Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Плавлення сплавів кольорових металів


1) Виливки із сплавів на основі алюмінію,які містять 5...13 % силіцію (силуміни), одержані виливанням у разові форми і особливо у кокілі, ма­ють високі ливарні й механічні властивості. Ці сплави використовують для виливання високонавантажених деталей двигунів.

Сплави на основі алюмінію з вмістом міді (дуралюміни) мають високі механічні, але низькі ливарні властивості (низька рідкотекучість, гарячі тріщини). Добавляння до 0,7 % Si, 1,5 % Mg, 2 % Ni та до 10 % Сu підви­щує ливарні властивості та жароміцність дуралюміну, що дає змогу виго­товляти виливки, які працюють при високих температурах (поршні, го­ловки двигунів тощо).

Усі ливарні сплави на основі алюмінію мають невисоку температуру плавлення (610...670 °С) і заливання (640...780 °С).

Формові й стрижневі суміші для виливок із сплавів на основі алюмінію з підвищеною усадкою повинні мати достатню піддатливість.

Враховуючи сильну окислюваність сплавів на алюмінієвій основі, фор­му слід заливати безперервним струменем, щоб не утворилися оксидні

плівки.

2) Сплави на основі магнію.Ці сплави в 4,5 раз легші від сплавів чор­них металів і у 1,5 рази - від алюмінієвих. Заміна алюмінієвих сплавів магнієвими зменшує масу виливок на 25...30 % при збереженні їхньої міц­ності.

Ливарні властивості магнієвих сплавів нижчі від алюмінієвих. Магнієві сплави з масовою часткою 1...1,5 % Si або 1...2 % Мn мають низькі ливар­ні властивості, тому використовуються для невідповідальних виливків простої форми. Сплави магнію з масовою часткою 2...7 % А1 і 1,5...3 % Zn мають задовільні, а з масовою часткою 8... 10 % А1 і 0,2... 1,5 % Zn - хороші ливарні властивості. Недоліком цих сплавів є легка окислюваність при виробництві виливків.

Формові й стрижневі суміші для магнієвих сплавів готують з добавлян­ням 0,5...1 % борної кислоти і 0,25...3 % сірки, щоб запобігти вибуху при реакції магнію з вологою. Під дією температури рідкого металу сірка го­рить, утворюючи захисний газ, а борна кислота на поверхні форми і стриж­нів утворює глазур, яка запобігає контакту металу з вологою суміші.

У великосерійному та масовому виробництві виливків сплави на маг­нієвій основі краще заливати у кокілі й лише в індивідуальному вироб­ництві можна використовувати разові форми. Для запобігання запалю­ванню магнієвого сплаву при стиканні з повітрям у процесі заливання струмінь металу опиляють порошком сірки.

3) Сплави на основі мідімають хороші ливарні й достатньо високі ме­ханічні й антифрикційні властивості.

Прості латуні, які містять лише цинк, у ливарному виробництві не ви­користовують через низькі ливарні властивості й сильне випаровування цинку, що погіршує умови праці. Спеціальні ливарні латуні містять мен­ше цинку, але мають добавки інших елементів (Si, Mn, A1 та ін.), які під­вищують ливарні й механічні властивості. Так, латунь з добавкою силі­цію успішно замінює коштовні олов'янисті бронзи завдяки своїм ліпшим ливарним властивостям, особливо високій рідкотекучості. Свинцевиста латунь є хорошим ливарним сплавом для виготовлення виливків мето­дом виливання під тиском та відцентровим виливанням.

Формові й стрижневі суміші для одержання гладенької поверхні вилив­ків із мідних сплавів виготовляють із дрібнозернистого кварцового піс­ку. Виливки із алюмінієвих бронз мають значну усадку, тому при їх виго­товленні треба встановити додатки і підводити рідкий метал до масив­них перерізів виливка.

4) Виливки із сплавів титану.Промисловість випускає багато марок титанових сплавів. Для виготовлення фасонних виливків використовують титанові сплави таких марок: ВТ3 (5 % А1 і 2,5 % Сr); ВТ3-1 (5 % А1, % Сr і 2 % Мо); ВТ5 (5 % А1); ВТ5-1 (5 % А1 і 2,5 % Sn); BT8 (6...7 % А1 і % Мо). При виготовленні виливків із титанових сплавів у них може роз­чинятися азот і водень, які утворюють з титаном тверді розчини, що погір­шують пластичність і ударну в'язкість.

Формові й стрижневі суміші для виливків із титанових сплавів не мож­на виготовляти з традиційних формувальних матеріалів, оскільки титан активно взаємодіє з оксидами силіцію, алюмінію, магнію і цирконію. Внас­лідок цього поверхневий шар виливків буде пористим, з великою кількіс­тю газових раковин. Вогнетривким матеріалом при виготовленні форм для виливків із титанових сплавів є графіт. Форми з графіту забезпечу­ють щільність металу і чисту поверхню виливка, але вони непіддатливі, що збільшує небезпеку утворення гарячих тріщин і виключає можливість виготовлення складних фасонних виливків. Виливки складної конфігу­рації виготовляють у пресованих графітових формах з використанням фенолформальдегідних смол як сполучника. Смола не тільки зв'язує зер­на графіту, а й надає пластичності й піддатливості фермовій суміші. Хороші результати одержані при виготовленні виливків із титанових спла­вів у формах з білого електрокорунду на рідкому склі, а також методом виливання за витоплюваними моделями, при цьому вогнетривка оболонкова форма виготовляється на основі графіту.


