вапвапвап (Дальский ТКМ Учебник)

Литейньlе спЛaBЬI дoЛ}кнЬI oбладaTЬ высoкими литeйньIми свoй.стваIии (вьIсокoй )киД,кoтeKyчесTЬю' МaлыМи yсадкoй и скЛoннoстЬюк oбpазoBaнию ТpещиH и дp.); тpебуеMЬlМифизинeскими и экспЛyaТa.свoйствами. Bьtбop сплава для Tех Ilли и IlЬlx ЛиTых деталeЙциoнHЬlп'lияBЛяеTся слorкнoй зaдauей,. пoскoлЬKy все тpебoвaния B peaльI{oмпpoизBoдсТBе учесTь нe пpедставляeтся вoзмoiI(I1ЬIM'глABArl.

ТЕoPЕтиЧвсKиЕ oсHoBьl IIР0и3B0дсТBAoTЛ и BoK.BoЗМo)кнoсTЬlroЛyqeния ToнKoсl eннЬIх' сЛo1KнЬIxЛo фopMeили бoльшIих пo pаз\,{epамoTлиBoк бе3 'цефекТoвпpедoпpедeляeтсялиr.eйньtltисвoйствами сПЛаBoв' Наибoлeе ва)кньIeЛиTейньleсвoйствaсплаBoв: ){IIдкoTекytlестЬ, yсадка (линейнaя и oбъeмная), склoн.нoсть к oбpaзoвaнию TpещиH, сKлolltloсTь к пoглoщeн}tю гаЗoв и oб.paзoBariию Га3oBьIxpакoBиtl l.I пop],IсToсTив oTливKаx и дp.литЕЙнЬtxl. )KиДкoтЕкУЧЕстЬспЛAB0B)KuОкomeкуwcmь - этo спoсoбнoсТь МеTаллoв и сплавoBтeqЬ в pаспЛаBлеHнoм сoсToянии пo каtIаЛаMлитейнoй фopмьl, запoл.нятЬ еe пoЛoсTи и Чeткo вoсПрolrзBoдиTькoЕTурЬI oTлиBки'}(идкoтекyveсть литейньlх сплaвoв зависиТ oT TeМпepaTyprroгoинTepBалa кPис.tаЛлизaции, вязкoсти и пoвеpxlloсTнoгo наТя)кеIlияраспЛaва, тeМПepaTypЬIзаЛиBки и фoрмьt, свойств литeйнoй фopмьlи т.

д.ЧистьIe метaлльI и спЛаBЬI' зaтBеpдевaloщие пpи пoстoяннoй тeм.ПepаType (эвтeкти.leскиe сплaвы), oблaдают лyuшей жидкотeкy.чесTЬю,чeМ спЛaBЬI,oбpaзyЮщиe твеpдЬIepaсTBoрЬIи зaтBеpдeBaюЩиeв инTepвале TeмпepaTyp. Чeм вьIrшeвязKoсTь' Teм МeI]ьПIe)кидKoTекy.чeсть. С yвeЛичeниeМ пoBepxнqсTtioгo I]аТя,{ения жидкoТекyчeстьпoни>каeтсяи тeм бoльшe, чeI{ тollЬlxе КaнаЛ в лиTeйнoй фoрме, с пo.вЬIIfie!{иeMтeМпepаTypьl заЛивкI4 p асплaBленtlo*гo Iv1еTaЛла!I TемПеpа.тypьI фopМЬt >кидкoTeKyЧeсTь yлyчшаеTсЯ. УвeлиЧеtIие тeплoпpoвo.цнoсTип,IаTеpиaЛафopмьl сrtи>кает)кидKoтекy ЧесТь.

lак' пeсЧацaязаIloЛ.фopмa oтвo,Циттеплoтy мeдЛe}Iнee,и рaсПлавЛеннЬIи MeTаЛЛняет ee ЛУr{шe, qeм МeтаЛлиI{ескyю фopMy, кoTopая инТeнсивllo oх.лa)кдaеT p аспЛaв.Л(идкoтекуueсть лиTeЙнЬIx сПлавoB oпpeдeляюТ пyTel4 заЛllвKиспециальIiЬIx TеxнoЛoгичесK]lx пpoб (pис. 4.3). Pасплавлeнньlй мe.таЛл залиBаюT в qaшy, oТвepсTиeв кoтopoй 3аKpЬIToграфиToвoй прoбкoй. Пoсле пoдъема пpoбки МеталЛ сtlаqa'тa слиBаеTсЯ в зyмпф, а за.Tет\,lпЛавlio зaпoЛ}lяeт спиpаль. За мepy х<идкoтекучести t]pиtlиМ-aloтдли}Iy запoЛнefl}Ioйчастll сtlиpаЛи, иЗмеpЯeМyю B миллиМeтpах.

