§ 86. Формовочные и стержневые смеси

Большинство медных сплавов обладает большой жидкотекучестью, что обеспечивает заполнение самых тонких рельефов формы. Формовочные материалы для медных сплавов составляют на основе мелкозернистых песков, чтобы получить чистую и гладкую поверхность отливок. Наполнительную формовочную смесь приготовляют из отработанной смеси с добавками к ней около 10% свежих материалов. В облицовочные смеси добавляют до 40% свежих материалов.

Для приготовления стержневых составов применяют кварцевый песок, в качестве крепителя чаще всего применяют декстрин и сульфитный щелок. Стержни для литья окрашивают графитовыми красками для предотвращения пригара песка на внутренней полости отливки.

§ 87. Особенности формовки

Медные сплавы отличаются значительной усадкой, сравнительно легко окисляются с образованием на поверхности пленки окислов, а бронзы имеют большую склонность к ликвации. Поэтому во избежание спаев и неслитин должно быть обеспечено плавное заполнение и хорошее питание отливок. При литье деталей из медных сплавов (бронзы, латуни) часто в форме распо­лагают большое количество отливок, соединенных питателями с одним стояком.

Применяют различный подвод питателей (снизу, сверху и сбоку) для отливок из оловянистой бронзы и латуни. Для алюминиевой бронзы под­водят металл в нижнюю часть отливки с учетом сильной окисляемости и увеличенной усадки этого сплава. Практикуют также устройство зигзаго­образного или ступенчатого стояка для более плавной заливки металла.

Для улучшения питания на отливке устанавливают массивные прибыли и питающие выпоры и подвод металла осуществляют в массивную часть отливки.

§ 88. Алюминиевые сплавы

Чистый алюминий не применяют для изготовления литых машинострои­тельных деталей. В машиностроении и других отраслях народного хозяйства алюминий находит широкое применение в виде сплавов с некоторыми металлами. -

Механические свойства алюминиевых сплавов изменяются в зависимости от химического состава сплава, методов литья и термической обработки отливок.

По ГОСТ алюминиевые сплавы имеют следующие обозначения: АЛ1, АЛ2, . . . , АЛ19, эти сплавы применяют для изготовления поршней, головок двигателей, шатунов, деталей приборов и др.

Алюминиевые сплавы имеют следующие механические показатели: пре­дел прочности при растяжении 11—30 кг/мм*, предел текучести 8—20 кг/мм², относительное удлинение 0,3—12%.

Все применяемые в промышленности алюминиевые сплавы можно разде­лить по химическому составу на пять групп: алюминий — магний, алюми­ний — кремний, алюминий —медь, алюминий —медь — кремний и слож­ные алюминиевые сплавы.

Первая группа — сплавы на основе системы Al — Mg; к ним относятся марки АЛ8 и АЛ13.

Сплавы алюминия с магнием и добавками других металлов обладают наиболее высокими механическими и пластическими свойствами, корро­зионной стойкостью и малым удельным весом по сравнению с другими литейными сплавами. Эти сплавы обладают меньшей жидкотекучестью и имеют повышенную склонность к образованию трещин в местах перехода от тонких к толстым стенкам отливки, а также повышенную склонность к окислению. Вследствие этого сплавы с содержанием магния более 8% плавят под слоем флюсов. Сплавы алюминия с магнием очень чувствительны к примесям железа и окислам, которые понижают их механические свой­ства. Добавка в сплав Be и Ti улучшает его механические свойства и корро­зионную стойкость.

Двойные сплавы Al + Mg с добавкой сотых долей бериллия и титана имеют высокий предел прочности при растяжении (до 40 кг/мм²) при удлинении до 20%.

Сплавы применяются только после термической обработки.

Вторая группа —сплавы на основе системы Al — Si; к ним относятся марки АЛ2, АЛ4, АЛ4В, АЛ9, АЛ9В. Эти сплавы известны под названием силуминов, они отличаются хорошими литейными свойствами: незначитель­ной линейной усадкой и большой жидкотекучестью; они имеют небольшой удельный вес (около 3 г/см³). Двойные сплавы имеют небольшую механиче­скую прочность. Добавка в эти сплавы магния, меди и других элементов повышает их прочность. Механические свойства сплавов могут быть улуч­шены модифицированием. Сплавы Al + Si с 5% кремния не подвергают модифицированию, тогда как сплавы с 9% и более кремния применяют для литья в модифицированном состоянии.

Упрочняющее действие на эти сплавы оказывает добавка магния в пре­делах 0,2—0,3%.

Количество магния следует устанавливать для каждого сплава отдельно, так как при больших количествах магния снижаются пластические свойства. Присутствие железа в алюминиевых сплавах также понижает их пласти­ческие свойства.

Вредное влияние железа можно уменьшить путем введения в сплав марганца, который связывает железо в новую, более сложную составляющую, благоприятно влияющую на пластичность сплавов. Сплавы АЛ2 термической обработке не подвергают, упрочняют моди­фицированием. Сплавы АЛ4, кроме модифицирования, упрочняют терми­ческой обработкой.

Третья группа — сплавы на основе системы А1 — Си; к ним относятся марки АЛ7, АЛ7В и АЛ 12. Эти сплавы обладают хорошей износоустой­чивостью. Сплав АЛ7 обладает сравнительно низкими литейными свой­ствами (склонность к горячим трещинам и усадочным рыхлотам), но после термической обработки приобретает хорошие механические свойства. Сплав АЛ12 содержит 7—11% Си, применяется без термической обработки, обладает более высокими литейными свойствами, чем сплав АЛ7, более вы­сокой твердостью, хрупкостью и повышенной прочностью при 250—350°.

Четвертая группа—сплавы на основе системы А1—Сu—Si— предста­влена марками АЛЗ, АЛЗВ, АЛ5, АЛ6, АЛ10В, АЛ 14В и АЛ15В. Эти сплавы обладают высокими литейными свойствами, коррозионной стой­костью, хорошей свариваемостью, жаростойкостью, широко применяются для литья в металлические формы. Сплавы АЛЗ и. АЛ6 применяются терми­чески обработанными и необработанными.

Пятая группа — сплавы на основе системы прочих компонентов Ni или Zn и др.; к ним относятся марки АЛ1, АЛИ, АЛ16В, АЛ17В и АЛ 18В. Сплав АЛ1 содержит 0,7% Si, 4% Си, 2% Ni и др., имеет пониженную жидкотекучесть, коррозионную стойкость и склонность к образованию тре­щин, но обладает высокой жаропрочностью и хорошими механическими свойствами. Сплав АЛИ является цинковистым силумином, обладает высо­кими литейными свойствами, подвергается модифицированию и искусствен­ному старению. Применяют эти сплавы для изготовления деталей сложной конфигурации, которые должны иметь высокие механические свойства.