Глава 1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА ЛИВАРНОГО ВИРОБНИЦТВА 3 страница

1. Які ковші використовують для заливання форм?

2. Які установки використовують для вибивання форм і стрижнів?

3. Яким інструментом обрубують і очищають виливки?

4. Назвіть основні види ливарного браку і методи виправлення.

Глава 5. СПЕЦІАЛЬНІ СПОСОБИ ВИГОТОВЛЕННЯ ВИЛИВКІВ

Виготовлення виливків у разових піщано-глинистих формах при ма­шинному і особливо при ручному формуванні має значні недоліки: не­висока точність і недостатня чистота поверхні виливків, необхідність за­лишати значні припуски на механічну обробку, утворення крупно-зернистої литої структури. Для усунення цих недоліків широко впрова­джують спеціальні способи виливання: в металеві форми (кокільне), під тиском, за витоплюваними моделями, у оболонкові форми, відцентрове та ін.

14. Виготовлення виливків у кокілях

1. Суть способуполягає в тому, що замість разової піщаної форми викорис­товують багаторазову металеву (кокіль). Для утворення у виливку внутріш­ніх порожнин або отворів стрижні часто роблять також металевими. У кокі­лях виготовляють виливки з кольорових сплавів, чавуну і рідко із сталі.

Порівняно з піщаними формами кокіль має ряд переваг: не по­трібні Фoрмові суміші і модельно-опокова оснастка; підвищуються точ­ність і чистота поверхні виливків; високі якість і щільність металу вилив­ка; зменшується кількість пилу; значно підвищується продуктивність пра­ці. Щільний метал і дрібнозерниста структура виливка утворюються зав­дяки значній швидкості охолодження і кристалізації сплаву, яка в десят­ки разів вища, ніж у піщаній формі. З цієї ж причини розчинені в металі гази не встигають повністю виділятися, залишаються в розчиненому ста­ні і менш шкідливо впливають на щільність металу виливків.

Недоліки: висока вартість кокілю, тому їх застосовують лише в серійному і масовому виробництві; непіддатливість кокілю, що збільшує небезпечність утворення тріщин у виливках; чавунні виливки, виготовле­ні в кокілі, матимуть вибілену поверхню, що потребує відпалювання ча­вунних виливків.

2. За конструкцієюкокілі можуть бути нерознімними витрушуваними (рис. 111.25, а) або рознімними з горизонтальним (рис. 111.25, б) чи верти­кальним (рис. III.25, в) розняттям.

Рознімний кокіль складається з двох половин 6 з напрямними штирями 10. Щоб уникнути жолоблення, кокіль має ребра жорсткості 5 або йому нада­ють коробчастої форми (рис. 111.25, в). Для прискорення охолодження кокі­лю іноді на зовнішній поверхні стінки відливають пальці 8. Отвір (або внут­рішню порожнину) у виливку утворює піщаний 1 або металевий 9 стрижень. Метал заливають у ливникову чашу 3 і по стояку 4 та живильникам 7 він заповнює порожнину форми 2. Оскільки металеві стрижні непіддатливі, їх видаляють із форми до початку усадки металу. Якщо внутрішня конфігура-

Рис. ІІІ.25. Кокілі

ція виливка дуже складна, то металеві стрижні виконують із кількох частин (рознімними) або замінюють піщаними. Ливникову систему розміщують у площині розняття кокілю. Для виходу повітря із форми в момент заливання крім випорів 11 у площині розняття по всій висоті кокілю прорізують щіли­ни завглибшки 0,3...0,5 мм (на рис. 111.25 не показані). Розкривають кокіль і виштовхують готовий виливок вручну або механізованим способом.

3. Особливості технологіївиготовлення виливків у кокілях полягають у тому, що перед заливанням внутрішню поверхню кокілю покривають вогнетривкою фарбою для ізолювання форми від стикання з рідким ме­талом, щоб збільшити термін служби його або зменшити швидкість охо­лодження виливка. Вибілюванню чавунних виливків у кокілі запобігають підбиранням хімічного складу чавуну, нагріванням кокілю до 250.. .300 °С перед заливанням і зменшенням до мінімуму витримування виливка в ко­кілі. При виготовленні виливків із силуміну в кокілі відпадає потреба у модифікуванні його солями натрію, оскільки швидке охолодження здріб­нює силіцій в евтектиці. Виливання у кокіль мідних сплавів потребує по­криття форми жирними фарбами, для утворення між металом і кокілем газового прошарку, що усуває можливість виникнення пригару і сприяє утворенню гладенької поверхні виливка.

15. Виготовлення виливків виливанням підтиском

1. Суть цього способуполягає в тому, що метал під тиском примусово заповнює металеву прес-форму. Це усуває можливість утворення усадоч­них раковин і, отже, дає змогу відмовитись від додатків. Завдяки тиску розчинені в металі гази залишаються в розчині, що знижує газову порис­тість, підвищує щільність і міцність виливків. При цьому способі виливки не потребують механічної обробки. Виливанням під тиском можна виго­товити виливки з глибокими порожнинами, отворами малого діаметра (до 2 мм), готовою різьбою, тонкостінні (близько 0,5 мм). Перевагою цього способу є також висока продуктивність праці і взаємозамінність вигото­влених деталей.

Металеві прес-форми дуже складні й дорого коштують, тому лиття під тис­ком застосовують лише в масовому виробництві тонкостінних невеликих виливків з кольорових сплавів, які мають невисоку температуру плавлення.

2. Поршневі гідравлічні машинидля виливання під тиском з гарячою камерою стиску використовують в основному для виготовлення вилив­ків із сплавів з низькою температурою плавлення - на основі цинку, свин­цю і олова; з холодною камерою стиску - для виготовлення виливків з усіх інших кольорових сплавів.

Холодна камера стиску 5 (рис. III.26, а...в) відокремлена від ванни з рідким металом. Метал 4 заливають у камеру мірною ложкою. Верхній поршень 7, опускаючись, тисне на метал; водночас нижній поршень 10, також опускаючись, відкриває ливниковий канал 3. Метал заповнює по­рожнину прес-форми 2, яка складається з рухомої половини 6 (пуансон) і

Рис. III.26. Схеми поршневих машин для виливання під тиском

нерухомої половини 7 (матриця). Коли метал затвердне, пуансон відхо­дить убік (рис. III.26, в), виливок 9 разом з ливником 12 виштовхується виштовхувачами 8. Надлишок металу 11 видаляється назовні нижнім порш­нем 10.

Гаряча камера стиску 15 (рис. III.26, г) розміщена безпосередньо у ван­ні 13 з рідким металом 14 і тому працює в дуже важких умовах. Крізь ливник 17 метал надходить у порожнину прес-форми 18. Така конструкція камери стиску не дає можливості виготовляти виливки із сплавів з темпе­ратурою плавлення понад 500 °С, оскільки швидко спрацьовується пор­шень 16.

16. Виготовлення виливків виливанням за витоплюваними моделями

1. Суть цього способуполягає в тому, що за нерознімною легкоплав­кою моделлю виготовляють нерознімну разову ливарну форму, моделі з якої потім витоплюють, а в утворену порожнину заливають метал.

У виготовлених виливків немає формувальних уклонів, оскільки фор­ма нерознімна. Для формування використовують кварцову пудру (мар-шаліт), тому виливки мають точні розміри і високу чистоту поверхонь. Обсяг механічної обробки зменшується на 80. ..100 % і в 1,5...2 рази ско­рочуються витрати металу на ливникову систему, бо в одній формі виго­товляють навіть десятки штук виливків. Цим способом можна виготов-

ляти виливки із сплавів з будь-якою температурою плавлення, а також важкооброблюваних різанням і тиском (жароміцні, жаростійкі, різальний інструмент із швидкорізальної сталі тощо).

2. Легкоплавкі моделівиготовляють з модельної маси, до складу якої входять різні легкоплавкі матеріали, наприклад парафін, стеарин, віск, це­резин, каніфоль. Для виготовлення моделі доведену до тістоподібного ста­ну модельну масу шприцом запресовують у металеву рознімну форму, яка дає точний відбиток і точні розміри майбутнього виливка з усіма внутріш­німи порожнинами. Моделі стояка і живильників також виготовляють з модельної маси. Легкоплавкі моделі (кілька штук або кілька десятків) "при­паюють" до загального стояка 2, утворюючи блок моделей 7 (рис. 111.27).

