Визначення кількості і розташування прибутків на виливку

Перш ніж приступити до розрахунку прибутку, потрібно визначити мінімально необхідна кількість прибутків і радіус дії прибутку.

Якщо на середину протяжної плити чи бруска установити прибуток, то щільний метал буде навколо прибутку, а також з торців виливка. Область щільного металу поблизу називають радіусом дії прибутку. Збільшити радіус дії прибутку можна шляхом поліпшення спрямованості затвердіння: застосування холодильників, збільшення товщини стінки в напрямку до прибутки.

У кільцевих виливків, у яких немає торців, при визначенні кількості прибутків враховують тільки радіус дії прибутки.

Оскільки при визначенні радіуса дії прибутки необхідно враховувати діаметр підстави прибутки, для наближеного розрахунку його можна прийняти рівним 1,1 – 1,2 діаметри кола, уписаного в термічний вузол.

Якщо виливок має декілька масивних вузлів, які потребують додаткового харчування, розділених між собою тонкими стінками, прибутки встановлюють так, щоб вони не затрудняли ущільнення форми, тобто знаходилися на достатній відстані один від одного, і щоб їх зручно було відокремлювати від виливка.

Виливка зі сплаву, що має велику усадку (наприклад, зі сталі) варто розташовувати у формі так, щоб найбільш масивні частини знаходилися вгорі і були доступні для установки прибутків.

Закриті прибутки дозволяють знизити витрата металу, тому більш економічні. Верхні закриті прибутки забезпечують інтенсивне харчування виливка, особливо при атмосферному чи газовому тиску на рідкий метал. Закриті прибутки застосовують при машинному формуванні, а також у тих випадках, коли верхня опока занадто висока. Для зменшення поверхні охолодження верхньої частини закритого прибутки надається форма півкулі. Закриті прибутки виконують по моделі, що являє собою одне ціле з моделлю виливка (з порожнини форми витягається одночасно з нею). -

Бічні (відвідні) прибутки харчують виливок значно менш інтенсивно. Відвідний прибуток варто розташовувати вузла, що вище харчується, а шийка, що з'єднує прибуток з вузлом, що харчується,. повинна бути короткої і мати перетин з найменшою поверхнею охолодження. Застосовувати бічні прибутки можна у випадку крайньої необхідності, причому рекомендується підсилювати їхня дія атмосферним чи газовим тиском.

У закритих прибутках після заповнення форми при затвердінні виливка утвориться затверділа кірка металу, що ізолює прибуток від атмосфери. Якщо усередину прибутки ввести піщаний стрижень 1 (мал. 127, а), то повітря буде проникати в прибуток 2 і натискати на розплав, поліпшуючи харчування вузла 3. Такі прибутки з атмосферним тиском дають гарні результати при одержанні алюмінієвих виливків.

Для посилення живильного дії прибутки в деяких випадках усередині її створюється газовий тиск. Для цього при зборці форми в її порожнину, що виконує прибуток 2, установлюють патрончик 4 (мал. 127, б) із зарядом газотворної речовини (крейда, змішана з коксом чи вугіллям). Під дією високої температури крейда розкладається з виділенням вуглекислого газу, що створює в прибутки надлишковий тиск, що сприяє проникненню розплаву з прибутки 2 у виливок. Величина заряду залежить від обсягу прибутки. Після утворення досить міцної затверділої кірки навколо прибутку металева оболонка патрончика розплавляється і починається газоутворення. Прибутки з газовим тиском широко застосовують при виготовленні сталевих виливків, що дає зниження витрати металу на прибутки до 20%.

Створити тиск на розплав усередині прибутки можна також стиснутим повітрям (мал. 127, в), що вводять у прибуток по гнучкому шлангу. 5, надягнутому на сталеву трубку 6. У сталеву трубку вставляють керамічну трубку 7 з декількома отворами по перетині, Втулка входить усередину прибутки. Неодмінною і головною умовою харчування виливка від прибутки є зміст в останньої такі кількості розплаву, що потрібно для компенсації усадки у виливку. Прибуток повинний прохолоджуватися повільніше і твердіє пізніше виливка. Для цього обсяг прибутку повинний бути досить великим. Але чрезмірне збільшення обсягу прибутків веде до перевитрати металу, до зниження виходу придатного. З метою збереження протягом тривалого часу високої температури розплаву в прибутки застосовують спеціальні теплоізолюючі й екзотермічні суміші, якими облицьовують форму навколо прибутку.

