Главная Кузнечно-штамповочное производство (КШП) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 [ 153 ] 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 Частым дефектом отливок являются также ужимин ы- углубления, заполненные формовочной смесью и прикрытые слоем металла; образуются вследствие отслоения формовочной смеси при заливке. Одновременно с ужиминами возникают обычно зазоры. Появление ужимин зависит от геометрической формы отливок, состава и свойств формовочных материалов и смесей, от особенностей технологического процесса изготовления формы. Отливки с большими плоскими поверхностям- ее склонны к образованию ужимин. Ужи : i чаще образуются при использовании песчано-глинистых смесей (особенно, сырых). При сокращении продолжительности 3 ]>Tf формы, а также при заливке ттоагу м в наклонном положении (под углом 2и 30°) вероятность образования ужимин уменьшается. Методы предотвращения ужимин сводятся также к повышению общей прочности форм, применению специальных противоужиминных сеток, введению в смесь добавок (например, опилок для сухих форм), смягчающих влияние деформационных явлений. Горячие трещины возникают преимущественно вследствие недостаточной податливости формовочных и стержневых смесей. Поэтому для предотвращения этого дефекта добавляются опилки в смеси, выполняют в стержнях полости ( опустошения ), заполняемые легкоразрушаемым материалом, и т.п. В общепринятом смысле податливыми могут быть признаны только жидкие самотвердеющие смеси и смеси с древесными опилками. Древесные опилки добавляют только в песчано-глинистые смеси, допускающие достаточно высокий уровень температур сушки для предварительного выгорания опилок. Следовательно, стержень или форма, изготовленные из смеси с опилками, будут такими же пористыми, как и изготовленные из жидкой смеси. В этом случае резко проявляется влияние связующего материала на податливость. Известно, что продукт отверждения жидкого стекла в самотвердеющих смесях при нагреве до 600 °С размягчается, а при 900 °С полностью теряет свою прочность и не оказывает связующего действия на зерна песка. Напротив, прочность формовочнбй глины по мере повьпиения температуры увеличивается, однако не настолько, чтобы смесь не могла быть разрушена под действием усадки отливки. Исследованиям податливости смеси и методам ее оценки посвящена работа [14]. Очевидно также, чем выше качество поверхности формы и меньше вероятность образования пригара и шероховатости на поверхности отливок, тем более свободно протекает усадка металла и менее вероятно возникновение горячих трещин. Газовые раковины и пористость в отливках - достаточно распространенные дефекты. Время их возникновения - от начала заливки формы до полного затвердевания отливки. Причины образования газовых раковин (притости) следующие: выделение газов из металла отливки как вследствие уменьшения их растворимости при понижении температуры, так и в результате химических реакций, например раскисления; инжекция воздуха в заливаемую форму; выделение газов из формы; образование газов за счет взаимодействия формы с повершостными слоями отливки. Вьщеление газов из металла отливки практически не зависит от литейной технологии и определяется прежде всего природой литейного сплава, технологий его приготовления и предварительной металлургической обработкой. Процессы растворения газов в большинстве металлических расплавов имеют эндотермический характер, и при охлаждении растворимость газов уменьшается, но в разной степени для разных сплавов. При переходе металла из жидкого состояния в твердое растворимость скачкообразно падает. Склонность к образованию газовой пористости возрастает по мере увеличения интервала температур кристаллизации сплава. Вероятность образования газовых раковин (пористости) вследствие вьщеления газов из металла может быть уменьшена путем использования чистой (неокисленной) шихты, проведения полного раскисления металла в процессе плавки и его рафинирования перед заливкой форм (обработкой флюсами, продувкой инертньпли газами и т.п.). Инжекция воздуха при заливке создает наибольшую опасность образования раковин. Она является следствием неправильно рассчитанных литниковой системы и скорости заливки. Для предотвращения инжекции необходимо соблюдать два основных требования: 1) литниковая система должна быть заполнена металлом в течение всего периода заливки формы; 2) литниковая система должна обеспечить плавное поступление расплава в форму. Наибольшее по объему количество газов выделяется из формы при ее зал1вке. В первый момент заливки полость формы и поры смеси заполнены воздухом. Однако уже в период заполнения расплавом вследствие теплового воздействия в форме начинаются процессы испарения, диссоциации, деструкции, возгонки, горения и т.п., увеличивающие на несколько порядков объем газов. Вьшод этих газов во избежание образования раковин обеспечивается через вьшоры, наколы, вьшолняе-мые в форме и стержнях, при помощи специальных газоотводящих полых и пористых трубок, заформованных при изготовлении стерж- ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ней и форм, и за счет газопроницаемости смеси [15]. Дополнительным источником газов могут быть также реакции взаимодействия расплава с формой, в том числе с установленными в форме холодильниками, жеребейками, шпильками и т.