — шлакоуловитель, 8 — штырь, 9 — питатель, 10 — цапфа опоки, 11 — вентиляционные каналы, 12 — жеребенка, 13 — холодильник, 14 — стержень, 15 — полость формы.

Для приема расплавленного металла и удерживания шлака служит литниковая чаша, расположенная в верхней полуформе. Вертикальный или наклонный канал —стояк предназначен для подачи металла из литниковой чаши в шлакоуловитель. Последний расположен горизонтально и предназначен для удерживания шлака и других неметаллических примесей расплавленного металла. Следующий за шлакоуловителем литниковый канал — питатель (их может быть несколько) служит для подвода жидкого металла непосредственно в рабочую полость формы.

Для вывода газов из рабочей полости формы, для контроля заполнения формы расплавленным металлом при заливке, а иногда для питания отливки при затвердевании служит вертикальный канал — выпор, расположенный в верхней полуформе. Кроме того, для улучшения газопроницаемости формы в ней выполняют вентиляционные каналы — тонкие полости, получаемые при накалывании полуформ острыми металлическими иглами-душниками.

В массивных частях отливки могут возникнуть дефекты усадочного происхождения — поры, раковины, которые снижают ее прочность. Такие дефекты предупреждают использованием прибыли — элемента литниковой системы в виде полости, заполняемой жидким металлом для питания отливки в процессе ее затвердевания. С этой же целью применяют металлические холодильники, которые устанавливают в форму около массивных частей отливки.

Литейный стержень — элемент литейной формы, предназначенный для образования отверстий, полостей или других сложных контуров в отливке. Стержни в форме фиксируют на знаках — выступах, входящих в соответствующие впадины рабочей полости. Дополнительными опорами стержней являются металлические подставки (жеребейки) различной конструкции и конфигурации, которые сплавляются с заливаемым в форму жидким металлом.

В процессе любых видов литья происходят силовое, тепловое и химическое взаимодействия между отливкой и формой, обуславливающие определённые основные требования, согласно которым литейные формы должны обладать: 1) прочностью, т.е. способностью сохранять конфигурацию и размеры полости при изготовлении, транспортировке к месту заливки металлом и последующем затвердевании и охлаждении отливки; 2) огнеупорностью, т.е. способностью при высокой температуре не размягчаться, не расплавляться и не вступать в химическое взаимодействие с заливаемым металлом; 3) высокой газопроницаемостью, т.е. способностью беспрепятственно пропускать сквозь себя газы и пары влаги, образующиеся при заливке расплавленного металла; 4) податливостью, т.е. способностью сжиматься и не оказывать чрезмерного сопротивления усадке отливки.

После достаточного охлаждения отливки в литейной форме осуществляется её очистка,

В зависимости от многократности использования литейные формы разделяют на разовые и многократные.

Разовые литейные формы служат для одной заливки в них жидкого металла, т. е. для получения только одной отливки или нескольких, если форму используют для одновременного получения нескольких отливок. После затвердевания отливок такие формы разрушают. Разовые формы могут быть сухими, сырыми, подсушенными и химически твердеющими в зависимости от метода упрочнения форм (сушка, химическое твердение).

По толщине стенок разовые формы делят на толстостенные с толщиной стенок до 300 мм и более и оболочковые (см. рис. 11) с толщиной стенок от 5 до 15 мм. К разовым литейным формам относятся также неразъемные формы, изготовляемые по выплавляемым моделям, с толщиной стенок 2,5-5 мм (см. рис. 12).

Для изготовления разовых форм используют исходные формовочные материалы: кварцевые, кварцево-полевошпатовые и глинистые пески, различные связующие (глину, жидкое стекло, органические и неорганические крепители), противопригарные (тальк, графит, каменный уголь), высокоогнеупорные (магнезит, шамот, асбест), некоторые специальные (чугунную дробь, каустическую соду) и вспомогательные (модельные пудры, разделительные жидкости), клей и др. Из исходных формовочных материалов смешиванием их в определенных количествах и последовательности получают формовочные и стержневые смеси.

Формовочные смеси делят на облицовочные, наполнительные и единые. Смеси содержат неорганические материалы: кварцевый песок, огнеупорная глина. Из органических материалов добавляют: опилки, каменноугольную пыль, которые снижают пригар формовочной смеси к поверхности отливки.

Для форм мелких (до 100 кг) и средних (101 - 1000 кг) отливок используют единую смесь, которая полностью перерабатывается после каждого употребления.

Для форм крупных отливок (1001-5000 кг) применяют облицовочную и наполнительную смеси. Облицовочными называют такие смеси, которые непосредственно прилегают к поверхности отливки. Смесь приготовляют с применением свежих материалов, образующих в форме слой толщиной 20-50 мм. При заливке формы облицовочная смесь непосредственно соприкасается с расплавом и, следовательно, находится в тяжелых условиях. Поэтому она должна обладать высокой прочностью и огнеупорностью.

