Лиття в піщано-глиняні форми

Питання для самостійної роботи

1. У надрах землі корисних елементів біля 19%. Половина з них – алюміній. Чому ж він дорогий?

2. Як отримують кольорові метали високої чистоти?

3. Які особливості термічної обробки мають кольорові метали порівняно із залізовуглецевими сплавами?

4. Приведіть приклади застосування композиційних матеріалів у техніці.

5. У чому різниця між такими способами захисту металів від корозії, як дифузійною металізацією, гальванопластикою та анодуванням?

6. Порошкові матеріали мають багато потрібних для машинобудування властивостей. Чому ж їх виробюництво обмежене?

У машинобудуванні застосовується декілька способів формоутворення деталей – зняттям стружки із заготовки (різанням), тиском (ковкою, штамповкою, пресуванням, прокаткою тощо) та литтям. Доля деталей виготовлених литтям в сучасних машинах і обладнанні складає біля 50%.

Лиття – відносно дешевий спосіб виготовлення деталей. У порівнянні з обробкою різанням він значно економічніший. Економиться метал, час. У нього є суттєва перевага і над обробкою тиском – литтям можна виготовити значно складнішої форми деталі, ніж при обробці тиском.

Галузь машинобудування, яка займається виготовленням деталей шляхом заливки металу у форму, порожнина якої має задану форму та розміри, називається ливарним виробництвом.

Для організації лиття деталей треба мати різноманітні пристрої: моделі, форми, стержньові ящики, стержні тощо.

Модель – це ливарний пристрій, який виготовлений з легко оброблюваного матеріалу (деревина, алюміній, пластмаси тощо), точно копіює форму деталі, а розміри більші за розміри деталі на величину припуску.

Припусків на модель є декілька.

Припуск на усадку металу. Нагрітий (розплавлений) метал після охолодження зменшується у розмірах. Відливки, наприклад, з сірого чавуну дають усадку рівну 1%, сталі – 2%, у більшості кольорових металів – 1,5%.

Припуск на механічну обробку. Після лиття відливки в більшості випадків потребують механічної обробки (точінням, фрезеруванням, струганням тощо). Особливо шорсткими є поверхні відливок з чавуну.

Припуск на нахили. Цей припуск дається на вертикальні поверхні деталі з метою запобігання руйнуванню піщано-глиняних форм при вийманні моделі з форми.

Припуск на галтелі. В місцях спряження стінок деталі (уступи) формувальна суміш при заливці розплавленого металу може зруйнуватись, тому в місцях спряжень перехід від однієї поверхні до іншої закруглюється. Таке закруглення в техніці називається галтель.

Технологічні припуски та припуски проти короблення. Ці припуски необхідні для транспортування важких відливок, для їх закріплення на верстатах під час механічної обробки, для запобігання коробленню деталей при охолодженні тощо. Більшість з них після механічної обробки зрізають.

Форма – це ливарний пристрій, який має порожнину, форма і розміри якої точно, відповідають моделі. Форма може бути виготовлена з піщано-глиняної суміші, металу (кокіль) чи фенолформальдегідної смоли.

Стержень – це ливарний пристрій, за допомогою якого у відливках роблять отвори, канали, порожнини, які повинні бути у деталі. Стержні виготовляють з піщано-глиняної суміші у спеціальних стержневих ящиках. Стержневі ящики виготовляються з деревини або легкооброблюваних металів. Вони мають порожнини, які відповідають формі і розмірам отворів деталей.

Метали, якими заливають форми, називають ливарними. Не з усіх металів можна отримати якісні відливки. Тому треба знати, яким вимогам повинен відповідати метал, щоб його можна було використати при литті. До основних вимог відносяться рідкотекучість, температура плавлення, усадка і схильність до ліквації.

Рідкотекучість – це здатність розплавленого металу при заливанні заповнювати форму. У різних металів вона різна. Відносно добру рідкотекучість мають чавуни та кольорові метали, особливо бронза. Рідкотекучість залежить від температури розплавленого металу. Чим вона вища, тим рідкотекучість краща. Проте підвищення температури розплавленого металу не бажане, бо метал починає розплавляти матеріал форми, спостерігається негативне явище пригар. Тому найкраще для лиття брати евтектичні та близькі до них сплави.