3. Ливарну формувиготовляють нанесенням вогнетривкого покриття, занурюючи блок легкоплавких моделей у суміш з 60...70 % маршаліту і ЗО.. .40 % гідролізованого етилсилікату. На моделях утворюється тонкий шар вогнетривкої суміші 5. Для укріплення цього шару блок посипають кварцовим піском 4 і дають покриттю висохнути; занурення у вогнетривку суміш повторюють ще 3.. .5 разів із сушінням після кожного разу. Наступ­на операція - витоплювання легкоплавких моделей з вогнетривкої оболонки (форми). Для цього блок моделей з оболонкою занурюють у гарячу воду (90 °С) або ставлять його в сушильну шафу. Моделі та елементи ливнико­вої системи витоплюються і витікають з форми. Оскільки оболонка ще не досить міцна, її заформовують у металеві ящики 5 сухим піском 6 і поміща­ють у термічну піч, де і випалюють при температурі 800...900 °С.

4. Заливають рідкий металу гарячу форму відразу після випалення оболон­ки, що дає можливість виготовляти тонкостінне литво. Виливки вибивають з форм і відокремлюють від ливникової системи на вібраційних машинах.

Рис. III.27. Схеми виготовлення форми за витоплюваними моделями

Рис. III.28. Схема виготовлення форми за випалюваними моделями

Вогнетривку масу видалити з порожнин дуже важко, тому заключною опе­рацією є вилуговування залишків оболонки при температурі близько 120 °С у ванні з лужним розчином і наступним промиванням виливків у воді.

5. В індивідуальному виробництвівідповідальних виливків масою до 3,5 т із чавуну, сталі та кольорових сплавів іноді використовують випа­лювані моделі.

Для виготовлення випалюваних моделей застосовують пінополістирол, який у 50... 100 разів легший від деревини, легко розрізується гарячим дро­том і склеюється. Склеюванням отримують полістиролові випалювані моде­лі найбільш складної конфігурації. Цей метод відзначається великою точніс­тю та економією металу, оскільки модель не має формувальних уклонів.

На рис. ІІІ.28 наведено виливок (рис. III.28, а) та випалювану пінополістиролову модель 2 з ливниковою системою 1 (рис. III.28, б). Модель з ливниковою системою розміщують в опоці 4 з фермовою сумішшю З (рис. 111.28, в). Рідкий метал випалює їх і одночасно заповнює порожнину форми.

17. Виготовлення виливків виливанням у оболонкові форми

1. Суть способуполягає у використанні у Фoрмовій суміші термореак­тивної смоли з технічним уротропіном (пульвербакелітом), яка при не­значному нагріванні плавиться, а при подальшому нагріванні полімеризується і необоротно твердіє. За точністю розмірів і чистотою поверхні виливки, виготовлені в оболонкових формах, перевершують виготовлені в піщано-глинистих формах. Цей спосіб застосовують у серійному і масо­вому виробництві дрібних і середніх виливків з будь-яких сплавів.

2. Виготовлення оболонкових формпочинається з нагрівання модельних металевих плит в електричній печі до температури 220.. .280 °С (рис. 111.29, а). Нагріту модельну плиту 1 (рис. III.29, б) закріплюють моделлю вниз над

Рис. III.29. Схема виготовлення оболонкової форми

бункером 2 з фермовою сумішшю 3, яка складається з піску і домішки 4...6 % смоли у вигляді порошку. Бункер разом з модельною плитою по­вертають на 180° (рис. III.29, в), і фермова суміш падає на модельну пли­ту. Смола суміші плавиться і зв'язує зерна піску в напівтверду кірку. По­тім бункер повертається у вихідне положення, фермова суміш, що не про­реагувала, падає на дно бункера, а на модельній плиті залишається на­півтверда оболонка 4 завтовшки 6...8 мм (рис. III.29, г). Далі модельну плиту подають у піч для остаточного затверднення оболонки при темпе­ратурі близько 350...500 °С (рис. 111.29, д). Готову тверду оболонку 5 зні­мають з модельної плити 6 за допомогою виштовхувачів 7 (рис. III.29, е). Таким способом виготовляють обидві половинки оболонкової форми. Стрижні також виготовляють з цієї суміші в металевих стрижневих ящи­ках за такою самою технологією. Заключною операцією є складання обо­лонкової форми з півформ. Півформи 8 (рис. 111.29, є) скріплюють скоба­ми, струбцинами або склеюють по площині розняття. Складену форму кладуть у металевий ящик 9, засипають навколо крупним піском 10 (або дробом) і заливають металом. Під дією високої температури смола з фер­мової і стрижневої сумішей поступово вигоряє, оболонка втрачає міцність і легко руйнується при вибиванні виливка.