г1аItбoЛьшей )KидкoTекyl{есTЬЮoбла,цае'г сеpЬIй'Iyгу}i' наиMeнЬlrlеЙмaгниeBьIe спЛавЬI.2. ус Aдк A ЛиТЕ Ё iHЬIх сплABoBУсаaкa - свoйствo литeйньIx сплавoв yменьrшать oбъемпрll заTвepдeвании и oхЛа)кдeнии. УсадoЧнЬIе пРoцeссьI в oтливкaхIIpoтeKают с пIoMеItTa3аЛивKи pаспЛаBЛeннoгo МетаЛлa B литеflнyюфopмy вплoть дo Пoлнoгo oхл0l{дeния oTливки. Pазлиtiаtoтлинейнyю и oбЪeМнylo yсадку' вЬlpа)хаeMyю B oтIloсиTелЬнЬIх еди.tlи]lаx 'Л и н e й н а я y с ад K а - уl4el'Ьtllениe линеЙ}lьIx pазx,{epoвoTлиBки пpи ее oхла)кдении oт темпеpaTypЬI' пpи кoтoрoй oбpазyеTсяпрoltная Kopка' спoсoбная ПpoТиBoстoяTЬдавJeнию pасплавлeннoгol,1еТаЛлa'дo TеМпеpаTyрыoKpy)Kaющей сpeдьl. Линeйнyю yсадKy oПpе.дeЛяют сooтнoшIениеll, %:вn,'*: (l.

- loт) l00/loт'где /. и /o, -20"с.А-А*fli, JAiHа линейнyю yсадI(у влияIоT xиI,lический сoстaв спЛaBа' тeмпеpaтуpа егo заливк,l, скopoсТЬ oхлaждeния сПлавa в фopмe, кoнстpyкцияoТлиBки Il литeйнoй фopмЬI. Так, yсадKa сеpoгo Чy-гyна yмeньшаeтсяс yвeличeниeM сoдеp)I(аllиЯyглеpoда и l{pеrvlния. yсадKy алюМиниeвЬIх сплaвoB yМeнЬшаеT пoвЬll]Ieннoесoдeр)I(аниe крeМIrия' усадкyoтливoK - сни)кeние TeМпеpаTурЬI заЛиBкй.

Увеличeние скopoстиoТвoдa Teплoты oт заЛиToгo в фopму сплава пpивoдит I{ вoзpaстаIiию,ф|I l8tусадI { и)кидкoтeкy.Pис. 4.3' Cпиpальнаяпpoба (o) и литeйIiaяфopмa(o для oпрeдeдel{иячестисплавoв:1' 2 -t22| 1 u , 1 . н яяи в epхr! я пoЛ yфoрмы;3 - зa лиBo.{!аячaш а; 4 -разMepьl пo,!oсTи фoрI,lЬtи oTлиBl{и пpll темпepаTypегp аф и тoвaяп pобI rдoтл |lBк и .Пpи oхлаждeнии oтлllвKи пpoисxoдит l{еxaниqeскoe и теpМиtlескoe TopМo)I{еl{иеyсaдкlI.

Меxаниueскoе Topмo)J,(eниeвoзIIикаeт Bслед.cтвиe Tpeния мeждy oтливкoй и фopмoй. Tеpмиuескoe тopмo)I(ениeoбyслoвлeнo paзЛиIlнЬIмисKopoстями oxЛa}Kдения oтдеЛЬнЬIxчaстeйoтлllвки. Cлo>кные пo кoнфигypаЦиIl oтЛиBKи пoдвeргаюTся сoвМeст.' rroМy вoздейсTвию МeхаIlическoгo и тepмIiqескoгo тopмoжеllия"18o)DPис. 4.4' схeмa oбpазoвания(б)Усадoчнoйpакoвиlrы(d) [r усадoqнoйпopистoстиЛитleйнaя yсадI(a дЛя сepoгo чyгytlа сoсТавляeT 0'9-l,3%, дляyгJlеpoДисТьlx стaлеit 2-2,4 Yo' для aлюминиeвьIх сплавoв 0,9_l 'b " , 0.

