- •Рецензенты: Цикловая комиссия литейного производства Ленинградского машиностроительного техникума (инж. Н. М. Гудков) и инж. Д. Т. Карасева
- •Введение
- •Раздел первый
- •Глава I общие сведения о литейной форме
- •Глава u изготовление модельных комплектов
- •§ 1. Общие сведения
- •Для двухопорных горизонтальных стержней.
- •Оборудование и инструмент
- •Изготовление модельного комплекта
- •2 Титов
- •§ 3. Металлические модели
- •§ 4. Пластмассовые модели
- •Примерный состав заливаемой пластмассы в частях (по массе)
- •§ 5. Гипсовые и цементные моделй
- •Глава 111 формовочные материалы и смеси
- •§ 1. Общие сведения
- •§ 2. Формовочные пески
- •§ 3. Формовочные глины
- •§ 2. Деревянные модели
- •Сушка древесины
- •Классификация деревянных моделей
- •§ 4. Связующие
- •Классификация связующих
- •§ 5. Вспомогательные формовочные материалы
- •§ В. Формовочные и стержневые смеси Свойства смесей
- •3 Титов
- •Стержневые смеси
- •§ 7. Противопригарные краски, пасты
- •§ 8. Приготовление формовочных и стержневых смесей
- •§ 9. Контроль свойств формовочных и стержневых материалов и смесей
- •Глава IV изготовление форм
- •§ 1. Общие сведения
- •Инструмент для ручной формовки
- •Гладилки
- •V Опоки
- •§ 2. Ручная формовка
- •Формовка в почве
- •Формовка по скелетным моделям
- •Формовка в стержнях
- •Формовка в кусках
- •Формовка в глине
- •Системой
- •Отливка о литниковой
- •Формовка в быстротвердеющих смесях
- •§ 3. Машинная формовка .
- •Уплотнение пескометом
- •§ 4. Организация потока, комплексная механизация и автоматизация в формовочном отделении
- •Глава V литниковые системы и питание отливок
- •§ 1. Элементы литниковой системы
- •§ 2. Способы подвода металла в форму и конструкции литниковой системы
- •§ 3. Методы расчета литниковых систем для отливок из серого чугуна
- •141 Рис. 94. Номограмма к. А. Соболева для расчета сечения питателей
- •Глава VI изготовление стержней
- •§ I. Общие сведения
- •§ 2. Конструкция стержней
- •§ 3. Изготовление стержней вручную
- •§ 4. Изготовление стержней на машинах
- •6 Титов
- •§ 5. Отделка, контроль и хранение стержней
- •В специальных кондукторах. Припуск на зачистку стержней состав- ляет 1,5—2 мм.
- •Стержня
- •Ящика, на точность спаривания стержней, заделку швов, окраск
- •§ 6. Сушка стержней и форм
- •Рие. 128. Схема горизонтального конвейера четырехходового сушила для стержней
- •Глава VII сборка и нагрузка форм
- •§ I. Сборка форм
- •§ 2. Крепление опок и расчет груза
- •Глава VIII проектирование литейной технологии
- •§ 1. Конструирование отливок
- •5) Рис. 137. Варианты выполнения бобышек на отливках 183
- •§ 2. Проектирование технологии формовки
- •Металла
- •_Рис. 141. Выбор границ, обеспечивающих удобство установки стержней при' сборке формы
- •Глава IX технико-экономическая эффективность литейного производства
- •§ 1. Технико-экономические показатели
- •§ 2. Экономичность технологического процесса изготовления отливок
- •Стоимость
- •Отлнвок,
- •Товления одной
- •Р_ 10 % себестоимости т—• Основные фонды
- •§ 3. Пути повышения экономической эффективности литейной технологии
- •Раздел второй теоретические основы литейного производства
- •Глава I взаимодействие формы с металлом
- •§ 1. Газы в отливках
- •149. Схема газовых потоков в форме
- •§ 2. Тепловое воздействие металла на форму
- •(Из , стали) п0р формы)
- •(Сталь) (песок) (файялит)
- •§ 3. Кристаллизация сплавов в форме
- •§ 4. Внутренние напряжения в отливках
- •§ 1. Жидкотекучесть н
- •§ 2. Усадка Общие сведения
- •Продолжительность Рис. 157. Кривая линейной усадки чугуна
- •§ 6. Высокопрочные чугуны
- •(Цниитмаш):
- •§ 7. Легированные чугуны
- •Глава II
- •§ 1. Металлическая шихта
- •§ 2. Топливо
- •§ 3. Флюсы
- •Содержа-
- •Содержа-
- •Глава III плавка чугуна в вагранке
- •Шихты; 4 — бадья; 5 — вибролоток; 6 — тележка; 7 — скиповый подъемник;
- •§ 2. Металлургические основы плавки в вагранке
- •§ 3. Интенсификация процесса плавки в вагранке
- •§ 4. Нарушения хода работы вагранки
- •§ 5. Контроль плавки
- •Глава IV
- •§ 1. Плавка в пламенных печах
- •§ 2. Плавка в электродуговых печах
- •§ 3, Плавка в индукционных тигельных печах
- •§ 4. Плавка в индукционных канальных печах
- •Глава V
- •§ 1. Заливка форм
- •§ 2. Охлаждение отливок и выбивка их из формы
- •§ 3. Очистка отливок
- •§ 3. Ликвация
- •Раздел третий
- •Глава I серые чугуны
- •§ 1. Общие сведения
- •§ 2. Влияние химического состава на структуру и свойства чугуна
- •§ 3. Классификация чугунов
- •§ 4. Обрубка и зачистка отливок
- •§ 5. Термообработка чугунных отливок
- •Глава VI
- •§ 1. Общие сведения
- •§ 2. Причины и меры предупреждения дефектов
- •§ 3. Контроль качества отливок
- •§ 4. Способы исправления дефектов отливок
- •§ 1. Общие сведения
- •§ 2. Особенности технологии формовки
- •И диаметр питателя; f — площадь сечения шейки
- •-§ 3. Плавка белого чугуна
- •/, 2 И 3 — летки; 4 — вертикальный канал
- •§ 4. Очистка отливок
- •Глава u процесс отжига отливок
- •§ 1. Общие сведения
- •§ 2. Интенсификация процесса отжига ковкого чугуна
- •Раздел пятый производство отливок из стали
- •Глава 1
- •§ 1. Общие сведения
- •§ 2. Углеродистые стали
- •§ 3.. Легированные стали
- •Глава II
- •§ 1. Конструкция стальных отливок и особенности проектирования литейной формы
- •§2. Устройство и расчет литниковых систем и прибылей
- •§ 3. Особенности технологии формовки
- •Глава III плавка и заливка стали
- •§ 1. Плавка в мартеновских печах
- •§ 2. Плавка в основных и кислых дуговых и индукционных печах
- •§ 3. Плавка в малых бессемеровских конверторах щ
- •§ 4. Заливка, очистка и термическая обработка стальных отливок
- •Раздел шестой
- •Глава 1
- •§ 1. Состав и свойства медных сплавов
- •§ 2. Особенности литейной формы
- •§ 3. Особенности плавки медных сплавов
- •Электрод;
- •Глава II
- •§ 1. Состав и свойства алюминиевых сплавов
- •§ 2. Особенности литейной формы
- •§ 3. Плавка алюминиевых сплавов и заливка форм
- •Глава III
- •§ 1. Состав и свойства магниевых сплавов
- •§ 2. Особенности литейной формы
- •§ 3. Плавка магниевых сплавов
- •Раздел седьмой специальные способы литья
- •Глава I
- •§ 1. Общие сведения
- •§ 2. Металлические формы
- •Состав облицовки, г
- •14 Титов
- •§ 3. Особенности литья различных сплавов
- •§ 4. Механизация литья в металлические формы
- •Глава II центробежное литье
- •§ 1. Общие сведения
- •§ 2. Формы и машины
- •§ 3. Особенности центробежного литья втулок, колец, труб
- •Глава III литье под давлением
- •§ 1. Общие сведения
- •§ 2. Пресс-формы
- •§ 3. Машины
- •Рис, 251. Схема работы машины с холодной вертикальной камерой прессования
- •§ 4. Технологические режимы литья под давлением
- •Глава IV
- •§ 1. Общие сведения
- •§ 2. Изготовление моделей
- •3Фасонная планка; 4 — замок; 5 — оправка; 6 — крышка; 7 — сухарь; 8 — пластина; 9 — плнта
- •Готовления моделей
- •§ 3. Изготовление литейной формы
- •§ 4. Плавка и заливка металла в формы.
- •Глава V литье в оболочковые формы
- •§ 1. Общие сведения
- •§ 2. Изготовление оболочковых форм и стержней
- •§ 3. Сборка и заливка форм. Выбивка отливок
- •Глава VI различные виды литья
- •§ 1. Непрерывное литье
- •Рис» 277. Схема установки для непрерывной разливки стали
- •§ 2. Отбеленное литье
- •§ 3. Литье выжиманием
- •§ 4. Штамповка жидких сплавов
- •§ 5. Отделка, контроль и хранение стержней. . . . 166
- •§ 6. Сушка стержней и форм 170
- •Глава VII. Сборка и нагрузка форм 177
- •§ 1. Сборка форм .177
- •§ 2. Крепление опок и расчет груза 179
- •Глава VIII. Проектирование литейной технологии 181
- •§ 1. Конструирование отливки 181
- •§ 2. Проектирование технологии формовки 184
- •Глава IX. Технико-экономическая эффективость литейного производства 192
- •§ 1. Технико-экономические показатели • 192
- •§ 2. Экономичность технологического процесса изготовления отливок 194
- •§ 3. Пути повышения экономической эффективности литейной технологии 199
- •Глава I. Взаимодействие формы с металлом 201
- •§ 1. Газы в отливках 201
- •§ 2. Тепловое воздействие металла на форму 206
- •§ 3. Кристаллизация сплавов в форме 210
- •§ 4. Внутренние напряжения в отливках 214
- •Глава II. Литейные свойства сплавов 218
- •§ 1. Жидкотекучёсть : 218
- •§ 2. Усадка 220
- •§ 3. Ликвация 227 Раздел третий производство отливок из серого чугуна
- •Глава I. Серые чугун ы . 229
- •§ 1. Общие сведения , 229
- •§ 3. Классификация чугунов 236
- •§ 4. Механические свойства чугуна для отливок 239
- •§ 5. Модифицирование серого чугуна . .' ' 240
- •§ 6. Высокопрочные чугуны . 241
- •§ 7. Легированные чугуны 241
- •Глава II. Шихтовые материалы и шихтовка 247
- •§ 1. Металлическая шихта 247
- •§ 2. Топливо 254
- •§ 3. Флюсы 2е6
- •§ 4. Расчет шихты . 258
- •Глава III. Плавка чугуна в вагранке 266
- •§ 1. Общие сведения 266
- •§ 2. Металлургические основы плавки в вагранке 273
- •§ 3. Интенсификация процесса плавки в вагранке 279
- •§ 4. Нарушения хода работы вагранки 283
- •§ 5. Контроль плавки 284
- •Глава IV. Плавка чугуна в пламенных и электрических печах 290
- •§ 1. Плавка в пламенных печах 290
- •§ 2. Плавка в электроду говых печах 293
- •§ 3. Плавка в индукционных тигельных печах . 297
- •§ 4. Плавка в индукционных канальных печах 301
- •Глава V. Заливка, выбивка, обрубка и приемка отливок из серого чугуиа 303
- •§ I. Заливка форм 303
- •§ 2. Охлаждение отливок и выбивка их из формы 307
- •§ 3. Очистка отливок 310
- •§ 4. Обрубка и зачистка отливок 317
- •§ 5. Термообработка чугунных отливок' 319
- •Глава VI. Брак отливок и меры его устранении 321
- •§ 1. Общие сведения 321 г
- •§ 2. Причины и меры предупреждения дефектов • . . 321
- •§ 3. Контроль качества отливок 326
- •§ 4. Способы исправления дефектов отливок 329 Раздел четвертый производство отливок из ковкого чугуна
- •Глава I. Особенности технологии формовки и плавки ковкого чугуна 332
- •§ 1. Общие сведения 332
- •§ 2. Особенности технологии формовки . . . • 334
- •§ 3. Плавка белого чугуна 336
- •§ 4. Очистка отливок 341
- •Глава II. Процесс отжига отливок 342
- •§ 1. Общие сведения 342
- •§ 2. Интенсификация процесса отжига ковкого чугуна . 347
- •Производство отливок из стали
- •Раздел шестой производство отливок из цветных сплавов
- •Раздел седьмой специальные способы литья
Уменьшение ликвационной неоднородности отливки, устранение усадочных раковин и газовой пористости.
Технологический процесс осуществляется на специальных литейных машинах. Эти машины могут быть с вертикальным и горизонтальным направлением движения отливаемого изделия, чаще применяют машины с вертикальным движением изделия.
Высокое качество металла отливок достигается созданием условий направленного теплоотвода и, соответственно, затвердевания отливки, а также постоянного питания фронта кристаллизации жидким металлом. В результате этого отливки и слитки не имеют усадочной и газовой пористости, неметаллических включений.
Производство труб полунепрерывным способом осуществляется на специальных литейных машинах (рис. 275). На поддоне 1 с затравкой 2 устанавливают песчаный стержень, образующий канавку в раструбе 3 трубы. Жидкий чугун из ковша 4 через литниковую воронку 5 заливают в кристаллизатор 6 (тонкостенную водоохлаждаемую форму), и когда металл поднимется до верха кристаллизатора, начинают опускать поддон 1, а вместе с ним извлекают и затвердевающую трубу 7 из кристаллизатора.
Подъем и опускание поддона осуществляются двигателем 8. Скорость извлечения трубы из кристаллизатора должна быть такой, чтобы время пребывания ее в кристаллизаторе было достаточным для затвердевания металла. Практически она составляет для труб с толщиной стенки 10—12 мм 0,75—1 м/мин.
В процессе литья происходит последовательное извлечение трубы из кристаллизатора, что обеспечивает высокую производительность процесса.
Качество труб (чистота поверхности, механические свойства) получается высоким, практически соответствующим качеству отли
458
вок,
изготовляемых в металлических формах.
Таким способом полу-
чают
трубы диаметром до 800 мм и длиной до 10
м.
Непрерывное
литье слитков цветных и черных сплавов.
Способ
непрерывного
литья используют для получения слитков
из цветных
и
черных сплавов.
Практически
все алюминиевые сплавы для передела
прокаткой
в
листы, профили и другие изделия разливают
в слитки полуне-
прерывным
способом. Заливка
производится
в короткий водо-
охлаждаемый
кристаллиза-
тор
1
с последующим охлаж-
дением
слитка в водяной ван-
не
2
(рис. 276). Поперечное
сечение
слитка может быть
круглое,
прямоугольное или
квадратное.
Процесс литья
осуществляется
аналогично
тому,
как описано ранее.
Однако
скорость литья в этом
случае
значительно ниже
(0,8—3
м/ч).
Рис.
275. Схема отливки труб с раструбом
полунепрерывным способом
Рис.
276. Схема установки для полунепрерывного
литья слнтков ' из цветных сплавов
Высокая
экономическая эффективность обеспечивается
при непрерывной разливке стали на
специальных установках. Установка
(рис. 277) рассчитана на непрерывную
разливку стали в слитки сечением до
200 X 600 мм. Жидкая сталь из стопорного
ковша 1
через
промежуточное разливочное устройство
2
поступает в кристаллизатор 3,
в который до начала разливки введена
затравка. В кристаллизаторе образуется
донная часть слитка, сцепляемая с
затравкой при помощи «ласточкина
хвоста», а также боковая поверхность
459
слитка.
После достижения в кристаллизаторе
определенного уровня металла слиток
вытягивается специальным механизмом
с постепенным ускорением движения
до заданной скорости. Затравка и
формирующийся слиток вытягиваются
приводными валками 4
вниз. Выходящий из кристаллизатора
слиток, имеющий еще жидкую сердцевину,
проходит зону 5
вторичного охлаждения, обрызгива-
ется
водой и полностью затвер-
девает.
Слиток сцепляется с те-
лежкой
газорезки, которая опу-
скается
вместе с ним. При дви-
жении
слиток разрезается газо-
выми
резаками 6
на слябы тре-
буемой
длины, и последние затем
автоматически
подаются на про-
катку.
Непрерывное
литье имеет
много
разновидностей. Одной из
них
является отливка изделий во
вращающиеся
кристаллизаторы,
Рис.
278. Схема отливки изделий во вращающиеся
кристаллизаторы
например,
отливка полос, лент, листов во вращающиеся
валки- кристаллизаторы (рис. 278).
Расплавленный металл 3
непрерывной струей поступает в лоток
2
и далее проходит между двумя вращающимися
валками 1
и 4,
охлаждаемыми изнутри разбрызгиванием
водой 6.
В зоне формирования отливки на
поверхностях валков намораживаются
корочки металла, которые свариваются
в зоне контакта валков, образуя ленту,
полосу или лист 5. Этот способ достаточно
производительный, однако он пригоден
только для получения сравнительно
тонкостенных отливок. Например, таким
способом можно получить чугунный
лист толщиной до 1 мм. Чугунный лист
имеет отбеленную структуру и подвергается
термической обра-
460
Рис» 277. Схема установки для непрерывной разливки стали
ботке
— отжигу. Весь технологический процесс
производства листа от разливки жидкого
чугуна до пакетирования листов
автоматизирован.
В
отбеленных отливках весь или почти
весь углерод в отбеленном слое находится
в виде цементита Fe3C,
который
является наиболее твердой структурной
составляющей. Эта структура обеспечивает
повышенное сопротивление износу
поверхности. Поэтому отливки с отбеленным
слоем широко используют как мелющие и
дробящие тела (шары в шаровых мельницах,
била в молотковых дробилках и т.
д.).Отливки с отбеленным твердым и
износостойким слоем должны иметь
достаточно вязкую сердцевину. Это
особенно важно при производстве литых
чугунных валков с отбеленной поверхностью
для прокатных станов в металлургической
промышленности, для бумажной, мукомольной
и других отраслей промышленности.
Основная
сложность производства отливок с
отбеленной поверхностью состоит в
получении заданной толщины отбеленного
слоя, определенной его твердости,
плавного перехода структуры от
отбеленного слоя к перлитной
сердцевине.
Поверхностный
отбеленный слой изделия должен иметь
структуру цементит + перлит, переходный
слой — цементит -f
перлит
+ + графит, сердцевина — перлит + графит.
Глубина и твердость отбеленного слоя
зависят от ряда факторов: химического
состава и условий плавки чугуна,
температуры его заливки, материала
формы, окраски ее поверхности и т. д.
Требуемая
твердость и глубина отбеленного слоя
в таких отлив-' ках получаются за счет
выбора соответствующего химического
состава чугуна и условий его охлаждения,
способствующих образованию отбеленного
слоя.
Для
получения отливок с отбеленной
поверхностью используют низкоуглеродистые,
низкокремнистые чугуны, состав которых
зависит от требований, предъявляемых
к глубине и твердости отбеленного
слоя, а также прочностных характеристик
отливки.
В
отбеленной отливке различают три зоны
(рис. 279): / — чистая глубина отбела — от
поверхности до появления первых
включений графита; II
— полезная глубина — от поверхности
до слоя серого чугуна; III
— общая глубина — от поверхности до
места исчезновения цементитных
включений. Элементы, входящие в состав
чугуна, по-разному влияют на величину
твердости и глубину отбеленного слоя.
Увеличение
содержания углерода
свыше 3% способствует резкому уменьшению
глубины отбела, поэтому регулировать
глубину отбела изменением содержания
углерода, нельзя. Это достигается путем
изменения содержания кремния. -
В
отбеленных отливках содержание
кремния обычно не превышает 0,5—1,0%. В
этих пределах изменение содержания
кремния не влияет на твердость отбеленного
слоя, но с увеличением
461§ 2. Отбеленное литье
его
содержания от 0,5 до 1,5% резко уменьшается
глубина отбеленного слоя. Влияние
марганца противоположно влиянию
кремния. Однако следует учитывать
«активную» концентрацию марганца в
чугуне, т. е. разность Мп — 1,75% S.
Если
разность Мп — 1,75%
S
менее
0,35%, то глубина отбела уменьшается, а
если более, то глубина отбела возрастает.
Фосфор
заметно не влияет на глубину отбеленного
слоя и его твердость. Сера несколько
уменьшает твердость отбеленного слоя
и резко увеличивает его глубину.
‘ЭШЖЖ
Рис. 279. Схема макрострук- туры отбеленного валка
Специальные добавки, такие как никель, хром, несколько повышают твердость отбеленного слоя. Алюминий влияет аналогично кремнию.
Чугунные прокатные валки. Чугунные валки делят: 1) на полутвердые из половинчатого чугуна, гладкие и калиброванные
на твердые с отбеленным слоем гладкие и калиброванные. Струк тура рабочего слоя полутвердых валков перлит + графит; тверды валков с отбеленным слоем — цементит + перлит.
Полутвердые валки должны обладать высокой проч ностью и износостойкостью, твердость их должна быть около Я 200. Полутвердые валки изготовляют из низкоуглеродистого чугун состава: 2,2—2,7% С; 0,5—1,2% Si; 0,5—1% Мп; 0,2—0,3% Р 0,05—0,1% S. Чугун такого состава трудно получить в вагранках поэтому его плавят в пламенных печах, а иногда и в мартеновских
Твердые с отбеленным слоем валки имеют твердость поверх ностного слоя НВ 340—540. Валки с отбеленным слоем обычн изготовляют из чугуна, содержащего 2,6—3,0% С, 0,5—0,7% Si 0,5—0,8% Мп, .0,2—0,4% Р, 0,07—0,12% S, а также из легиро . ванных чугунов, содержащих 0,7—1,5% Ni, 0,5—1,5% Сг, а также 0,2—0,4% Мо. На сортопрокатных станах вместо стальных валков используют валки из чугуна с шаровидным графитом.
Полутвердые валки обычно формуют по шаблону в двух опоках (рис. 280, а). Чугунную полукруглую опоку покрывают внутри жидким раствором огнеупорной глины, чтобы формовочная смесь
462
лучше
приставала к опоке. Опоку заполняют
формовочной смесью и уплотняют, форму
обрабатывают шаблоном и окончательно
обмазывают по шаблону жидкой массой,
состоящей из 50% молотого кокса, 30%
отработанной и 20% свежей смеси. После
сушки форму собирают.
Твердые
валки с отбеленным слоем получают в
кокилях (рис. 280, б). Кокили могут быть
составными и цельными. Внутреннюю
поверхность кокилей покрывают обычной
огнеупорной краской, а цапфы валка во
избежание отбела изготовляют в песчаных
формах.
Рис.
280. Формы для отливки валков:
а
— полутвердого; б
— твердого
Чугун
подводят в формы через сифонную
литниковую систему с последующей
доливкой прибыли сверху. Иногда формы
заливают сверху (рис. 281, а).
Наибольшее распространение получрли
тангенциальные литниковые системы
с подводом чугуна к нижней шейке 1
(рис. 281, б) или к нижнему трефу 2
(рис. 281, в).
Температура заливки чугуна назначается
в зависимости от его химического состава
(1250—1360° С). Обычно валки имеют большую
длину, поэтому при' усадке валка верхняя
шейка и прибыль тормозят свободную
усадку чугуна, вследствие чего в месте
перехода от верхней шейки к бочке валка
могут образоваться поперечные горячие
трещины. Для устранения их верхнюю
опоку 1
(рис. 280) ставят на деревянные стойки
2,
которые после заливки формы выбивают,
и
подтя-
463
гиванием
клиньев 3
облегчают движение опоки 1
по мере усадки валка. -
Продольные
горячие трещины чаще всего возникают
в валках с отбеленным слоем вследствие
того, что затвердевший отбеленный слой
обладает невысокой прочностью и
пластичностью, а графити- зация
центральной части валка сопровождается
увеличением объема, что вызывает
растягивающие напряжения в отбеленном
слое и при определенных условиях
появление в нем продольных трещин.
Рис.
281. Способы подвода металла в полость
формы при производстве валков
Вероятность
появления трещин в валках уменьшается
при определенном содержании фосфора.
Повышение содержания фо< фора
увеличивает период первоначального
расширения чугуна перед усадкой и
соответственно время соприкосновения
валка с кокилем.
Для
питания усадки валка в прибыль доливают
чугун в период затвердевания. Общее
количество чугуна, идущего на питание
отливки, достигает 5% массы отливки.
После
затвердевания валки охлаждаются в
формах до 200° С. Извлеченные из формы
отливки не должны подвергаться резкому
охлаждению на воздухе, особенно в зимнее
время.
Сущность
способа состоит в том, что жидкий металл
заливается в металлоприемник 1
(рис. 282) специальной литейной машины
(этап /). Затем подвижную полуформу
поворачивают (этап II)
и жидкий металл поднимается в установке,
заполняя полость между полуформами и
боковыми щеками, закрывающими установку
с торцов. К моменту окончания сближения
полуформ расстояние между ними
соответствует толщине тела отливки, а
излишек металла сливается из установки
в специальный приемный ковш (этап III).
После
затвердевания отливки подвижная
полуформа возвращается в исходное
положение, а отливка извлекается из
установки.
Литье
выжиманием 'используют для получения
тонкостенных крупногабаритных отливок
панельного типа размерами до 1000 X X
2500 3000 мм со стенкой толщиной 2,5—5 мм,
например дета-
464§ 3. Литье выжиманием
лей
самолетов, холодильников, теплообменных
аппаратов и т. д. Применение таких
моноблочных литых конструкций взамен
клепаных, штампованных и сварных,
собираемых из большого числа отдельных
деталей, позволяет резко сократить
трудоемкость их изготовления, сборки,
а также улучшить их эксплуатационные
характеристики — прочность, жесткость,
вибростойкость.
Литьем
выжиманием изготовляют обычно отливки
из алюминиевых сплавов АЛ2, АЛ4, АЛ9,
а также магниевых сплавов Мл5, Млб.
Машины
для литья выжиманием представляют
собой сложные
автоматизированные
агрегаты.
Машина
(рис. 283) состоит из неподвижной полуформы
1,
укрепленной на станине, подвижной
полуформы 2,
вращающейся вместе с
валом
4,
боковых щек 3
и механического привода 5
для перемещения полуформы 2.Кроме
механического применяют также
гидравлический привод, более
легкоуправляемый и надежный. В подвижной
и неподвижной полуформах расположены
стержневые или металлические вставки
6,
конфигурация рабочих поверхностей
которых выполняет отливку. Обычно часть
отливки, имеющая ребра, бобышки,
оформляется стержнем, а гладкая
поверхность — кокилем. Металлическая
полуформа, вал установки и боковые щеки
имеют электрические нагреватели. Нижние
части щек и полуформ, а также вал машины
образуют металлоприемник, в который
заливают металл. Толщина тела отливки
регулируется упорами 7, ограничивающими
ход подвижной полуформы.
В
некоторых случаях обе полуформы могут
быть металлическими или песчаными.
Это зависит от конструкции отливки и
свойств сплава. Вставки для оформления
ребристой стороны отливок получают
в разъемных стержневых ящиках.
Металлические
полуформы перед заливкой окрашивают
обычными кокильными красками и
нагревают до 200—250° С. Температура
заливки алюминиевых и магниевых сплавов
выше температуры ликвидуса на 80—100°
С, а температура начала выжимания на
20—40° С.
465
Важным
параметром технологического процесса
является скорость подъема металла
в форме, оптимальная скорость составляет
0,5—0,7 м/с. В конце процесса необходимо
уменьшать скорость, чтобы исключить
выброс металла из установки.
Рис.
283. Машина дли литья выжиманием
Выход
годного при литье выжиманием очень
невелик (8—10%), однако при замене сборных
штампованных и сварных деталей процесс
является экономически выгодным.
Штамповка
жидких сплавов — одна из разновидностей
кристал-
лизации
металлов и сплавов под поршневым
давлением (рис. 284).
При
приложении высоких
давлений
(до 300 кгс/см2)
вследствие
пластических де-
формаций
кристаллизующей-
ся
отливки происходит зале-
чивание
межкристаллических
пор,
сжатие газовоздушных
пор,
растворенные газы прак-
тически
не выделяются из
металла
при кристаллизации,
отливка
получается более
плотной.
Высокие скорости
кристаллизации
способствуют
улучшает
свойства металла от-
4
раза увеличи-
а) 5} 6)
Рис.
284. Схема жидкой штамповки
измельчению
структуры. Все это
ливки:
в 1,2—1,5 раза возрастает прочность, в 2
466
§ 4. Штамповка жидких сплавов
ваются
относительное удлинение и ударная
вязкость. Отливки по свойствам
приближаются к поковкам.
Кристаллизацию
под поршневым давлением применяют для
изготовления слитков, толстостенных
фасонных отливок из различных цветных
и черных металлов и сплавов.
Жидкую
штамповку осуществляют в разъемных
или неразъемных металлических
формах. Жидкая штамповка может быть
закрытой (рис. 284, а)
и открытой (рис. 284, б). Жидкий металл
заливают в разъемную или неразъемную
(рис. 284, в)
металлическую форму до определенного
уровня, а затем пуансоном выжимают
металл в полость формы. Давление
используется для заполнения формы и
уплотнения металла.
