2. Литниковые системы

Литейную форму заливают расплавом через литниковую систему. Литниковой системой называют сово­купность каналов и резервуаров, по которым расплав поступает из ковша в полость формы. Литниковая система должна обеспечить непрерывное поступление расплава в форму, питание отливки для компенсации усадки, предотвращать разрушение формы, попадание шлака и воздуха со струей расплава.

Основными элементами литниковой системы являются литни­ковая чаша, стояк, шлакоуловитель, питатели (рис. 196). Чаша уменьшает размывающее действие струи расплава, задерживает всплывающий шлак.

Для лучшего задержания шлака в литниковой системе для чу­гунного литья выдерживают следующее соотношение размера се­чения стояка, шлакоуловителя и питателей: F_cт > F_шл >F_пит.

На верхних частях средних и крупных отливок делают в ы поры — каналы для выхода из формы воз­духа и газов и всплывающих неметалли­ческих включений. Они содействуют нормальной усадке застывающего сплава.

Литниковые системы в зависимости от формы, размера отливки, состава и свойств литейного сплава имеют различное, иногда сло­жное устройство (рис. 196).

Верхняя литниковая система наиболее проста. Ее применяют для мелких деталей

небольшой высоты. С увеличением высоты про­исходит размывание формы струей расплава, разбрызгивание и окисление его, увеличивается количество неметаллических вклю­чении в теле отливки.

Нижнюю (или сифонную) литниковую систему применяют для средних и толстостенных отливок значительной высоты. Она обе­спечивает спокойное заполнение формы расплавом. Вместе с тем эта система более сложна.

Ярусная литниковая система обеспечивает последовательное питание отливки снизу вверх, и ее применяют для крупных от­ливок. Недостатки ярусной литниковой системы — сложность в изготовлении и значительный расход расплава. Ее разновидность — вертикально-щелевая система — предназнача­ется главным образом для цветных сплавов.

Для лучшего задержания шлаковых включений в литнико­вые чаши или другие элементы литниковой системы иногда уста­навливают фильтры (например, керамические сетки). С их по­мощью можно, отделить относительно крупные шлаковые ча­стицы.

Чрезвычайно перспективным способом тонкой очистки метал­лических расплавов в литниковых системах является фирам-процесс (фильтрационное рафинирование металлов), при котором фильтрующий узел делают из специальной стеклоткани (см. рис. 196). При фирам-процессе значительно повышается чистота металла и, как следствие, качество отливок, уменьшается брак, что в целом дает значительный экономический эффект. Этот способ используют на многих предприятиях для отливок из серого и вы­сокопрочного чугуна, бронзы и других сплавов.

3. Прибыли

Назначение прибылей — получение отливок без усадочных рако­вин и пористости, которые могут образовываться вследствие умень­шения объема расплава при его затвердевании. Прибыли размещают у массивных частей отливки, где усадка проявляется наи­более значительно.

Прибыли различают по их геометрической форме, месту расположения, условиям питания металлом тела от­ливки и т. д. Выбор рациональной прибыли зависит от формы, размеров, массы отливки, усадки сплава и других условий. Правильность расчета прибылей проверяют экспериментальными исследованиями структуры металла. Некоторые типы прибылей показаны на рис. 198.

• Открытые прибыли прямого питания применяют для крупных стальных отливок, производя иногда добивку, по мере снижения уровня металла. Такая прибыль служит также выпором, в нее могут всплывать частицы формовочной смеси и другие загряз­нения.

Во многих случаях применяют закрытые прибыли, дающие эко­номию металла. Например, для ответственных стальных отливок с массой 100—500 кг и толщиной стенок до 30мм технологический выход годного составляет при открытых прибылях 56—64%, при закрытых 61—69%. Наименьший необходимый объем имеют прибыли шаровой формы, наибольший — кониче­ской.

В закрытых прибылях, действующих под атмосферным дав­лением, создаются благоприятные условия для образования вы­годно расположенных усадочных раковин и обеспечения плотной структуры отливки. Атмосферное давление создают, устанавливая в полость прибыли специальные газопроницаемые стержни из песчано-масляных смесей.

Прибыли, действующие под давлением газов, впервые раз­работаны советскими исследователями П. И. Яшмановым, А. А. Рыжиковым и др. В полость прибыли помещают в специаль­ном патроне заряд газотворного вещества, обычно мел с добавками кокса. Патрон устроен так, что заряд начинает разлагаться после образования на поверхности прибыли тонкой твердой корочки металла. Выделяющиеся газы создают давление, вытесняя жидкий металл в тело отливки.

Для получения легко отделяемых прибылей (приоритет П. А. Иванова) применяют разделительные пластины (стержни-пластины, стержни-диафрагмы), например, как показано на рис. 198, е, которые изготовляют из шамотно-глинистых смесей.