Ливарний метал повинен мати якомога меншу усадку – властивість зменшуватись в об’ємі та лінійних розмірах при переході з рідкого стану в твердий. Усадка є причиною утворення усадочних раковин і усадочних рихлостей у відливках.

Лінійна усадка небезпечна тим, що при гальмуванні виступами форми чи стержня створює напруги, які викликають короблення відливок або появу тріщин.

Нерівномірне охолодження відливки при затвердінні приводить до того, що більш охолоджені її частини гальмують усадку гарячих. Це викликає їх розтяг, який супроводжується коробленням або тріщинами. Цьому можна запобігти раціональним конструюванням відливок – забезпечити вільну усадку в формі.

Об’ємна усадка приводить до появи усадочних раковин. Чим масивніша деталь, тим більша імовірність появи усадочної раковини. Тому в деталях, які виготовляються ливарним способом, не повинно бути місць з надмірним скопиченням металу.

Ліквація – неоднорідність хімічного складу сплаву при кристалізації. Чим більша відливка, тим повільніше вона охолоджується, а значить, більше розвивається зональна ліквація. При правильному конструюванні відливок, більшу частину ліквацій можна відвести у прибильну частину відливки.

Ливарний метал готують до лиття в дугових електропечах, індукційних та інших печах. Поширеною піччю на підприємствах є вагранка яка за конструкцією подібна до маленької доменної печі. Металічною шихтою в них є злитки металів, металобрухт і відходи від лиття (браковані відливки, литники тощо).

Рис. Схема вагранки

При плавленні з металу вигорають певні компоненти, тому в шихту добавляють лігатуру – допоміжний сплав, який компенсує втрати компонентів при плавленні.

Для виготовлення форм і стержнів використовують формувальні суміші, які повинні відповідати ряду вимог: висока вогнестійкість – здатність не розм’якшуватись і не плавитись під впливом розплавленого металу; хороша пластичність (для отримання чіткого відбитку моделі); висока газопроникність і здатність пропускати гази; механічна міцність – здатність протистояти механічним навантаженням; достатня протипригарність – здатність не спікатись і не сплавлятись з розплавленим металом.

Формувальні суміші складаються з кварцевого піску, глини, вологи, та добавок. За призначенням вони розділяються на облицювальні, наповнюючі та єдині.

Послідовність виготовлення відливок у піщано-глиняних формах показана на рисунку 68.

Рис.

Форми з піщаноглиняної суміші виготовляють у опоках – пристосуваннях у вигляді металічних ящиків без дна. Одна половина опоки має провушини з отворами 5, а інша – з шипами 4.

На спеціальну підмодельну плиту встановлюють половину моделі 1 і опоку 5 провушинами вниз. В опоку засипають формувальну суміш і трамбують спеціальними ручними або пневматичними трамбовками. Зайву суміш з опоки зчищають лінійкою. Опоку з сумішшю і половинкою моделі обережно перевертають моделлю догори. На половинку моделі встановлюють другу половинку, з пульверизатора напилюють розділяючий шар графіту, встановлюють другу половину опоки та деталі литникової системи – литникову чашу 2, стояк 7, відстойник 8, живлячі канали 6 та випори 3. Опоку заповнюють формувальною сумішшю, трамбують, зайву суміш зчищають лінійкою. Потім знімають верхню опоку, виймають половинки моделі та деталі литникової системи. Поверхні форми вкривають графітною сумішшю. При потребі в стержневі знаки, заздалегідь передбачені в моделі виступи для установки стержня, вкладують стержень і закривають опоки. Після просушування у форму заливають розплавлений метал. Зруйнувавши форму, виймають відливку, очищають від формовочної суміші, обрізають литникову систему.

У сучасних ливарних цехах застосовують машинну формовку. Послідовність формування майже не відрізняється від ручного. При машинному формуванні формувальна суміш на робоче місце подається пневмотрубопроводом, трамбування суміші в опоках здійснюється на вібраційних столах, очищення відливок здійснюється на спеціальних вібраторах тощо.

Форми для важких відливок (біля 100 т) виготовляють у ямах з бетону – кесонах. Для зміцнення форми застосовують стальну арматуру та кладку з цегли.

Відливки, з яких виготовляють відповідальні деталі, піддають термічній обробці – гомогенізації, відпалу та відпуску.

Дата добавления: 2017-02-01; Просмотров: 123; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!