18. Виготовлення виливків відцентровим виливанням

1. Суть способуполягає в тому, що метал заливають у кокіль, який обер­тається з певною швидкістю. Заповнення кокілю і кристалізація металу відбуваються під дією відцентрових сил, що забезпечує значну щільність

металу, оскільки гази і неметалеві домішки важкий метал витискує до внут­рішньої порожнини виливка, а потім їх видаляють при механічній оброб­ці. Перевагою відцентрового виливання є високий вихід придатних вили­вків (до 90 %) завдяки майже повній відсутності витрати металу на лив­никову систему і додатки.

Вісь обертання кокілю може бути горизонтальною (рис. III.30, а) і вер­тикальною (рис. III.30, б). В обох випадках вісь обертання збігається з віссю виливка, і тому внутрішня порожнина його утворюється без засто­сування стрижнів. Цей спосіб поширений при виготовленні виливків, що мають форму тіла обертання.

Рис. III. 30. Схеми відцентрового виливання

2. Найбільш поширенозастосовується відцентрове виливання у вироб­ництві чавунних труб в охолоджувальному кокілі 3 (рис. III.30, в), який обертається електродвигуном 7. Рідкий чавун 5 з ковша по нерухомому жолобу 4 надходить у кокіль. Залежно від заповнення металом кокіль пе­реміщується на рейках ліворуч. Після заливання кокіль перебуває в край­ньому лівому положенні і ще деякий час (до повної кристалізації металу) обертається. Після затверднення металу електродвигун вимикають, тру­бу разом із стрижнем 2 (він утворює розтруб) видаляють з форми ліво­руч. Одержані чавунні труби на зовнішній поверхні вибілюються, тому їх треба відпалювати при температурі 850...920 °С. Цим способом виготов­ляють труби із чавуну діаметром 80... 150, 200...300 мм.

19. Виготовлення виливків електрошлаковим виливанням

Суть електрошлакового виливання(ЕШВ) полягає у використанні тех­нології електрошлакового переплаву, при якому одержують метал най­вищої якості. При ЕШВ плавлення металу, заповнення ним ливарної фор-

ми і затверднення виливка відбувається безперервно і одночасно. При зви­чайній ливарній технології ці операції роз'єднані, що погіршує якість ме­талу виливка.

При ЕШВ ливарна форма виконує дві функції: є плавильним агрега­том і формує виливок. Цей процес відбувається під шаром рідкого шла­ку, який є джерелом теплоти, очищає метал від сірки та фосфору, захи­щає його від кисню і азоту повітря, виконує роль теплового додатка при кристалізації металу, що усуває усадочні раковини і потребу в додатках.

Переваги ЕШВ: високі якості великих виливків; непотрібні плавильні агрегати, розливні ковші, Фoрмові суміші, ливникові системи і додатки; економія металу (на кожній тонні готових виливків економія металу ста­новить 2...З т).

Рис. 111.31. Схема виготовлення виливка прокатного

валка електрошла­ковим виливанням

На рис. III.31 подано схему виготовлення виливка прокатного валка методом ЕШВ. Візок 4 переміщує електрод 5 униз, а візки 1, 2, 3 перемі­щують назустріч охолоджувані водою кристалізатори 6, 7, 8. У нижньо­му кристалізаторі 6 формується ліва шийка валка 9; в середньому криста­лізаторі /формується бочка валка 10, а у верхньому 8- права шийка вал­ка 11. Кристалізація відбувається під шаром рідкого шлаку 12.

ЕШВ використовують у енергетичному машинобудуванні (корпуси атомних реакторів, паропроводів високого тиску, парогенератори та ін.); у суднобудуванні (колінчасті вали дизелів); у металургії (прокатні валки, калібри трубопрокатних станів, кувальні штампи, кокілі для виливання труб відцентровим способом.