Теплоізолюючі суміші мають малу теплопровідність; вони складаються з інфузорної землі, бентоніту, цементу, фенолової смоли. При формуванні модель прибутки обкладають цією сумішшю, як формувальної, і ущільнюють. В екзотермічній суміші під дією розплаву проходять хімічні реакції з виділенням теплоти, у результаті чого прибуток нагрівається. З екзотермічних сумішей виготовляють втулки, склянки різних розмірів з порожниною, що має форму прибутки. Ці чи склянки втулки встановлюють у формі для утворення, прибутки на виливку. Метал у такому прибутки тривалий час залишається рідким і добре харчує виливок.

До складу екзотермічних сумішей входить терміт — суміш оксидів заліза й алюмінію, що при взаємодії з розплавом згоряє з великим виділенням теплоти. У тому випадку, коли розміри прибутків виходять за межі нормалізованих утулок, для обігріву можна застосовувати екзотермічну масу. Модель прибутку облицьовують масою шаром, рівним 0,15 D (D — діаметр прибутки). Отриману екзотермічну оболонку просушують разом з формою.

Прибутки відокремлюють від виливків звичайно в ливарному цеху. Операція відрізки прибутків досить трудомістка, тому прагнуть усіляко знизити витрати на цю операцію. У деяких випадках (коли можливо) застосовують легковідокремлюємі прибутки, який можна відбити за допомогою кувалди. Для цього між прибутком і виливком поміщають розділову пластину з отвором у центрі, через яке прибуток повідомляється з виливком (мал. 128). Умови харчування виливка при цьому трохи погіршуються, унаслідок чого такі легковідокремлюємі прибутки рекомендується застосовувати для виливків невідповідального призначення. Розділові пластинки роблять з тонкого листового заліза (їх фарбують і обсипають піском) чи зі стрижневої суміші у виді тонких стрижнів — пластинок з отвором.

При розробці конструкції і розрахунку прибутку керуються наступними положеннями:

- обсяг прибутку повинний бути визначеним, щоб він затвердів пізніше виливка, і достатнім, щоб компенсувати усадку металу у вузлі, що харчується;

- висота прибутки повинна бути така, щоб усадочна раковина цілком розташовувалася в ній;

- конфігурація прибутку повинна забезпечувати її мінімальний обсяг.

Після визначення місця розташування і кількості прибутків на виливку приступають до розрахунку розмірів прибутки.

Обсяг металу, необхідний для компенсації усадочної раковини, залежить від об'ємної усадки даного сплаву й обсягу вузла, що харчується.

У залежності від прибутку обсягу металу, що компенсується, надають форму циліндра чи кулі діаметром do. Для циліндричних прибутків значення d₀ (мал. 130) можна знайти по номограмі в залежності від висоти Н и діаметра D вузла, що харчується. Діаметр прибутки D_пр, висота Н_Пр. За даними С. В. Руссияна, для збереження металу, що компенсує, у рідкому стані отримана куля діаметром d₀ оточується шаром металу, рівним половині основи прибутки. Висоту прибутки відповідно закритій і відкритій можна перевірити по формулах

Н_np.з=do+0,85D;

Н_np.прв=do+1,3D;

Відвідні закриті прибутки будують у залежності від діаметра уписаного у вузол кола, що харчується, D. Конструктивно відвідний прибуток виконують так само, як живильні бобишки на виливках з ковкого чавуна.

Випори встановлюють на найвищих частинах виливка і бажано з боку, протилежного підводу розплаву. Не слід ставити випори на масивних частинах (якщо вони не призначені для харчування), тому що випор, маючи менший перетин і твердіє раніш виливка, буде харчуватися за рахунок виливка. У результаті під випором у масивному місці виливка (мал. 131) неминуча усадочна раковина чи пористість. Перетин випора в основі приймають рівним 1/2—3/4 перетину стінки виливка (мал. 131, а). Для більш зручного відділення випора від виливка в основі випора роблять пережим. Якщо весь виливок міститься в нижній напівформі, варто застосовувати відвідні випори (мал. 131,6), що не викликають усадочної пористості у виливку і легко відокремлюються.