п. Если эти металлические элементы формы окислены, то возможно разложение гидрата железа в окалине и восстановление оксидов углеродом расплава. Опасность такого взаимодействия заюпочается в том, что при общем незначительном объеме образовавшихся газов локальность процесса может создать условия для возникновения газовых раковин. Поэтому металлические элементы формы должны использоваться только в очищенном от окалины виде. Для вывода газов, дополнительно образующихся в результате взаимодействия формы с расплавом, могут быть рекомендованы указанные ранее способы (выпоры, наколы и т. п.). Описанные дефекты составляют подавляющую долю всех дефектов литья, связанных с качеством формовочных материалов и технологией литейной формы. Прочие дефекты подробно описаны в [17, 19]. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Абрамов Г. Г., Панченко Б. С. Справочник молодого литейщика. 3-е изд. М.: Высшая школа, 1991. 319 с. 2. Борсук П. А., Лясс А. М. Жидкие самотвердеющие смеси. М.: Машиностроение, 1.979. 255 с. 3. Боровский Ю. Ф., Шацких М. И. Формовочные И стержневые смеси. М. - Л. Машиностроение, 1988. 88 с. 4. Бречко А. А., Великанов Г. Ф. Формовочные и стержневые смеси с заданными свойствами. М. - Л. Машиностроение, 1982. 216 с. 5. Бычков Н. В. Образование ужимин Литейное производство в автомобилестроении. 1982. Вьш. 2. С. 154 - 158. 6. Власовский И. В. Пригар на отливках. М.: Машиностроение, 1983. 192 с. 7. Валисовский П. Ф. Технология стального литья. М.: Машиностроение, 1974. 408 с. 8. Жуковский С. С. Прочность литейной формы. М.: Машиностроение, 1979. 320 с. 9. Жуковский С. С, Лясс А. М. Формы и стержни из холоднотвердеющих смесей. М.: Машиностроение, 1978. 223 с. 10. Илларионов И. £. Исследование и разработка алюмохромфосфатных смесей для чугунного и стального литья Сб. Вопросы теории и технологии литейных процессов . Челябинсю ЧПИ, 1983. С. 82 - 87. 11. Илларионов И. Е. Классификация ме-таллофосфатных связующих и смесей для из- готовления отливок Сб. Пути рационального использования материальных ресурсов . Челябинсю ЧПИ, 1986. С. 65 - 66. 12. Куманин И. Б. Вопросы теории литейных процессов. М.: Машиностроение, 1976. 216 с. 13. Литейное производство / Под ред. A. М. Михайлова. М.: Машиностроение, 1987. 256 с. 14. Медведев Я. И., Валисовский И. В. Технологические испытания формовочных материалов. М.: Машиностроение, 1973. 309 с. 15. Медведев Я. И. Газовые процессы в литейной форме. М.: Машиностроение, 1980. 200 с. 16. Серебряков В. В., Фишкин Ю. £. Механизированное изготовление стержней в литейном производстве. М.: Высшая школа, 1987. 287 с. 17. Ткаченко С. С. Брак отливок, его предупреждение и исправление. Л.: Машиностроение, 1982. 56 с. 18. Ускоренная заливка форм крупных стальных отливок / П. Ф. Василевский, B. 3. Альтман, В. И. Справник и др. Литейное производство. 1985. № 7. С. 18 - 19. 19. Цветное литье: Справочник / Под ред. Н. М. Галдина. М.: Машиностроение, 1989. 528 с. Глава 4 ЛИТЬЕ ПО ВЬШЛАВЛЯЕМЬПИ МОДЕЛЯМ 4.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ Литье по вытшавляемьв! моделям (ЛВМ) - способ изготовления отливок в разовых многослойных неразъемных керамических формах по однократно используемым вьшлав-ляемым (реже растворяемым или вьвки-гаемым) моделям. Схема наиболее распространенных вариантов технологического процесса представлена на рис. 4.1. Преимущество ЛВМ - возможность получения из любых литейных сплавов, в том числе тугоплавких и труднообрабатьшаемых, * сложных по конфигурации, тонкостенных отливок с точностью размеров в пределах 3 т -7 классов и шероховатостью поверхности Rz 40 + Ra 1,25 мкм. В связи с этим ЛВМ получило распространение во всех отраслях машиностроения и приборостроения. Многолетняя практика показывает, что ЛВМ эффективно применяется в различных условиях производства - от опытного и мелкосерийного до массового. Использование в ЛВМ высокоогнеупорных, прочных и термостойких неразъемных оболочковых форм обеспечило реализацию процессов бестигельной плавки и заливки в
Подготовна исходных материалов для изготовления форм Приготовление суспензий Подготовка сухого опорного наполнителя Заформовыдание керамической оболоики в опоках сухим опорным наполнителем Окониательная очистка отливок от остатков керамической оболочки и стержней Предварительный ( визуальный) контроль отливок Сборка моделей в блоки Нанесение на блоки моделей слоев суспензии, обсыпка и суш ка их (формирование многослойной керамической оболочки) Выплавление ила удаление другими методами (выжиганием, растворением) моделей из керамической оболочки Подготовка металлической шихты Прокаливание незаформованной оболочка Плавка металла Заформовывание прокаленной оболочки в нагретьш опорный наполнитель Прокаливание заформованной оболочки Заливка форм Удаление залитых оболочек из опорного формовочного наполнителя Охлаждение форм Отделение отливок от литниково - питан)ш.вй системы Выбивка из опок и предварительная очистка блоков отливок от керамической оболочка Термическая обработка отливок Исправление дефектов отливок L-Окончательный контроль -Н качества отливок Зачистка остатков питателей и другие виды отделки отливок Возврат забракованных отливок на переплав Передача годных отливок на механическун) обработку а сборку Рис. 4.1. Схема технологического процесса литья по вьшлааляемым моделям вакууме, получение отливок с направленной и монокристаллической структурой [4], поверхностного модифицирования, литья под центробежным и низким регулируемым давлением, вакуумным всасыванием и вакуумно-компрес-сионньп4 методом. По вьшлавляемым моделям изготовляются некоторые детали и цельнолитые узлы (охлаждаемые лопатки газотурбинных двигателей из жаропрочных сплавов, сложные волноводы радиолокационных установок и др.), невыполнимые другими методами обработки металлов. |
© 2011 - 2024 www.taginvest.ru
Копирование материалов запрещено |