Кечин В.А. Селихов Г.Ф. Афонин А.Н. Проектирование и производство литых заготовок. ВГУ. 2002, 208с (934503), страница 28
Текст из файла (страница 28)
4.13, в, г) под действием выступающейрабочей части пуансона 1 незатвердевший сплав выдавливается вверх до полного заполнения рабочей полости ПФ 2.ЛКД изготовляют отливки с толщиной стенки 2…100 мм, а также слиткидиаметром 30…600 мм. Для ЛКД предпочтительны такие отливки, для которыхмогут быть использованы ПФ с неразъемной матрицей. Желательно, чтобы нанаружных боковых поверхностях заготовок не было больших выступов и поднутрений. Вместе с тем на верхней полости детали, оформляемой пуансоном, ина нижнем торце, соприкасающимся с дном матрицы, возможны различные выступы и углубления, для выполнения которых в обычных условиях необходимобольшое число операций фрезерования.В результате воздействия давления на кристаллизующийся металл илисплав в отливках происходят структурные изменения (измельчение структуры),изменение состава и характера распределения фаз, повышение однородности врезультате уменьшения степени развития ликвационных процессов, равномерное распределение неметаллических включений и, как следствие, изменениевнутреннего строения отливок и повышение физико-механических свойств.139Отливки, полученные ЛКД, как правило, имеют литую структуру.
В зависимости от состава сплава, давления, температурных режимов и других параметров эта структура может быть транскристаллической (с зоной столбчатыхкристаллов по всему сечению), равновесной или смешанной.С повышением давления прессования (при прочих равных условиях)структура отливок измельчается, особенно в области давлений 0,1…150 МПа,что обусловлено тепловыми и механическими факторами, а также условиямикристаллизации. При последующем повышении давления измельчение структуры продолжается, но в меньшей степени, чем в первой области давлений.Измельчение структуры и устранение газоусадочной пористости приводятк повышению физико-механических свойств. В табл.
4.41. приведены свойствасплава АЛ25 при литье в кокиль и ЛКД.Таблица 4.41.Механические свойства сплава АЛ25.Свойства сплаваЛитье в кокильσ в , МПаδ ,%300Жаропрочность δ 100,МПаИзносостойкость (убыльмассы за 1 ч),%ЛКД при Pн, МПа2000,51002151,32002451,55065800,70,590,49Освоено ЛКД композиционных сплавов. В качестве металлической основыиспользуют главным образом алюминиевые сплавы, а в качестве неметаллических наполнителей – графит, карбид кремния и др.4.9.2. Технико-экономические показатели процесса.Припуски на обработку зависят от габаритных размеров и конфигурацииотливок и составляют 0,5…5 мм. При литье заготовок для деталей, к которымпредъявляют требования по герметичности, допускается увеличение припускасо стороны дна отливки, но не более чем в 2…3 раза.Поверхности втулок имеют малую шероховатость и поэтому величинаприпусков незначительная (табл. 4.42).Таблица 4.42.Припуски (мм) на диаметры втулок на обработку резанием.Сплавы отливокЭлемент отливкиАлюминиевые и цинкомедныевыеДиаметр:0,6-0,81,0-1,5наружныйвнутренний0,5-0,60,8-1,0высота0,6-1,01,0-1,2140Эти припуски назначают на размеры в том случае, если на рабочих поверхностях ПФ отсутствуют следы трещин разгара.
При образовании трещинприпуски увеличивают на 0,5 мм.Уклоны назначают сверх припуска. Кроме того, по высоте отливок предусматривают допуск +2,0 ÷ -0,5 мм для компенсации неточности дозированиярасплава.В табл. 4.43 приведены припуски на обработку резанием в зависимости отточности размеров отливок, изготовленных ЛКД.Таблица 4.43.Припуски на сторону (мм) на обработку резанием.Сплавы отливокНаибольшийгабаритныйАлюминиевые и цинковыемедныеразмер отливКласс точности отливокки, мм345345До 1000,50,81,00,81,01,2100-1500,81,01,21,01,21,5150-2501,21,52,01,52,02,0250-4001,52,02,52,02,02,5400-6502,02,53,0На наружных поверхностях отливок предусматривают уклоны в направлении движения при извлечении из ПФ. Уклоны назначают в зависимости от габаритных размеров, которые колеблются от 0° до 0,5°.Литейные уклоны по внутреннему контуру полостей отливок зависят отглубины полости, табл. 4.44.Таблица 4.44.Уклоны на внутренних поверхностях отливки.Уклон (°) внутренней поверхности отливки приГлубина внутреннейиспользовании пуансонаполости отливки, ммбез съемникасо съемникомДо 302,50,5031-503,50,7551-804,01,5081-1105,01,75Св.1105,02,0Преобладающая толщина стенок отливок из алюминиевых сплавов должнабыть не менее 2 мм, из медных – не менее 3 мм, а у отливок типа втулок изалюминиевых и медных сплавов – не менее, соответственно, 3 и 5 мм.ЛКД рекомендуется использовать для изготовления следующих отливок: сповышенными требованиями по плотности и герметичности; поршней двигателей внутреннего сгорания, гидро- и пневмоцилиндров; из композиционных материалов и сплавов, малотехнологичных в обычных условиях литья и т.п.141При ЛКД (в сравнении с другими способами литья) достигается повышение прочностных свойств сплавов на 15…30% и пластичности в 2…4 раза.Внедрение ЛКД требует определенных капитальных затрат на приобретение прессового оборудования, текущих расходов на его обслуживание и ремонт.
Возрастают в большинстве случаев затраты на технологическую оснастку. Изменение тех или иных затрат в общем случае индивидуально и зависит отматериала отливки, ее конфигурации и уровня предъявляемых требований.Рассмотрение технико-экономических показателей 300 деталей из алюминиевых и медных сплавов, изготовление отливок для которых было переведенона ЛКД вместо одного из ранее применяемых способов (литья в кокиль, центробежного литья, ковки, горячей объемной штамповки), позволило определитьэкономию и дополнительные затраты по отдельным статьям.Так, получена экономия, %: 17 на материалах, топливе и электроэнергии; 1на изготовлении отливки; 1,3 на обработке резанием; 3 на снижении брака отливок; 1 на транспортных и прочих расходах. Дополнительные затраты наамортизацию и текущий ремонт оборудования составили 4,6 %; на изготовление технологической оснастки 0,4% [34].Производительность способа ЛКД при изготовлении поршней – 400 отливок в смену на одном прессе.При переходе с литья в кокиль на ЛКД в несколько раз увеличился коэффициент использования металла, примерно в 2 раза снизилась стоимость отливки, на 10…15% уменьшился объем обработки резанием.Контрольные вопросы1.Как осуществляется литье с кристаллизацией под давлением?2.Каковы технико-экономические показатели литья с кристаллизацией под давлением?3.Для получения каких отливок применяется литье с кристаллизацией под давлением?4.10.
Центробежное литье4.10.1. Сущность и особенности процессаПри центробежном литье сплав заливают во вращающиеся формы; формирование отливки осуществляется под действием центробежных сил, что обеспечивает высокую плотность и механические свойства отливок.Центробежным литьем отливки изготовляют в металлических, песчаных,оболочковых формах и в формах для литья по выплавляемым моделям на центробежных машинах с горизонтальной или вертикальной осью вращения.Металлические формы изготовляют из чугуна и стали.
Толщина формыобычно в 1,5…2 раза больше толщины отливки. В процессе литья формы снаружи охлаждают водой или воздухом. На рабочую поверхность формы наносяттеплозащитные покрытия для увеличения срока их службы. Перед работойформы подогревают до температуры 200°С.142Применяют три схемы центробежного литья (рис. 4.14)Первая схема наиболее распространена. По этой схеме получают полыецилиндрические отливки без стержней. Машины с горизонтальной осью вращения применяют для длинных тел вращения: приl>3; свободная поверхностьdотливки представляет собой цилиндр. На машинах с вертикальной осью получают короткие тела вращения из-за разностенности по высоте отливки.
Свободная поверхность – параболоид. Разностенность тем больше, чем выше отливка. В формах с горизонтальной осью вращения получают: чугунные водопроводные (напорные) трубы диаметром до 300 мм, чугунные канализационные(сливные) трубы диаметром до 1800 мм, гильзы автомобильных и тракторныхдвигателей из легированного чугуна, стальные заготовки для подшипников качения и др.Рис. 4.14. Схемы центробежного литья.Схемы II и III на рис.
4.14 применяют при необходимости существенногоповышения плотности отливок или изготовления тонкостенных отливок изсплавов с низкой жидкотекучестью. Таким образом получают гребные винты,отливки из жаропрочных и титановых сплавов.4.10.2. Технико-экономические показатели процессаЦентробежное литье по сравнению с литьем в неподвижные формы имеетследующие преимущества: 1.
Отливки имеют плотную структуру. 2. Центро-143бежные отливки в меньшей степени загрязнены неметаллическими включениями (в изломе отливки редко встречаются шлаковый или песчаный засор и газовые раковины). 3. Для образования отверстий в цилиндрических отливках нетребуется стержень. 4. Отсутствие во многих случаях литниковой системы увеличивает выход годного до 90…95% [35].
5. Возможность получения тонкостенных отливок. 6. Производительность труда выше, а условия лучше, чем прилитье в разовые формы. 7. Центробежным литьем можно получить двухслойные (биметаллические) отливки.Центробежное литье имеет и недостатки. Один из них - сложность получения точного размера отверстия в отливке, образованного свободной поверхностью. Это объясняется тем, что диаметр отверстия зависит от количества заливаемого в форму металла. Вторым недостатком является четко выраженная ликвационная неоднородность сплава по сечению отливки. При заливке, например, свинцовой бронзы, расплав которой представляет эмульсию, во вращающейся форме свинец центробежными силами отбрасывается к периферии, амедь, как более легкая, вытесняется к свободной поверхности.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