3. Виплавлення чавуну в вагранці


Вихідні матеріали, які застосовують для виплавлен­ня рідкого чавуну, називають шихтовими, або шихтою. Металева части­на шихти складається з 30...40 % доменного ливарного чавуну, 40...60 % повороту власного виробництва і чавунного брухту, 0...20 % сталевого брухту і 0... 10 % феросплавів. Флюси, що використовуються під час плавки чавуну, переводять у шлак золу палива, формову і стрижневу суміші, які пригоріли до повороту, і оксиди різних елементів металевої частини шихти, що вигоряють. Флюсами є вапняк, доломіт і мартенів­ський шлак.

Вагранка є найбільш поши­реним агрегатом для плавки чавуну у ливарних цехах.
Вона проста за конструкцією і в обслуговуванні, витрата палива і угар заліза в ній по­рівняно малі.

Вагранка (рис.III.33) – це циліндрична шахтна піч. Кожух шахти 6 зварено з листової сталі і зсередини футе­ровано шамотною цеглою 7. Шахта спирається на опорну плиту 2, закріплену на чоти­рьох колонах 1. Крізь вікно . (яке під час роботи вагранки замуровують і закривають кришкою 3) дно заповнюють формовою сумішшю. Зверху вагранка закінчується тру­бою 10 і розміщеним над нею іскровловлювачем 11, який уловлює розжарені часточки палива і виносить з вагранки разом із потоком вихідних газів. Шахту завантажують крізь вікно 9. Щоб футеровка не зазнавала ударів шихти, на рівні завало­чного вікна шахту викладають чавунною цеглою 8. Розплавлений чавун і шлак крізь отвір 12 стікають до накопичувача 13, де вони збираються і відстоюються. Звідси чавун випускають крізь чавунну льотку 15, а шлак - крізь шлакову льотку 14. У вагранці з накопичувачем можна вироби­ти чавун потрібного складу з малим вмістом сірки і вуглецю. Якщо нако­пичувача немає, то рідкий чавун збирається в горні вагранки і тривалий час перебуває в контакті з розжареним коксом, насичуючись сіркою і вуг­лецем.

Повітря для горіння палива подається у вагранку з кільцевого повіт­ропроводу 5 крізь фурми 4. Сучасні вагранки мають три ряди фурм: ниж­ній - основний два верхні - додаткові (на рис. III.33 показано один ряд фурм). Корисною висотою вагранки називають відстань від основного ряду фурм до нижньої кромки завалочного вікна. У цій зоні гарячі гази взаємо­діють із шихтою.

Перед черговою плавкою вагранку треба підготувати до роботи: очи­стити шахту від залишків шлаку, відремонтувати вогнетривку кладку, закрити днище, заповнити під вагранки і накопичувача, укласти на під дрова, підпалити їх, а потім крізь завалочне вікно засипати кокс холостої колоші на 700...3 (10 мм за основний ряд фурм, де розвиваються максималь­ні температури Холоста колоша розігріває вагранку і підтримує стовп шихти.

На холосту колошу коксу завантажують металеву частину шихти, по­тім - робочу паливну колошу коксу і далі - флюс. Таке пошарове заван­таження шихти повторюється на всій висоті вагранки аж до завалочного вікна. Під час плавлення шихтові матеріали поступово опускаються, а крізь завалочне вікно вагранку завантажують новими порціями шихти.


Класифікація способів виготовлення виливків і різновиди ливарних форм

1. За класифікацією в сучасному ливарному виробництві існують та­кі способи одержання виливків: у піщано-глинистих формах з ручним та машинним формуванням; у металевих формах (кокілях); під тиском; за моделями, які витоплюють; в оболонкових (киркових) формах; від­центровим виливанням; електрошлаковим виливанням; під низьким тис­ком; вакуумним всмоктуванням; витискуванням; рідким штампуванням тощо.

Галузь використання цих способів1 визначають багатьма факторами: типом виробництва (одиничне, серійне, масове); масою виливків (дріб­ні - до 100 кг, середні - до 1000, великі - понад 1000 кг); точністю та чистотою поверхні виливка; ливарними властивостями сплавів; вартістю того

чи іншого способу.

2. За різновидом ливарні формирозрізняють за: терміном служби (ра­зові, багаторазові); станом перед заливанням (сухі, напівсухі, вологі, хі­мічно тверднучі, самотверднучі); технологією виготовлення (ручне, ма­шинне формування).

Разові форми виготовляють із піщано-глинистих та піщано-смоляних формових сумішей. Призначені вони для виготовлення лише одного ви­ливка, тому що їх руйнують після затверднення металу. За товщиною стін­ки разові форми можуть бути товстостінні (20...25 мм і більше), оболонкові (близько 10 мм), тонкостінні (менш як 10 мм).