Запитання і завдання для самоконтролю

1. Які переваги кокільного виливання?

2. Які машини застосовують при виливанні під тиском?

3. Яка перевага виливання за витоплюваними моделями?

4. Назвіть склад фермової суміші при оболонковому виливанні.

5. Суть виготовлення виливків відцентровим виливанням.

Глава 6. ТЕХНОЛОГІЧНІ ОСОБЛИВОСТІ ВИГОТОВЛЕННЯ ВИЛИВКІВ

ІЗ РІЗНИХ СПЛАВІВ

20. Виготовлення виливків із чавуну

На утворення мікроструктури білого або сірого чавуну впливають хі­мічний склад чавуну та швидкість охолодження виливка.

Вуглець і силіцій сприяють процесу графітизації (тобто утворенню сіро­го чавуну); сірка і манган - виділенню цементиту (тобто відбілюванню чавуну).

Збільшення швидкості охолодження виливка сприяє утворенню цемен­титу, а зменшення - утворенню графіту. Отже, виливки, які мають різну товщину стінки, а внаслідок цього різну швидкість охолодження, при одному і тому самому хімічному складі будуть мати різну структуру. Так, у зонах виливка, де метал охолоджується з більшою швидкістю (наприк­лад, біля поверхні), утворюється дрібне зерно та виділяється більш дріб­ний графіт і внаслідок цього більш високі механічні властивості. В серед­ній зоні, яка охолоджується менш інтенсивно, виникають більш крупні зерна та грубі графітові включення.

Сумісний вплив вуглецю, силіцію та швидкості охолодження (тов­щина стінки виливка у міліметрах) на структуру чавуну виливка видно із рис. III.32, який лініями поділяється на п'ять зон: І - білий чавун (перліт, ледебурит); II - половинчастий чавун (перліт, ледебурит, графіт); III - сі­рий чавун (перліт, графіт); IV - сірий чавун (перліт, ферит, графіт); V - сі­рий чавун (ферит, графіт). Цей рисунок має значне практичне використання. Він показує, що у виливках, які мають стінки різної товщини, утворюються різні мікроструктури чавуну (у тонкої стінки може утворитись структура бі­лого чавуну, а у товстої - сірого).

1. Сірий чавун є найбільш дешевим із ливарних сплавів, його широко ви-

Рис. III.32. Сумісний вплив вуглецю, силіцію

та товщини стінки виливка на структуру ча­вуну

користовують для виготовлення виливків завдяки найліпшим ливарним властивостям: хороша рідкотекучість, мінімальна лінійна усадка (1 %), порівняно невисока температура плавлення.

Звичайний сірий чавун з пластинчастим графітом містить:

2,9.. .3,6 % С; 1,5...3,5%Sі; 0,4...1,0%Мп; 0,2...0,6%Р; 0,03...0,12%S.

Вуглець забезпечує хорошу рідкотекучість, зокрема зменшує лінійну усадку за рахунок виділення графіту в процесі кристалізації. Нижню гра­ницю вмісту вуглецю (2,9 %) беруть для товстостінних виливків, а верхню (3,6 %) - для тонкостінних.

Силіцій підвищує рідкотекучість, сприяє процесу графітизації, чим знач­но зменшує усадку чавуну і є одним із основних елементів у чавуні, який поліпшує його ливарні властивості.

Манган відбілює чавун, збільшує усадку, але утворюючи сполуку Мп8, він нейтралізує дуже шкідливий вплив сірки, і тому його має бути в чаву­ні в 5.. .7 разів більше, ніж сірки.

Сірка сильно погіршує ливарні властивості чавуну, знижуючи рідкоте­кучість і збільшуючи усадку, й утворює газові раковини і тріщини у вилив­ках. Тому масова частка сірки в чавуні становить не більше ніж 0,12%.

Виливки із сірого чавуну добре розсіюють вібраційні коливання, тому їх широко використовують для виливання станин верстатів.