д Л Я ме д н ь l х l .4 . 2 ' 3 %'oбъ e м п a яy с а д к а * y \4 е I l Ь ш еI ]и еo бъeм а сп л ава п pи егooхла)I{дeI{иI,lв литеilttoй фopмe npи фopмиpoвaнии oтливки. oбъeмI;yю yсадKy oпPе'цеЛяЮTсooтнoшeниeм, %,roо: (Ио vгдe У. и.Vo' -тypе 20 "С."')|00lv.','oбъем пoлoсти фopмьt и oбъем oTЛl'iBКl] пpи TеМпеpa-oбъемная yса,l.ка лpиблизиTeЛЬIio pаBнa yтpoенной линейнoй_ 3r,'n'yсадI{е; s,{rб,усадItа B oтЛивt(ax пpoявлЯeТся B Bиде yсадoчнЬ]х раI{oBI,iH'пopи.сl oсТ и . , lp е щ ин и к o p o б лe н ий 'J с ад o Ч } l ь l еp а I {o B и н ь I сpaвI lи TeЛЬ I lo K pУ п н Ь I е I I o лoсти' pаспoЛo)кeнflьIеB Мес,l.аxoTлиBки, заTвeрдеBаюЦиx пoсЛеднI.Ми(рис. 4.4, a).

Снаvала oкoлo стеIlок лиr.eйной фopпlьtoбpазyется кopltа1 твер.ЦoгolvlеTаЛЛа.Bследствлe ToГo чTо yсадка pасПЛаBа Пpи пepе.хoде I,IЗ)кtiДKoгo сoсToЯI{ияB 1Bepдoе ПpeвьiUiaеTyсадкy кoрки, ypoB е r l ь Мe T аЛ лaB н е З a Т в е p д e в ш е ЙЧ а с I и o ТЛ и Bкl| П o H llж аеТсЯдo ypo вн яa-a. B слелyюцllй l,Iсiмент вpeNiеi{IlIlа кopке / наpастает яoвьIйTBepдЬй сЛoй 2, а ypoвeнь }KIl'цкoсTIl ollятЬ I1oIJtI)i{аe].сЯдo ypoвняб--б. Тaк apoдoЛ)KаеTсЯдo теx Поp, ПoI{ане закoI]чиTся Irpoцесс за.TBepдeваIlия. LIlи)ке]1ие ypoвIrя pаспЛава пpи заTвеpдеBaHИИ I'|p14.вoдит K oбpазoвallию сoсpeдoтoЧепнoй yсадouнoй pакoвиньI J.

Сoсpе.дoToqеI]l{ьlеyсадoчнЬIе pаKoвинЬI oбpаЗyюTся пpи изгoToвлеFlииo'].Ли.вolt иЗ чисTЬlx MеTаЛлоB'спЛавoв эвТекTичeсKoгoсoсTаBа (сплав AЛ2)и сплавoB с yзI{иМ инTepвалoМ кpистаЛлIrtации (низкoyг,lIеpoдистьIесTали, безoлoвянньIe бpoнзьI и дp.).У с ад o ч I l а я п o p и с Т o с T ь- скo п л e} lи е п yстo т, o бpазoваBttlllxся B oTЛиBКе в oбшиpнoй зoнe B pезyЛьтаTе yсадKи B теxt24мeстax oтлtlвки, кoтoрьIe затвepдeвaли пoсЛeдI]иl,tи бeз дoступа К нltмpaсI]лавлeннoгo MeталЛa (pис.

