Литейные свойства сплавов
Есть сплавы, из которых изделия получают методами пластического деформирования (обработкой давлением), а есть литейные, из которых выгоднее отливать детали. Есть сплавы, пригодные и для литья, и для обработки давлением, например, некоторые бронзы. Чугуны являются чисто литейными сплавами. Литейные сплавы должны обладать следующими свойствами: хорошей жидкотекучестью, малой линейной и объёмной усадкой, не иметь склонности к образованию трещин и газовых раковин и пор. 1. Жидкотекучесть – способность сплава в жидком состоянии течь по каналам формы, заполнять все ее полости и точно воспроизводить контуры отливки. Определяется жидкотекучесть заливкой технологической спиральной пробы (рис. 29). Мера жидкотекучести – длина заполненной части спирального канала в мм. Есть сплавы, текущие по каналам формы легко, как вода, а есть – вязкие, текущие медленно, как мёд. У лучших литейных сплавов – серых чугунов – жидкотекучесть достигает 1500 мм; у магниевых сплавов – всего 200 мм. Для оценки жидкотекучести при художественном литье выполняют клиновую пробу: чем меньше r, тем лучше. Чтобы повысить жидкотекучесть, можно сильно перегреть сплав перед заливкой или подогреть форму. 2. Усадка – уменьшение линейных размеров и объёма сплава при охлаждении. Все металлы (кроме висмута) уменьшают объём при кристаллизации; при охлаждении, как известно, твёрдые тела сжимаются (уменьшаются средние межатомные расстояния). Усадка – явление неизбежное, поэтому важно правильно учитывать эти изменения размеров при проектировании литейной оснастки. Выражается усадка в относительных единицах: линейная усадка где lф и lо – линейные размеры формы и отливки при 20 ºС; объемная усадка где vф и vо – объём формы и отливки при 20 ºС. Объемную усадку обычно не подсчитывают, так как можно считать, что εоб ≈ 3εл. Хорошие литейные сплавы – силумины, чугуны – дают усадку чуть меньше 1 %, стали и медные сплавы – 2,5-3 %. Усадка увеличивается при большом перегреве металла перед заливкой и за счет большой теплопроводности формы. Усадка может приводить к возникновению дефектов: усадочных раковин, трещин, коробления. Усадочная раковина – крупная полость, образуется в той части отливки, которая затвердевает последней (см. рис. 30, а). Иногда возникает не одна крупная раковина, а множество мелких – усадочная пористость (см. рис. 30, б).
а б Рис. 30. Усадочная раковина (а) и усадочная пористость (б)
Чтобы предотвратить образование усадочных раковин, применяют прибыли – массивные резервуары с расплавленным металлом, питающие отливку до окончания кристаллизации (рис. 31). Рис. 31. Усадочная раковина
3. Склонность к образованию трещин. При затвердевании толстые и тонкие части отливки испытывают неравномерную усадку, к тому же усадке может мешать форма. На рис. 32, а показано, что выступ 1 на поверхности формы не дает затвердевшему металлу сокращаться. На рис. 32, б сама конструкция отливки такова, что тонкие рёбра жёсткости кристаллизуются быстрее и тормозят дальнейшее сокращение размеров. а б Рис. 32. Усадке мешает форма (а); неравномерная усадка (б)
В результате в металле отливки возникают внутренние напряжения. Если они превышают прочность сплава, могут образоваться трещины. Горячие трещины возникают в начале затвердевания. Обычно они широкие, рваные, с окисленной чёрной поверхностью. Их образованию способствуют вредные примеси (в сталях – газы и сера), высокая температура заливки, резкие перепады сечения отливки, острые углы. Для предотвращения их появления надо избавляться от всех названных причин. Холодные трещины возникают после полного затвердевания. Они тонкие, с чистой поверхностью, внешне малозаметны и поэтому особенно опасны. Усадка продолжается и в твёрдом состоянии, поэтому напряжения растут. Способствуют появлению холодных трещин вредные примеси, особенно фосфор, сложная форма отливки, резкие перепады сечения. Надо обеспечивать равномерное охлаждение или отжигать отливки (помещать в печь и медленно охлаждать вместе с печью). Если напряжения не выше предела прочности, но выше предела текучести сплава, то может возникнуть коробление – искажение формы отливки, особенно тонкостенной. 4. Склонность к образованию газовых раковин и пор. Расплавленные металлы всегда растворяют в себе газы – тем больше, чем выше температура расплава. Они захватывают газы из атмосферы и при испарении влаги из формовочной смеси. Газы образуют пузыри в теле отливки. Большие пузыри называются раковинами, мелкие – порами. Формы и стержни надо хорошо просушивать, делать выпоры (каналы) для выхода газов, не завышать температуру заливки. Самый действенный способ – дегазация металла перед разливкой.
Формовочные материалы
Это кварцевые формовочные пески и литейные формовочные глины. Из них, добавляя влагу и некоторые другие вещества, получают формовочные смеси. Требования к формовочным смесям: 1) Огнеупорность. Смесь не должна размягчаться и расплавляться при контакте с расплавленным металлом. 2) Прочность. Смесь не должна разрушаться при извлечении модели, транспортировке формы и заливке. 3) Пластичность – способность точно воспроизводить контуры модели при формовке. 4) Газопроницаемость – способность пропускать образующиеся в ходе заливки газы к поверхности формы. 5) Податливость. Смесь не должна мешать усадке отливки. 6) Долговечность. Смесь должна сохранять свои свойства при многократном использовании.
Популярное: Организация как механизм и форма жизни коллектива: Организация не сможет достичь поставленных целей без соответствующей внутренней... Почему человек чувствует себя несчастным?: Для начала определим, что такое несчастье. Несчастьем мы будем считать психологическое состояние... Почему стероиды повышают давление?: Основных причин три... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (661)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |