2.6 Изготовление отливок центробежным литьем

Сущность - под действием центробежных сил, которые больше гравитационных, залитый во вращающуюся форму расплав равномерно распределяется по ее внутренней поверхности; после затвердевания образующиеся отливки имеют форму тел вращения (цилиндров, колец, труб).

Рисунок 7. Схемы процесса получения отливок центробежным литьем: а - на машинах с горизонтальной осью вращения; б - с вертикальной осью вращения

Технология получения отливок:

Горячий расплав заливают цилиндрическую изложницу при этом она одновременно вращается вокруг своей оси. После затвердевания расплава останавливают вращение и вынимают отливку из изложницы.

Преимущества:

- хорошее заполнение формы расплавом;

- повышенная плотность отливок за счет уменьшения пор, раковин и других дефектов;

- высокие механические свойства отливок;

- возможность получения отливок из двух и более металлов, располагающихся слоями.

Недостатки

- загрязнение внутренней поверхности отливок неметаллическими включениями;

- получение неровной внутренней поверхности отливок;

- введение для внутренних размеров сравнительно больших припусков на механическую обработку.

- точность отливок достигает JT12...14, Ra = 12,5...1,25 мкм.

2.7 Изготовление отливок электрошлаковым литьем

Сущность способа заключается в том, что плавление металла совмещается по времени и месту с заполнением литейной формы, при этом осуществляется последовательное наплавление отливки.

Получаемые отливки имеют механические свойства более высокие, чем поковки. Поверхность отливки получается чистой, часто отпадает необходимость в механической обработке.

ЭШЛ из сталей и сплавов получают крупные заготовки цилиндров, труб, прокатных валков, коленчатых валов и др.

Механизация и автоматизация процессов получения отливок

Под механизацией технологических процессов обычно понимают замену человеческого труда работой машин. Создание специальных механизмов и приспособлений, основное назначение которых - замена вспомогательных ручных действий рабочих, позволяет повысить производительность труда.

Свойства и материалы (сплавы) для получения отливок

Все материалы для получения отливок должны обладать следующими свойствами:

- жидкотекучестью;

- объемной и линейной усадкой;

- трещиноустойчивостью;

- газонасыщенностью;

- ликвацией;

Жидкотекучестью называется способность сплавов течь и заполнять литейную форму. Для измерения жидкотекучести изготовляют специальные прутковые пробы, а в случае заполнения в форме тонких рельефов - клиновую или шариковую пробы.

Усадкой называется уменьшение объема и линейных размеров отливки при ее формировании, а также охлаждении с температуры заливки до температуры окружающей среды. Изменение объема сплава в процессе усадки отливки характеризуется наружной усадкой, усадочной раковиной и пористостью.

Трещиноустойчивостью называется способность сплава противостоять образованию трещин в отливках (горячие, холодные).

Усадка и трещиноустойчивость сплавов определяются на специальных образцах.

Газонасыщение литейных сплавов возможно за счет попадания газов из шихтовых материалов и атмосферы, а также возникающих в процессе взаимодействия расплава с литейной формой. Газонасыщение отливок определяется на специальных образцах по газовой пористости или химическим анализом.

В зависимости от конструктивного назначения, эксплуатационных требований, геометрической формы и габаритов отливки используют следующие материалы:

1. Чугун. Самый дешевый из всех материалов. Доля чугунных отливок в машиностроении 50 %. Чугун обладает способностью рассеивать колебания при переменных и циклических нагрузках – называется циклическая вязкость.

По физико-механическим свойствам характеристикам серые чугуны делятся на:

а) малой прочности;

б) средней прочности;

в) повышенной прочности;

г) высокой прочности.

10 марок серых конструкционных чугунов: СЧ 00, СЧ 12-28, СЧ 15-32, СЧ 18-36, СЧ 21-40, СЧ 24-44, СЧ 28-48, СЧ 32 – 52, СЧ 35-56, СЧ 38-60.

«СЧ» - серый чугун;

«первое число» - предел прочности при растяжении в кг/мм²;

«второе число» - предел прочности при изгибе в кг/мм².

Литейные чугуны по микроструктуре делятся – белые чугуны (цементит и перлит), перлитные чугуны (перлит и графит), ферритный чугун (феррит и графит).

Марки ковких литейных чугунов: КЧ 37-12, КЧ 35-10, КЧ 33-8 и.т.д.

«КЧ» - ковкий чугун;

«первое число» - предел прочности при растяжении в кг/мм²;

«второе число» - относительное удлинение в %.

2. Сталь. Для отливок применяют углеродистые стали и они делятся на три группы:

а) стали нормального качества;

б) стали повышенного качества;

в) сталь особого качества.

Марки: Сталь 15Л – отливки якори, корпусы электродвигателей, полюсы.

Сталь 25Л – колеса автосцепок, буксы, стаканы и др.

Сталь 35 Л - зубчатые колеса, червяки, станины и др.

Сталь 45 Л – валки, шнеки, зубчатых колес, плит, бегунов, деталей работающих на износ и больших нагрузок.

Сталь 55 Л – литые инструменты, детали металлургического оборудования.

Микроструктура стали – феррит и перлит.

Качество стальных отливок уступает. В процессе литья сталь склонна к образованию усадочных раковин и трещин. Усадка доходит до 2,5 %.

Применяются и легированные литейные стали: 15Х25ТЛ, 09Х16Н4БЛ, 08Х17634В5ТЗЮ2Л, 12Х18Н9ТЛ и др. Легированные стали используют для литья турбин­ных лопаток, клапанов арматуры и других ответственных деталей.