2. Ковким називають чавун,який дістають методом тривалого відпа­лювання виливків, що мають мікроструктуру білого чавуну. При відпа­люванні виливків при температурі 950... 1000 °С цементит білого чавуну розкладається, утворюючи ферит і вуглець відпалу (графіт), який має не пластинчасту (як у сірому звичайному чавуні), а пластівчасту форму. Така форма графіту надає виливкам із чавуну більш високої міцності, деяку пластичність та опір ударним навантаженням. Отже, виливки із ковкого чавуну займають проміжне положення між звичайним сірим чавуном і сталлю.

Щоб одержати виливки із структурою білого чавуну, склад вихідного ча­вуну обмежують порівняно вузькими межами вмісту елементів: 2,4...2,8 % С; 0,8... 1,4 % Sі; Мп ≤1,0 %; S ≤ 1,0 %; Р ≤ 0,2 %.

Вартість виливків із ковкого чавуну значно вища від звичайного сіро­го, що пояснюється тривалим коштовним відпалюванням виливків, який може тривати 70...80 год. Нині існують методи швидкісного відпалюван­ня (10... 15 год) на ковкий чавун.

Виготовляючи виливки із ковкого чавуну, потрібно перед заливанням форми перегріти метал до 1400... 1450 °С, що, в свою чергу, потребує ви­користання фермових і стрижневих сумішей з підвищеною вогнетривкіс­тю. Значна об'ємна усадка білого чавуну (5 %) примушує встановлювати додатки або холодильники біля місцевих стовщень виливка, а збільшена лінійна усадка - використовувати піддатливі суміші.

3. Модифікуваннясірого перегрітого рідкого чавуну магнієм з фероси­ліцієм або церієм перед заливанням у ливарну форму дає можливість діста­ти в структурі графіт кулястої форми. Виливки з такого чавуну мають

значно менший припуск на обробку. Щодо міцності, то цей чавун набли­жається до сталі й перевищує міцність сірого і ковкого чавунів; пластич­ність його в 5... 15 разів перевищує сірий чавун і наближається до сталі, а виливки на 25...ЗО % дешевші, ніж сталеві.

Технологія виготовлення форм для виливків із чавуну з кулястим гра­фітом нічим не відрізняється від технології формування для виготовлен­ня виливків із сірого чавуну.

4. Плавка чавуну. Вихідні матеріали, які застосовують для виплавлен­ня рідкого чавуну, називають шихтовими, або шихтою. Металева части­на шихти складається з 30.. .40 % доменного ливарного чавуну, 40.. .60 % повороту власного виробництва і чавунного брухту, 0...20 % сталевого брухту і 0... 10 % феросплавів. Флюси, що використовуються під час плавки чавуну, переводять у шлак золу палива, фермову і стрижневу суміші, які пригоріли до повороту, і оксиди різних елементів металевої частини ших­ти, що вигоряють. Флюсами є вапняк, доломіт і мартенів­ський шлак.

Вагранка є найбільш поши­реним агрегатом для плавки чавуну у ливарних цехах. Вона проста за конструкцією і в обслуговуванні, витрата палива і вигар заліза в ній по­рівняно малі.

Вагранка (рис. III.33) - це циліндрична шахтна піч. Кожух шахти 6 зварено з лис­тової сталі і зсередини футеровано шамотною цеглою 7. Шахта спирається на опорну плиту 2, закріплену на чоти­рьох колонах 1. Крізь вікно (яке під час роботи вагранки замуровують і закривають кришкою 3) дно заповнюють фермовою сумішшю. Зверху вагранка закінчується тру­бою 10 і розміщеним над нею іскровловлювачем 11, який уловлює розжарені часточки палива і виносить з вагранки разом із потоком вихідних газів. Шахту завантажують

крізь вікно 9. Щоб футеровка не зазнавала ударів шихти, на рівні завало­чного вікна шахту викладають чавунною цеглою 8. Розплавлений чавун і шлак крізь отвір 12 стікають до накопичувача 13, де вони збираються і відстоюються. Звідси чавун випускають крізь чавунну льотку 15, а шлак -крізь шлакову льотку 14. У вагранці з накопичувачем можна вироби­ти чавун потрібного складу з малим вмістом сірки і вуглецю. Якщо нако­пичувача немає, то рідкий чавун збирається в горні вагранки і тривалий час перебуває в контакті з розжареним коксом, насичуючись сіркою і вуг­лецем.

