Особенности производства отливок из стали

Формовочные материалы. Требования к формовочным материалам и смесям.

Для изготовления литейных форм и стержней применяют формовочные материалы, которые условно разделяют на исходные формовочные материалы, формовочные и стержневые смеси, вспомогательные формовочный состав.

Исходные формовочные материалы делят на две группы: 1. основные – огнеупорная основа смеси (кварцевый песок и т.д.), связующие (глина, смолы и т.д.). 2. вспомогательные (уголь, древесная мука и т.д.), придающая смеси определенные свойства.

Вспомогательные формовочные составы – это материалы, краски, клеи, замазки, необходимые для отделки и исправления форм и стержней.

Стержни должны обладать технологическими свойствами:

Пластичность – способность смеси деформироваться под действием приложенных внешних усилий, что обеспечивает получение отпечатка полости формы. Пластичность зависит от свойства составляющих смеси и применяемых связующих.

Прочность – чтобы при транспортировке, сборке и заливке не разрушалась – спо-собность сопротивляться разрушению под действием нагрузки. Прочность зависит от зернистости песка, влажности, плотности содержания связующих в смеси. С увеличением плотности, уменьшением размеров зерн песка, увеличением глиносодержания прочность смеси возрастает.

Сыпучесть – влияет на зависания ее в бункерах, на заполнение и равномерность распределения при засыпке, на качество и длительность перемешивания в смесителях.

Комкуемость – способность смеси образовывать комки. Сыпучесть и комкуемость зависят от прочности связей песчинок в местах контакта. Смесь должна иметь хорошую сыпучесть и минимальную комкуемость.

Огнеупорность– способность смеси сопротивляться размягчению или расплавлению под действием температуры расплава. Чем больше примесей в песке и глине, тем огнеупорность меньше. Чем крупнее песок и больше кремнезема, тем она огнеупорна.

Газотворность– способность смеси выделять пары и газы, при заливке. Определяется количеством паров и газов, выделяющихся из 1 кг смеси.

Газопроницаемость– свойство смеси пропускать через себя газы. Зависит от качество и количество глиныстых составляющих и кварцевого песка. Чем больше песка и чем она крупнее. Тем выше газопроницаемость. Зависит от формы зерн песка, влажности, наличия пыли. Степени уплотнения и т.д. недостаточная газопроницаемость вызывает газовые раковины.

Податливость – способность сокращаться в объеме и перемещаться под действием усадки отливки. Мало податливости – возможность появления трещин.

Прилипаемость - должно быть минимальным к модели или к стержневому ящику., что зависит от содержания влаги, связующей добавки и ее свойств.

Гигроскопичность – способность поглащать влагуиз воздуха. Зависит от свойств связующей добавки. Должна быть минимальной. Форма должна быть сухой, чтобы газовых раковин не было.

Долговечность – способность смеси сохранять свойства при повторных заливках. Чем она долговечна, тем меньше добавлояют в отработанную смесь свежих формовочных материалов.

Выбиваемость – способность стержневой смеси легко удаляться при выбивке из отливки. зависит от количества песка, глины и вида связующих.

Более подробная информация о песках, глине связующих и вспомогательных материалах смотри справочник Лев, Могилев со страницы 185 и до 205.

Особенности производства отливок из стали

Литейные свойства стали: литнейная усадка (2-2,5%), плохая жидкотекучесть (по сравнению с чугуном), большая склонность к ликвации. Для получения качественных отливок необходимо учитывать особенности литейных свойств стали на стадии конструирования литой детали. Конструкция отдельных элементов стальной отливки и их сочетание должно обеспечить последовательное затвердевание и питание отливки. Отливка должна иметь плавные переходы от утолщенных мест к тонким, скопления металла в местах сопряжения не допускается.

Правильность расположения отливки определяют по правилу вписанных окружностей: диаметры окружностей, вписанных в сечение отливки, должны увеличиваться от нижних сечений к верхним, т.к. каждая верхняя часть отливки является прибылью для нижней (рис.1). Рис а) обеспечит направленное затвердева ние и питание отливки, а при б) появляется усадочная рыхлота в нижней части отливки. Также правило вписанных окружностей позволяет оценить рациональность конструкции отливки. Напр. , чем меньше диаметр сферы, вписанной в сопряжение стенок (рис в) тем меньше вероятность появления в этом месте усадочной рыхлоты. На массивных частях отливки ее питание устанавливают прибыли, а для выравнивания скоростей охлаждения тонких и массивных частей - наружные и внутренние холодильники.

Для обеспечения хорошей заполняемости формы тонкие стенки отливок располагают в нижних частях формы и по возможности вертикально или наклонно.

Для последовательного затвердевания отливки сталь подводят в прибыль или под прибыль в массивное место отливки. В этом случае наиболее разогретым местом отливки будет прибыль, что и обеспечивает последовательное затвердевание.

Формы для стальных отливок должны иметь большую плотность смеси для предохранения поверхности формы от размыва струей. Особенно сильно смываются воронка и каналы (открытые прибыли, увеличенный припуск на обработку резанием в верхней части отливки.

Холодильники ускоряют процесс охлаждения утолщенных мест отливок и уменьшают напряжения, учадочные раковины и предотвращают возникновение горячих трещин. Холодильники могут быть литыми или из проката. Поверхность внутреннего холодильника должна быть чистой и свободной от окислов. Наружные холодильники покрывают различными красками (сурик, формовочная краска), чтобы они не приваривались.

В тех случаях, когда используют внутренние холодильники. Которые не свариваются с металлом отливки (применяют стальные прутки) при обработке резанием высверливают из отливки.

Формовочные смеси для стальных отливок отличаются более высокой огнеупорностью и прочностью.