Наполнительные смеси применяют для изготовления остальной части формы. Эти смеси в основном состоят из смеси, поступившей после регенерации (переработка использованной формовочной смеси). Наполнительные смеси должны обладать достаточной газопроницаемостью- способностью в уплотненном состоянии пропускать сквозь себя газы.

Многократные литейные формы изготовляют из высокоогнеупорных материалов (шамота, графита, асбеста и др.). В них получают крупные стальные и чугунные отливки. Охлажденную отливку извлекают из формы, стараясь при этом как можно меньше ее повредить. После небольшого ремонта форму вновь используют. Такие формы выдерживают несколько десятков заливок. При необходимости после каждой заливки производят исправления.

Многократные литейные формы изготовляют также из стали и чугуна, а в отдельных случаях из алюминия. Металлические формы применяют в массовом и крупносерийном производстве для получения отливок центробежным или кокильным способом, методом вакуумного всасывания, выжимания и др. При литье под давлением используют стальные пресс-формы. В зависимости от температуры заливаемого расплава такие многократные формы выдерживают от нескольких десятков до десятков тысяч заливок.

1. Изготовление отливок в песчано-глинистых формах, сущность способа.

При литье в песчаные (песчано-глинистые) формы отливки получают посредством свободной заливки форм расплавленным металлом. Песчаные формы изготавливают ручной или машинной формовкой смесей.

Песчано-глинистые смеси. Основным компонентом формовочных и стержневых смесей является кварцевый (SiO2) или цирконовый (ZrO2·SiO2) песок. Вторым основным компонентом смеси (до 16%) является глина. Широко применяют бентонитовые (на основе Al2O3-4SiO2H2O + + лН2О) и каолиновые (на основе Al2O3·SiO2·2H2O) глины, которые обладают высокой связующей способностью и обеспечивают тем самым прочность и податливость форм. В формовочные и стержневые смеси вводят также в небольших количествах дополнительные связующие (1,5—3%); их подразделяют на органические и неорганические, растворимые и нерастворимые в воде (сульфитно-спиртовая барда, битум, канифоль, цемент, жидкое стекло, термореактивные смолы и др.)

Перед заливкой верхнюю и нижнюю опоки скрепляют между собой с помощью скоб и других приспособлений, что предотвращает подъем верхней опоки статическим давлением расплава. Заливку сплава в форму осуществляют посредством ковшей; при этом заливка производится без прерывания струи до полного наполнения литниковой чаши. Продолжительность процесса охлаждения отливок может колебаться от минут до суток в зависимости от их массы, состава сплава и свойств формовочных материалов. По достижении определенной для каждого сплава температуры литейную форму разрушают, извлекая из нее отливку. Стержни из крупных отливок удаляют сильной струей воды (под давлением до 10 МПа). Обрубка (удаление литников, прибылей и дефектов) осуществляется с помощью дисковых и ленточных пил, пневматических зубил, а также электродуговой или газовой резкой и другими методами. Очистка отливок производится следующими способами: а) во вращающихся барабанах за счет трения друг о друга деталей и чугунных «звездочек», загружаемых в барабаны вместе с отливками; б) в гидропескоструйных установках струей воды с песком под давлением до 3 МПа; в) в дробеметных (дробеструйных) барабанах и камерах струей чугунной или стальной дроби. Для литья в песчаные формы характерны следующие виды дефектов: газовые и усадочные раковины, «холодные» и «горячие» трещины (в зависимости от температурных интервалов их образования), заливы, недоливы, перекосы (искажение формы и размеров отливки из-за смещения полуформ), разностенность (из-за смещения стержней), коробление отливок. Литьем в песчаные формы получают отливки из чугуна, стали, алюминиевых, магниевых и цинковых сплавов.

1. Изготовление отливок литьем в кокиль, сущность способа. Основные типы кокилей и материалы для их изготовления, теплоизоляционные покрытия и их назначение.

Кокильным литьем называют процесс получения отливок посредством свободной заливки расплавленного металла в многократно используемые металлические формы — кокили. Кокили изготавливают из серого и высокопрочного чугуна, конструкционных углеродистых и легированных сталей, медных (латуни) и алюминиевых сплавов.

Технологический процесс кокильного литья требует специальной подготовки кокиля к заливке и включает следующие операции: а) очистку рабочей поверхности кокиля от остатков отработанного покрытия, загрязнений и ржавчины; б) нанесение (пульверизатором или кистью) на предварительно подогретые до 100—150° С рабочие поверхности кокиля специальных теплоизоляционных слоев и противопригарных красок, одновременно повышающих качество поверхности отливок; в) нагрев кокиля до оптимальной (для каждого сплава своей) температуры в пределах 115— 475° С в целях повышения заполняемости формы расплавом и тем самым улучшения качества отливок; г) сборку формы, состоящую из простановки стержней и соединения металлических полуформ; д) заливку расплава в форму; е) охлаждение отливок до установленной температуры; ж) разборку кокиля с извлечением отливки.

Характеристики

Список файлов ответов (шпаргалок)