Повітря для горіння палива подається у вагранку з кільцевого повіт­ропроводу 5 крізь фурми 4. Сучасні вагранки мають три ряди фурм: ниж­ній - основний і два верхні - додаткові (на рис. III.33 показано один ряд фурм). Корисною висотою вагранки називають відстань від основного ряду фурм до нижньої кромки завалочного вікна. У цій зоні гарячі гази взаємо­діють із шихтою.

Перед черговою плавкою вагранку треба підготувати до роботи: очи­стити шахту від залишків шлаку, відремонтувати вогнетривку кладку, закрити днище, заповнити під вагранки і накопичувача, укласти на під дрова, підпалити їх, а потім крізь завалочне вікно засипати кокс холостої колоші на 700...800 мм за основний ряд фурм, де розвиваються максималь­ні температури. Холоста колоша розігріває вагранку і підтримує стовп шихти.

На холосту колошу коксу завантажують металеву частину шихти, по­тім - робочу паливну колошу коксу і далі - флюс. Таке пошарове заван­таження шихти повторюється на всій висоті вагранки аж до завалочного вікна. Під час плавлення шихтові матеріали поступово опускаються, а крізь завалочне вікно вагранку завантажують новими порціями шихти.

21. Виготовлення виливків із сталі

1. Виливки із сталімають такі переваги перед чавунними: більшу міц­ність, що дає можливість зменшити переріз виливка і масу конструкції в цілому; добре зварюються, завдяки чому можна виготовляти складні круп­ні виливки із кількох частин і легко виправляти дефекти.

Фосфор і сірка у фасонних сталевих виливках утворюють гарячі трі­щини, особливо в масивних виливках, тому для масивних, а також тонко­стінних виливків складної конфігурації допустима масова частка сірки і фосфору не повинна перевищувати по 0,03 %.

2. Технологія виготовлення формдля фасонного сталевого литва є най­більш складною і трудомісткою внаслідок поганих ливарних властивостей сталі: низької рідкотекучості, високої температури плавлення, великої усадки і значної ліквації.

Висока температура плавлення потребує використання більш вогне­тривких фермових і стрижневих сумішей. Для підвищення вогнетривко­сті у суміші вводять порошок хромистого заліза і магнезиту, а готові форми

і стрижні фарбують вогнетривкою фарбою на основі маршаліту. Форми перед заливанням сушать.

Значна лінійна і об'ємна усадки сталі потребують виготовлення піддат­ливих форм і стрижнів; конструювання виливків з ребрами жорсткості, щоб запобігти утворенню тріщин; використання холодильників або уста­новлення додатків. В окремих виливках витрата металу на додатки ста­новить ЗО...50 %, а в деяких випадках і 100 % від маси виливка.

Витрата металу на додатки, складна технологія виготовлення форми, відпалювання виливків, трудомістке обрубування й очищення виливків, відрізування додатків - усе це підвищує вартість литва із сталі й тривалість виробничого циклу. Тому фасонне литво із сталі використовують тоді, коли потрібно підвищити міцність і пластичність деталі й коли складність і розміри конструкції не дають змоги виготовити її куванням або штам­пуванням.

22. Виготовлення виливків із сплавів кольорових металів

1. Виливки із сплавів на основі алюмінію,які містять 5... 13 % силіцію (силуміни), одержані виливанням у разові форми і особливо у кокілі, ма­ють високі ливарні й механічні властивості. Ці сплави використовують для виливання високонавантажених деталей двигунів.

Сплави на основі алюмінію з вмістом міді (дуралюміни) мають високі механічні, але низькі ливарні властивості (низька рідкотекучість, гарячі тріщини). Добавляння до 0,7 % 8і, 1,5 % Мg, 2 % Nі та до 10 % Сu підви­щує ливарні властивості та жароміцність дуралюміну, що дає змогу виго­товляти виливки, які працюють при високих температурах (поршні, го­ловки двигунів тощо).

Усі ливарні сплави на основі алюмінію мають невисоку температуру плавлення (610...670 °С) і заливання (640...780 °С).

Фoрмові й стрижневі суміші для виливок із сплавів на основі алюмінію з підвищеною усадкою повинні мати достатню піддатливість.

Враховуючи сильну окислюваність сплавів на алюмінієвій основі, фор­му слід заливати безперервним струменем, щоб не утворилися оксидні плівки.