4.4, 6). Bблизи TeМПеpаTypысoltидyсакpисталльt срастaюTся дpyг с .n.pyгoпl.Этo пpиво.l.ltт к pа3oбщеtlиlоя.tеек 2. заклю.Iающиx B себe oстатKи х{и.цKoйфазьl J. JаTвеpдеBациelledoЛЬIшoгo oбъема мeтaлЛa в такoй ячейке tlpoисxolll'IТ бeз дoстyпак ней питающегo pасIIлава из сoсeдI]их ячеек. B peзyлЬТаTе yсадкив каx{дoй яqeйкg пoлучается небoльпtая yсадочная pакoBинa I.Мнoжeствo тaкиx Me)I(зеpeннЬIxмикpoyсадoчнЬIx pакoBиli oбpазyетпopI,IсToсТЬJкoтopая pаспoлaгaeTся пo гpаницаM зeрен i\'IeTаЛлаПoлyuить oтливки без yсaдoчньIx pакoвIlн и пopистoсTи вoз\'1o)кнoвa счет непpеpьtвlloгo пoдвo,ца pаспЛаBле}I}IoгoMеTaлла в пpoцессекристаллизaции вПлo.гЬдo пoЛlloгo заТвepдeBaI{1Iя.с этoй целью наoтливKи yстaнaвЛиваюT пpибЬ]ли -peзеpBy аp ЬI с pасплавлеIlнЬIM l'е.меTаЛла к yча.таллoM' кoTopьIеoбeспe,IиваютдoсTyп pасlIЛаBЛеI{}ioгopис.4.5, a пpи.НапoсЛeдниMи.сткам oтливки, 3аTвepдeвающимбыль 1 не \,Io)t{етoбeспеtlитЬ дoстytl pасплавленнoгo МeTаЛла к yToлщенЕoМy yЧaсткy oтлиBKи 3.

B этoм МесTе oбpаЗyется yсадoЧнaя pа.кoыlнa 2 й пoриiтoсть. Устаttoвка на yтолщенньIй yuастoк пpибьIли 4(pис.4.5, б) пpeдyпpeждаeт oбpаЗoвa}Iиеyсадorlнoй pаKoвинЬI и пo.pистoсTI,l.Пpeдyпpедить oбpaзoвaниe yсадotIl;Ьlx pакoBи}l ll пopистoсTи лoзвoляeт yстанoвка в литeйную фopмy наpylкньIx хoлoдилЬt{икoB 5(pиc'4'Ё, o) или внутpенниixo,,ioди''iьниrioЪ6 tpис.4.5, e}.( p и с .4 .5 ' d ) y с T а н a в л } r .Hа py>к H ьI e x oл oд и л ьt { t i к ивают в фopмy с Bнешней сTopo}lьl массивttЬlx часTей oTливки. Bслe.ц.ствиe высoкoй тeплoпpoвoдttoсTи и большoЙ ТепЛoeМкoсти xoЛoдилЬ.Hика oTвoд TeплoTы oT массивяoй ЧасTи oTЛивки t]poисxoдит интеl{.сивнеe' чeМ.oт тotlKoй.

этo спoсoбствye.r BЬlpaBниваtlию скopoсТей зa.тBеpдеBaния массивцoй и тoнкoй чaсTeй и yсTpaнеЕию yсадoЧньIx pa.кoвин и llopистoсти.' |4к и(p lrс' 4 .5 , е) у c' raнaвхoлoд||IIь1 1Bн yтpеt l[IиeмассивньIeчасTи oTливкI{.oбpaзyюшейливаюT внyTpЬ пoлoсти фopмьI,Pис. 4.5.

Cпoсoбы пpeдyпpФl{д€ r jliя yсадoчl!ыx рaкoBt-Illи пoрястoсти в oт'lивxаnt25Этп xoлoдильники изгoтoвляют из тoгo )I{e сплавa, qтo и oтлllвкy.Пpи запoлнении фopмьt внyтpенние xoлoдильIllIки частIiчllo paспЛaв.lvlеТaЛлoм.ляюТся и сваDиBаюТся с oсtioв}|ЬI]!1з. TPЕщиHЬ! B oтЛиBKAxtJ oTЛиBкaх в peзyЛЬTaТe }IeраBIIoмepнoгo 3аTвepдeваIlпяитoлсTьlx qaстeй и тopМo}кения yсадKи фopМoй пpll oxла>кдe.тoнкиxнии вoзtIиKaюT вtlyтpенниe напpяжeния.