Багаторазові металеві форми (кокілі) та форми із шамоту, азбесту, але­бастру, цементу, гіпсу та інших вогнетривких матеріалів використовують для виготовлення десятків, сотень і навіть тисяч виливків, оскільки їх піс­ля затверднення металу не руйнують, а розкривають для видалення гото­вого виливка.


6.1.3 Технологія виготовлення виливків у разових ливарних формах


1. Поняття про разові форми


Технологія виготовлення виливка у разо­вій піщаній формі складається з таких послідовних операцій: виготовлен­ня модельних комплектів; приготування формових і стрижневих сумішей; формування ливарних форм і стрижнів; сушіння стрижнів, а іноді і форм; складання форм; приготування рідкого металу; заливання форм металом; вибивання виливка з форм і стрижнів з виливка; обрубування ливникової системи і очищення виливка; механічна і термічна обробка виливка; кон­троль і виправлення дефектів готового виливка.

Переважну кількість виливків виготовляють у піщано-глинистих фор­мах. На рис. III.7 наведено виливок (рис. III.7, а) і разову ливарну форму (рис. III.7, 6). Форму виготовляють у рамках 1, які називають опоками.

Нижня і верхня опоки з'єднуються між собою центрувальними штиря­ми 7. Форма складається з таких елементів: ливникової системи 5, верх­ньої 6 і нижньої 8 півформ з вентиляційними каналами 9, порожнини 2, стрижня 3, випорів 4.


2. Ливникова система


Ливникова система Це сума каналів, якими рідкий метал надходить у ливарну форму. Вона має забезпечити швидке заповнення форми рідким металом, правильне його тверднення у формі, мати якомога меншу масу і легко відокремлюватися від виливка. Складається ливникова система (рис. III.8, а) з ливникової чаші 1, стояка 2, шлаковловлювача 3 і живиль­ників 4. До ливникової системи належить також випор 4 (див. рис. ІІI.7).

Ливникова чаша призначена для приймання рідкого металу з ковша. По стояку конічної форми метал надходить у трапецоїдний в перерізі шлако­вловлювач, який розміщено у верхній половині ливарної форми. Він при­значений для затримування шлакових і земляних включень, які спливають на поверхню металу внаслідок зниження швидкості його струменя у шла­ковловлювачі.

Краще очищає метал шлаковловлювач гребінчастого типу (рис. І1І.8, б). При машинному формуванні використовують вогнетривку сітку 5, яку встановлюють у воронку (рис. ІІІ.8, в) або у шлаковловлювач (рис. ІІІ.8, г). Живильники підводять рідкий метал безпосередньо в порожнину ливарної форми. Випор установлюють у найвищій точці виливка, тому рідкий ме­тал заповнює випор останнім, що дає змогу контролювати заливання фор­ми. Крім того, у випор при заповненні форми металом виходить повітря. Ливникова система під час заливання форми має бути заповнена рід­ким металом, щоб забезпечити безперервність струменя, оскільки розри­вання струменя призведе до всмоктування повітря та шлаку в порожнину форми, а також до утворення окислених плівок у місці розривання, які розчленять виливок. Тому між елементами ливникової системи витри­мують певне співвідношення: сумарна площа перерізу всіх живильників (,РЖ) повинна бути меншою, ніж площа перерізу шлаковловлювача (Fm), який має переріз менший, ніж стояк (Fc). Наприклад, може бути таке спів­відношення: FM:Fa:Fe= 1,0 : 2: 1,4.


3. Формувальний інструмент


Формувальний інструмент для виготовлення разової форми вручну можна поділити на дві групи: 1) інструменти, що використовують для наповнення опок формовою сумішшю, ущільнення її та видалення моде­лей з форми; 2) інструменти для обробки форм.

Для наповнення опок формовою сумішшю застосовують совкові лопа­ти. Інструменти, які використовують при виготовленні разової ливарної форми вручну, подані на рис. III.9. Ущільнюють суміш пневматичними (рис. III.9, а) або ручними (рис. III.9, 6) трамбівками. Щоб легше виходи­ли гази із форми, її наколюють душником (рис. ІІІ.9, в). Видаляють моде­лі із форми за допомогою підіймача (рис. III.9, г) з гострим кінцем (для дерев'яних моделей) або з різьбою на кінці (для металевих моделей).

До обробного інструменту належать: гладилки прямокутні (рис. ІІІ.9, д) та горцеві (рис. III.9, є); ложки (рис. III.9, є) для обробки криволінійних поверхонь і вирізування ливникової чаші; гачки (рис. III.9, ж) для вида­лення залишків суміші з глибоких і вузьких заглибин форми.

Формування виконують у металевих рамках - опоках (рис. ІІІ.9, з). Верхня опока 1 з'єднується з нижньою 4 штирями 2, які пропускають крізь вушко 3. Для утримання суміші в опоках роблять буртики 5.




©2015 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.