Физические основы производства отливок.

Качество отливки во многом определяется процессами взаимодействия литейной формы и отливки. Это взаимодействие- силовое, тепловое, химическое- проявляется во время заливки литейной формы расплавом и затвердевания отливки. Литейные свойства сплавов, которые характеризуют поведение сплава в процессе изготовления отливок, следует рассматривать с учетом взаимодействия литейной формы и отливки.

Изучите основные литейные свойства сплавов: жидкотекучесть, усадку, склонность к трещинообразованию и газопоглощению, ликвацию.

Вопросы для самопроверки:

1. Какие формовочные материалы применяют для изготовления литейных форм и стержней?

2. Какие материалы применяют для изготовления моделей и элементов литниковой системы?

3. Изучите основные литейные свойства сплавов и их влияние на качество отливок.

2.3Изготовление отливок из различных сплавов.

2.3.1.Отливки из серого чугуна с пластинчатым графитом.

Серый чугун- самый дешевый конструкционный материал, обладающий высокими прочностью и износостойкостью, малой чувствительностью к внешним надрезам, высокой демпфирующей способностью. Изучите устройство плавильных печей- вагранок, а так же дуговых и индукционных электрических печей.

2.3.2. Отливки из высокопрочного чугуна.

Высокопрочный чугун с шаровидным графитом получают при введении в расплавленный металл магния, церия и других элементов в очень малых количествах.

Изучая свойства высокопрочного чугуна, надо помнить, что он наряду с высокой прочностью обладает пластичностью. Плавку высокопрочного чугуна ведут в дуговых и индукционных электрических печах.

Чугун с шаровидным графитом имеет большую склонность к образованию усадочных раковин, усадочной пористостью и холодных трещин. Поэтому следует отметить особенность изготовления литейных форм, меры предупреждения дефектов в отливках и процессе заливки чугуна в литейные формы.

2.3.3. Отливки из ковкого чугуна.

Эти отливки получают из белого чугуна с последующим отжигом с целью разложения цементита Fe₃C и получения графита хлопьевидной формы. При изучении технологии изготовления отливок надо обратить внимание на повышенную усадку белого чугуна, низкую жидкотекучесть и более высокую склонность к образованию трещин. Чугун заливают в формы при более высокой температуре, поэтому его плавят дуплекс- процессом или электрических печах.

Вопросы для самопроверки:

1. Области применения отливок из серого, высокопрочного и ковкого чугуна.

2. Меняется ли содержание серы и фосфора в процессе плавки чугуна в вагранке?

3. Как меняется химический состав чугуна в процессе ваграночной плавки.

Отливки из стали.

Сталь широко применяется для деталей, которые наряду с высокой прочностью должны обладать хорошими пластическими свойствами, быть надежными и долговечными в эксплуатации. В нелигированных сталях углерод является основным элементом, определяющим механические и эксплуатационные свойства, а в легированных- содержание легирующих элементов.

Формовочные смеси для стальных отливок должны обладать повышенной огнеупорностью и податливостью. Обратите внимание на необходимость применения прибылей и холодильников, температуры заливки стали и методы подвода расплавленной стали в полость формы , а также на необходимость термической обработки стальных отливок для улучшения их структуры, механических свойств и снятия внутренних напряжения.

Вопросы для самопроверки:

1. Какими литейными и технологическими свойствами обладают углеродистые и легированные стали по сравнению с чугунами.

2. Требования к формовочным смесям для стальных отливок.

3. Виды термической обработки фасонных стальных отливок. Какие процессы происходят при этом в металле отливок?

2.3.4. Отливки из медных сплавов.

По химическому составу медные сплавы делят на бронзы и латуни. Изготовление отливок из медных плавок затруднено из-за повышенной усадки, образования оксидных пленок на поверхностях отливок, склонность к ликвации. Поэтому обратите внимание на подвод металла в форму, конструкции литниковой системы, методы предупреждения образования усадочных раковин и трещин.

2.3.5.Отливки из алюминиевых сплавов.

Алюминиевые сплавы плавят в электрических печах сопротивления и индукционных печах промышленной частоты.

Рассмотрите особенности изготовления отливок из алюминиевых сплавов при литье в песчаные формы, кокили, под давлением и меры предупреждения образования усадочных раковин, пористости и трещин в отливках. Для улучшения механических свойств алюминиевые отливки подвергают термической обработке.

2.3.6. Отливки из магниевых сплавов.

Изготовлении отливок из магниевых сплавов затруднено из-за высокой химической активности и низких литейных свойств. Рассматривая особенности изготовления отливок при литье в песчаные формы, кокили, под давлением, обратите внимание на подвод металла в форму, конструкции литниковых систем, на назначение фильтровальных сеток и меры предупреждения образования усадочных раковин, пористости и трещин. Для предупреждения загорания магния в формовочную смесь вводят специальные присадки из фтористых солей, а струю расплавленного металла присыпают серным порошком; для улучшения механических свойств отливки подвергают термической обработке.

2.3.7. Отливки из сплавов титана.

Отливки из титана и его сплавов изготавливают в медных кокилях, в формах из плотного графита, в оболочковых формах из высокоогнеупорных нейтральных окислов или графитного порошка на смоляной связке. Мелкие сложные отливки изготавливают литьем по выплавляемым моделям. Материалом для форм служит цирконий, диоксид циркония, а связующим- этилсиликат. Литниковая система должна обеспечивать быстрое заполнение формы и достаточное питание толстых сечений отливок

Вопросы для самопроверки:

1. Какие шихтовые материалы применяют для плавки медных, алюминиевых, магниевых и титановых сплавов?

2. Какие формовочные смеси применяются для изготовления литейных форм для цветных сплавов?

3. Какие конструктивные особенности выполнения литниковых систем для цветных сплавов?

4. Каковы особенности технологии изготовления отливок из алюминиевых, магниевых и титановых сплавов?