Изготовление отливок в песчаных формах

Литье в песчаные формы является самым распространенным способом изготовления отливок. Изготавливают отливки из чугуна, стали, цветных металлов от нескольких грамм до сотен тонн, с толщиной стенки от 3…5 до 1000 мм и длиной до 10000 мм.

Схема технологического процесса изготовления отливок в песчаных формах представлена на рис. 2.

 

Рис. 2. Схема технологического процесса изготовления отливок в песчаных формах

Рис.3 а) чертеж отливки; б) модель из дерева; в)стержневой ящик; г)литейная форма; д)отливка; е)стержень

 

Сущность литья в песчаные формы заключается в получении отливок из расплавленного металла, затвердевшего в формах, которые изготовлены из формовочных смесей путем уплотнения с использованием модельного комплекта.

Литейная форма для получения отливок в песчаных формах представлена на рис.4.

Литейная форма обычно состоит из верхней 1 и нижней 2 полуформ, которые изготавливаются в опоках 7, 8 – приспособлениях для удержания формовочной смеси. Полуформы ориентируют с помощью штырей 10, которые вставляют в отверстия ручек опок 11.

Для образования полостей отверстий или иных сложных контуров в форме устанавливают литейные стержни 3, которые фиксируют посредством выступов, входящих в соответствующие впадины формы (знаки).

Литейную форму заливают расплавленным металлом через литниковую систему.

Литниковая система – совокупность каналов и резервуаров, по которым расплав поступает из разливочного ковша в полость формы.

Основными элементами являются: литниковая чаша 5, которая служит для приема расплавленного металла и подачи его в форму; стояк 6 – вертикальный или наклонный канал для подачи металла из литниковой чаши в рабочую полость или к другим элементам; шлакоуловитель 12, с помощью которого удерживается шлак и другие неметаллические примеси; питатель 13 – один или несколько, через которые расплавленный металл подводится в полость литейной формы.

Для вывода газов, контроля заполнения формы расплавленным металлом и питания отливки при ее затвердевании служат прибыли или выпор 4. Для вывода газов предназначены и вентиляционные каналы 9.

Рис. 4. Литейная форма

 

Разновидности литниковых систем представлены на рис.3.

 

 

Рис. 3. Разновидности литниковых систем

 

Различают литниковые системы с питателями, расположенными в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

По способу подвода расплава в рабочую полость формы литниковые системы делят на: нижнюю, верхнюю, боковую.

· Нижняя литниковая система (рис.3.б) – широко используется для литья сплавов, легко окисляющихся и насыщающихся газами (алюминий), обеспечивает спокойный подвод расплава к рабочей полости формы и постепенное заполнение ее поступающим снизу, без открытой струи металлом. При этом усложняется конструкция литниковой системы, увеличивается расход металла на нее, создается неблагоприятное распределение температур в залитой форме ввиду сильного разогрева ее нижней части. Возможно образование усадочных дефектов и внутренних напряжений. При такой системе ограничена возможность получения высоких тонкостенных отливок (при литье алюминиевых сплавов форма не заполняется металлом, если отношение высоты отливки к толщине ее стенки превышает , ).Нижний подвод через большое количество питателей часто используется при изготовлении сложных по форме, крупных отливок из чугуна.

· Верхняя литниковая система (рис.3.в). Достоинствами системы являются: малый расход металла; конструкция проста и легко выполнима при изготовлении форм; подача расплава сверху обеспечивает благоприятное распределение температуры в залитой форме (температура увеличивается от нижней части к верхней), а следовательно, и благоприятные условия для направленной кристаллизации и питании отливки.Недостатки: падающая сверху струя может размыть песчаную форму, вызывая засоры; при разбрызгивании расплава возникает опасность его окисления и замешивания воздуха в поток с образованием оксидных включений; затрудняется улавливание шлака. Верхнюю литниковую систему применяют для невысоких (в положении заливки) отливок, небольшой массы и несложной формы, изготовленных из сплавов не склонных к сильному окислению в расплавленном состоянии (чугуны, углеродистые конструкционные стали, латуни).

· Боковая литниковая система (рис.3.а). Подвод металла осуществляется в среднюю часть отливки (по разъему формы).Такую систему применяют при получении отливок из различных сплавов, малых и средних по массе деталей, плоскость симметрии которых совпадает с плоскостью разъема формы. Является промежуточной между верхней и нижней, и следовательно сочетает в себе некоторые их достоинства и недостатки.

Иногда при подводе металла снизу и сверху используют массивные коллекторы.

 

Черные сплавы

Черными называют сплавы на основе железа.

Сплав-это двух или многокомпонентная система, основным компонентом которой является металл.

Сталь – сплав железа с углеродом, где содержание углерода не более 2, 14%

Чугун – сплав железа с углеродом, где содержание углерода от 2, 14% до 6, 67%

В сталях всегда присутствуют примеси: кремний, марганец, сера, фосфор.

· Содержание марганца не превышает 0, 5…0, 8 %. Марганец повышает прочность, не снижая пластичности, и резко снижает красноломкость стали, вызванную влиянием серы.

