Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Изготовление отливок из основных конструкционных материалов

15.11.2018

Изготовление отливок из чугуна. Примерно 75 % (маc.) всех изготавливаемых в машиностроении отливок получают из чугуна. Этому способствует самая низкая среди всех литейных сплавов стоимость чугуна, его сравнительно высокая прочность и хорошие литейные свойства.

Серый чугун является наиболее распространенным материалом для изготовления отливок. Он имеет высокую жидкотекучесть, благодаря которой получают отливки с минимальной толщиной стенки 3...4 мм, малую линейную усадку (0,9...1,3 %), обеспечивающую производство отливок без усадочных раковин, пористости и трещин. Преобладающее количество отливок из серого чугуна изготавливают в песчаных формах, как правило, без применения прибылей. Отливки типа тел вращения (трубы, гильзы, втулки и др.) получают центробежным литьем.

При увеличении толщины стенок от 15 до 150 мм предел прочности и твердость чугуна снижаются почти в 2 раза. Ухудшение прочности отливок с увеличением их массы объясняется снижением скорости охлаждения при изготовлении. В результате образуется структура, в которой размеры графитных пластин больше, чем в структуре тонкостенных отливок.

Высокопрочный чугун по механическим свойствам приближается к сталям, но его себестоимость на 25 % ниже. Жидкотекучесть высокопрочного чугуна такая же, как и серого чугуна, что позволяет изготовлять отливки сложной конфигурации с минимальной толщиной стенок 3...4 мм. Линейная усадка высокопрочного чугуна составляет 1,25...1,7 %, ввиду чего затруднено получение заготовок без усадочных дефектов.

Отливки из высокопрочного чугуна преимущественно изготовляют в песчаных формах, литьем в кокиль и центробежным литьем. Поскольку этот сплав имеет большую усадку, необходимо создавать условия для направленного затвердевания отливок и применять прибыли, которые позволяют предупреждать образование усадочных раковин и пористости в массивных частях.

Чугун с вермикулярным графитом (ЧВГ) характеризуется высоким временным сопротивлением (300...450 МПа), относительным удлинением 0,9...3,0 % и сравнительно невысокой твердостью (HB 130...290). Этот чугун обладает высокой жидкотекучестью, как и серый чугун. Линейная усадка его практически равна усадке серого чугуна и составляет 1,1 %. Объемная усадка в 2 раза меньше, чем у высокопрочного чугуна. Высокая теплопроводность и малая чувствительность ЧВГ к скорости охлаждения обусловливает получение однородной структуры в отливках. Склонность к отбелу у ЧВГ ниже, чем у серого и высокопрочного чугунов.

Отливки из ЧВГ преимущественно получают в песчаных формах по технологии изготовления отливок из серого чугуна. Низкая склонность чугуна к отбелу позволяет производить тонкостенные отливки без отбела. Малая усадка дает возможность изготавливать отливки без прибылей.

Ковкий чугун обладает хорошими механическими свойствами, высокой износостойкостью и сопротивлением ударным нагрузкам, хорошо поддается обрабоке резанием. Одной из особенностей получения отливок из ковкого чугуна является то, что исходный расплав — белый чугун — имеет пониженную жидкотекучесть. Усадка белого чугуна значительно больше, чем серого, поэтому в отливках образуется больше усадочных раковин, пористости и трещин. Кроме того, процесс изготовления отливок из ковкого чугуна длителен и энергоемок, поэтому только 5 % чугунных отливок производят из этого чугуна. Во многих случаях получение изделий из высокопрочных чугунов является более экономичным.

Изготовление отливок из стали. Около 21 % (маc.) всех отливок производят из стали. Литейные стали имеют пониженную жидкотекучесть, высокую линейную усадку (до 2,5 %), склонны к образованию трещин. В связи с низкими литейными свойствами и необходимостью применения массивных прибылей расход металла для получения стальной отливки увеличивается примерно в 1,6 раза по сравнению с чугунной.

Стальные отливки преимущественно изготовляют в песчаных и оболочковых формах, в облицованных кокилях, а также литьем по выплавляемым моделям и центробежным литьем. Для получения изделий с хорошими механическими свойствами и снятия внутренних напряжений отливки подвергают термической обработке.

Изготовление отливок из цветных сплавов. Отливки из цветных сплавов составляют примерно 4 % (маc.) всех изделий в литейном производстве. Наиболее распространены сплавы на основе меди — бронзы и латуни.

Бронзы имеют хорошую жидкотекучесть и высокую усадку. Оловянные бронзы склонны к образованию усадочной пористости, а безоловянные — к образованию сосредоточенных усадочных раковин.

Латуни имеют удовлетворительную жидкотекучесть, высокую усадку, что обусловливает образование усадочных раковин и пористости.

Все медные сплавы склонны к образованию трещин. Отливки из этих сплавов изготовляют литьем в песчаные и оболочковые формы, а также литьем в кокиль и центробежным литьем.

Алюминиевые сплавы в основном имеют низкую жидкотекучесть, повышенную усадку, склонность к образованию трещин и газовой пористости. Однако силумины АК12, АК9, АК7 (сплавы системы Al—Si—Mg) обладают высокой жидкотекучестью, малой усадкой (0,8...1,1 %). Они не склонны к образованию горячих и холодных трещин, так как при их кристаллизации протекает эвтектическая реакция.

Отливки из алюминиевых сплавов преимущественно изготовляют литьем в кокиль, под давлением и в песчаные формы. Плотные отливки получают при установке массивных прибылей. Для снижения напряжений в отливках кокили перед заливкой подогревают до температуры 250...300 °C, а при очень сложной конструкции отливок — до 400...500 °C.

Магниевые сплавы. Наиболее широкое применение нашли сплавы системы Mg—Al—Zn. Интервал кристаллизации у сплавов этой системы шире, чем у алюминиевых сплавов. В результате они обладают пониженной жидкотекучестью, высокой усадочной пористостью и склонностью к образованию горячих трещин. Наилучшее сочетание литейных и механических свойств имеют сплавы MЛ5 и МЛ6, содержащие 7,5...10 % Al.

Кроме того, магниевые сплавы хорошо растворяют кислород, склонны к самовозгоранию при плавке и заливке литейных форм. Во избежание возгорания плавку этих сплавов проводят под слоем флюсов из хлористых и фтористых солей щелочных и щелочно-земельных металлов или в среде защитных газов. При заливке форм струю расплавленного металла припыливают порошком серы. Образующийся при ее сгорании сернистый газ предотвращает возгорание расплава.

Отливки из магниевых сплавов изготовляют литьем в песчаные формы, в кокиль, литьем под давлением и другими способами. При получении отливок в кокилях основная трудность — это борьба с горячими трещинами. Эффективное средство борьбы с трещинами — высокая температура кокилей (250...300 °C) и металлических стержней (300...400 °C). Направленное затвердевание обеспечивается установкой прибылей и нанесением теплоизоляционных красок.
Имя:*
E-Mail:
Комментарий: