Литье намораживанием

Известно несколько методов литья намораживанием. При одном из них на поверхность расплавленного металла помещают плиту из огнеупорного материала, в которой вырезано отверстие с профилем, соответствующим наружному профилю будущего литого изделия. Внутрь отверстия опускается затравка, к которой приваривается расплавленный металл.

Если вытягивать затравку со скоростью, не превышающей скорость кристаллизации металла, из отверстия плиты извлекается заготовка соответствующего профиля. Таким способом можно получить ленты и трубы с внутренними и наружными ребрами. Способ малопроизводителен, но прост в осуществлении и обеспечивает высокий выход годного металла.

Другая схема предполагает намораживание металла на внутренних или наружных стенках кристаллизатора (рис. 4.29). Водоохлаждаемый кристаллизатор 1 опускают в расплав 3 и выдерживают в нем в течение определенного времени. Изменяя выдержку, можно регулировать толщину отливки 2. После извлечения кристаллизатора из расплава отливка снимается с него.

Для получения полых втулок или маслот методом намораживания расплав через литниковую систему подается в водоохлаждаемый кристаллизатор, закрытый сверху стержнем со штырями для удаления отливки из кристаллизатора. После намораживания металла и образования втулки с требуемой толщиной стенки стержень со штырями вместе с отливкой быстро извлекается из кристаллизатора, который закрывается новым стержнем. Параллельно идет доливка расплавленного металла в кристаллизатор через сифонную литниковую систему.

4.7. Дефекты отливок и способы их исправления

Все дефекты отливок можно подразделить на следующие виды.

1. Нарушение целостности металла в отливке: усадочные раковины, усадочная пористость, трещины, газовые раковины, шлаковые и земляные раковины, выломы, спаи.

2. Нарушение геометрии отливки: обвалы и заливы, коробление, раздутие.

3. Недостаточная чистота поверхности: пригар, ужимы.

4. Несоответствие заданной структуре металла: отбел, недостаточные твердость и упругость.

Дефекты первой группы исправляются с помощью заварки, металлизации, бакелизации или пропитки отливки специальными составами. Иногда при изготовлении крупных отливок прибегают к замене дефектного участка врезной вставкой соответствующего профиля. Дефекты второй и третьей групп устраняются механической обработкой, четвертой - термообработкой (отжигом или нормализацией).

Наиболее распространенными в производстве являются дефекты первой группы. Устранение их в сравнении с другими более сложно.

Исправление дефектов сваркой. Сварка чугунных и стальных отливок может быть горячей (с предварительным подогревом отливки) и холодной (без подогрева). Как горячая, так и холодная сварка может быть дуговой и газовой.

В зависимости от требований к отливкам и от характера дефектов сварка производится с последующим отжигом или без отжига.

Наиболее качественные результаты дает газовая сварка с предварительным подогревом (до 500-600 ⁰С) и последующим отжигом. Для заварки дефекта применяются обычные сварочные горелки. Присадочный металл (чугунные или стальные стержни (диаметром 6-8 мм) должен быть с низким содержанием серы и фосфора. Флюсом служит бура.

Дуговая сварка чугунных и стальных отливок с предварительным подогревом и без подогрева производится электродами со специальными обмазками. Для исправления дефектов, обнаруженных после механической обработки на чугунных отливках, получила широкое распространение дуговая сварка монель-металлом. Монель-металл (Сu 32-35%; Ni 65-68%) не образует карбидов, и поэтому заваренное место хорошо обрабатывается.

Исправление дефектов пайкой. Для исправления различных раковин, трещин и выломов на отливках из серого, ковкого и магниевого чугуна применяется пайка твердым припоем с нагревом ацетилено-кислородным пламенем. В качестве припоя применяется латунь марки Л62 в виде проволоки различных диаметров. Отливки несложной формы исправляются без подогрева, сложной формы - с подогревом до 600-650 ⁰С. Пламя ацетилено-кислородной горелки поддерживается окислительным для выживания графита с поверхности чугуна, что облегчает смачивание основного металла припоем и увеличивает прочность переходного слоя. Флюсом при пайке служит бура.

Исправление дефектов металлизацией. Металлизация применяется для устранения пористости и мелких наружных раковин. Она производится с помощью специальных аппаратов - металлизаторов, которые по способу расплавления металла подразделяются на электродуговые и газовые. В электродуговых две электродные проволоки непрерывно поступают в распылительную головку, где расплавляются в пламени электрической дуги. В газовых металлизаторах расплавление производится в газовом пламени. Расплавленный металл струёй сжатого воздуха раздробляется на мельчайшие частицы и наносится на подготовленную поверхность дефектной отливки.

Металлизация не вызывает нагрева отливки в месте исправления и не влечет структурных изменений. Поэтому можно исправлять дефекты отливок после их полной механической обработки. В качестве электродов применяется цинковая или алюминиевая проволока.

Исправление дефектов пропиткой специальными составами. Если при гидравлических испытаниях обнаруживаются дефекты в виде “потения” или течи мелкими струйками, то они могут быть устранены пропиткой специальными составами. Для этой цели применяют бакелитовый лак, жидкое стекло, растворы различных солей.

Пропитывание отливок может быть односторонним или двухсторонним. При односторонней пропитке в отверстие отливки устанавливаются заглушки (пробки), затем отливка заливается пропитывающим составом и соединяется с прессом. При двухсторонней пропитке отливка погружается в специальный бак, заполненный пропитывающим составом, и затем спрессовывается. Давление прессования должно соответствовать рабочему давлению в отливке.

Качество исправления дефектов во многом определяется организацией подготовки отливки. Дефектное место должно быть хорошо подготовлено для нанесения на него наплавленного металла и получения хорошей сцепляемости с основным металлом. Для этого надо проводить тщательную разделку раковин и трещин и обеспечивать полный или местный подогрев отливки.