· Содержание кремния не превышает 0, 35…0, 4 %. Кремний, дегазируя металл, повышает плотность слитка. Кремний растворяется в феррите и повышает прочность стали, особенно повышается предел текучести, σ _в. Но наблюдается некоторое снижение пластичности, что снижает способность стали к вытяжке

· Содержание фосфора в стали 0, 025…0, 045 %. Фосфор, растворяясь в феррите, искажает кристаллическую решетку и увеличивает предел прочности σ _в и предел текучести σ _т, но снижает пластичность и вязкость. Располагаясь вблизи зерен, увеличивает температуру перехода в хрупкое состояние, вызывает хладоломкость, уменьшает работу распространения трещин, Повышение содержания фосфора на каждую 0, 01 % повышает порог хладоломкости на 20…25^oС.

· Сера – уменьшает пластичность, свариваемость и коррозионную стойкость. Содержание серы в сталях составляет 0, 025…0, 06 %. Сера – вредная примесь, попадает в сталь из чугуна. При взаимодействии с железом образует химическое соединение – сульфид серы FeS, которое при нагреве под прокатку или ковку плавится, нарушаются связи между зернами. При деформации в местах расположения возникают надрывы и трещины, заготовка разрушается – явление красноломкости.

Красноломкость – повышение хрупкости при высоких температурах

· Кислород, азот, водород - скрытые примеси. Они загрязняют углеродистую сталь хрупкими неметаллическими включениями, способствуя снижению вязкости и пластичности стали. Водород находится в твердом растворе и особенно сильно охрупчивает сталь. Повышенное содержание водорода, особенно в хромистых и хромо-никелевых сталях, приводит к образованию внутренних трещин —флокенов.

 

 

КОНСТРУКЦИОННЫЕ СТАЛИ

 

Конструкционные стали должны обладать высокой конструктивной прочностью, обеспечивать длительную и надежную работу конструкции в условиях эксплуатации. Поэтому особенность требований, предъявляемых к конструкционным материалам, состоит в необходимости обеспечения комплекса высоких механических свойств, а не одной какой-либо характеристики.

Материалы, используемые для изготовления конструктивных элементов, деталей автомобилей и механизмов, должны иметь высокие механические свойства

· высокую прочность

· хорошую пластичность

· хорошо сопротивляться ударным нагрузкам

· обладать запасом вязкости

· при знакопеременных нагрузках конструкционные материалы должны обладать высоким сопротивлением усталости

· при трении — сопротивлением износу

· необходимо сопротивление коррозии - коррозионостойкость

· учитывая, что в деталях всегда имеются дефекты, являющиеся концентраторами напряжений, конструкционные материалы должны обладать высоким сопротивлением хрупкому разрушению и распространению трещин.

Помимо высокой надежности и конструктивной прочности конструкционные материалы должны иметь высокие технологические свойства:

· хорошие литейные свойства,

· обрабатываемость давлением, резанием, хорошую свариваемость

· должны быть дешевы

не должны содержать дефицитных легирующих элементов.

Из всех материалов, применяемых в настоящее время и прогнозируемых в будущем, только сталь позволяет получать сочетание высоких значений различных механических характеристик и хорошую технологичность при сравнительно невысокой стоимости. Поэтому сталь является основным и наиболее распространенным конструкционным материалом.

Классификация сталей

1. По химическому составу:

· углеродистые

· легированные.

2. По содержанию углерода:

o низкоуглеродистые, с содержанием углерода до 0, 25 %;

o среднеуглеродистые, с содержанием углерода 0, 3…0, 6 %;

o высокоуглеродистые, с содержанием углерода выше 0, 7 %

3. По структуре:

· доэвтектоидные, содержащую до 0, 8 % С

· эвтектоидные, содержащую около 0, 8 % С

· заэвтектоидные, содержащую 0, 8–2, 14 % С

По качеству. Количественным показателем качества является содержания вредных примесей: серы и фосфора (при одинаковом содержании углерода качественные стали имеют более высокие пластичность и вязкость, особенно при низких температурах)

o , – углеродистые стали обыкновенного качества:

o – качественные стали;

o – высококачественные стали.

5. По способу выплавки:

o в мартеновских печах;

o в кислородных конверторах;

o в электрических печах: электродуговых, индукционных и др.

6. По назначению:

o конструкционные – применяются для изготовления деталей машин и механизмов;

o инструментальные – применяются для изготовления различных инструментов;

o специальные – стали с особыми свойствами: электротехнические, с особыми магнитными свойствами и др.

⇐ Предыдущая123456789Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. Влияние графита на механические свойства отливок
2. Глава. Изготовление ювелирных изделий
3. Изготовление водных извлечений из сборов.
4. Изготовление и монтаж стальных резервуаров.
5. Изготовление и применение талисмана
6. Изготовление изделий на коротких стендах.
7. Изготовление кранов и грузозахватных приспособлений.
8. Изготовление ножа из готового лезвия
9. ИЗГОТОВЛЕНИЕ НОЖЕН СКАНДИНАВСКОГО ТИПА
10. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ПЕЧАТИ. СИМВОЛИКА ФОНДОВ
11. Изготовление сборных и монолитных