Технологические
режимы жидкой штамповки зависят от
свойств сплава, размеров и конфигурации
отливки.
Для
сплавов с широким интервалом кристаллизации
давление прессования обычно в 2 раза
больше давления для сплавов с узким
интервалом кристаллизации. Чем дольше
сплав находится в форме до приложения
нагрузки, чем тоньше стенки отливки,
тем большие давления требуются для
прессования.
Температура
заливки сплава в форму должна быть на
50—100° С выше температуры ликвидуса
сплава. Повышение температуры приводит
к образованию усадочной пористости в
отливках, а понижение — к необходимости
приложения чрезмерно больших давлений
прессования.
Пуансон
и матрицы перед прессованием нагревают
до 180— 250° С. Скорость опускания пуансона
не должна превышать 0,1— 0,5 м/с, чтобы не
происходило замешивания воздуха в
расплав. Выдержка после приложения
давления составляет около 1 с на 1 мм
толщины стенки отливки.
Из-за
высокой стоимости форм и энергоемкости
оборудования процесс жидкой штамповки
используют в массовом производстве.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Раздел
первый ТЕХНОЛОГИЯ
ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ
Глава
I.
Общие сведения о литейной форме
Глава
II.
Изготовление модельных комплектов
11 |
§
1. Общие сведения 11 |
§
2. Деревянные модели ; ■ 1? |
§
3. Металлические модели . 35 1
§
4. Пластмассовые модели 42 |
§
б. Гипсовые и цементные модели ; 45 1
Г
шва III.
Формовочные
материалы и смеси 46 |
§
1. Общие сведения . 46 |
§
2. Формовочные пески 46 |
§
3. Формовочные глины '. 50 1
§
4. Связующие . . 52 |
§
5. Вспомогательные формовочные
материалы.' 56 J
:
§ 6. Формовочные и стержневые смеси ;. 58 1
§
7. Противопригарные краски, пасты . . .
69 \
§
8. Приготовление формовочных и
стержневых смесей 72 <j
§
9. Контроль свойств формовочных
и стержневых материалов и 1
смесей
78
Глава
IV.
Изготовление форм 83
§
1. Общие сведения 83
§
2. Ручная формовка. . 90
|
3. Машинная формовка 109
§
4. Организация потока, комплексная
механизация и автоматизация
в
формовочном отделении .
... ■
124 i
Гжща
V.
Литниковые системы и питание отливок
130 ;
§
1. Элементы литниковой системы 130 1
§
2. Способы подвода металла в
форму и конструкции литниковой I
системы
133 1
§
3. Методы расчета литниковых систем для
отливок из серого чугуна 136 1
Глава
VI.
Изготовление стержней 146 1
§
1. Общие сведения 146 Я
§
2. Конструкция стержней 146 I
§
3. Изготовление стержней вручную 150 |
§
4. Изготовление стержней на машинах 157 |
468
Раздел
второй ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ
ОСНОВЫ ЛИТЕЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА
'
§ 2. Влияние химического состава
на структуру и свойства чугуна 231
469§ 5. Отделка, контроль и хранение стержней. . . . 166
§ 6. Сушка стержней и форм 170
Глава VII. Сборка и нагрузка форм 177
§ 1. Сборка форм .177
§ 2. Крепление опок и расчет груза 179
Глава VIII. Проектирование литейной технологии 181
§ 1. Конструирование отливки 181
§ 2. Проектирование технологии формовки 184
Глава IX. Технико-экономическая эффективость литейного производства 192
§ 1. Технико-экономические показатели • 192
§ 2. Экономичность технологического процесса изготовления отливок 194
§ 3. Пути повышения экономической эффективности литейной технологии 199
Глава I. Взаимодействие формы с металлом 201
§ 1. Газы в отливках 201
§ 2. Тепловое воздействие металла на форму 206
§ 3. Кристаллизация сплавов в форме 210
§ 4. Внутренние напряжения в отливках 214
Глава II. Литейные свойства сплавов 218
§ 1. Жидкотекучёсть : 218
§ 2. Усадка 220
§ 3. Ликвация 227 Раздел третий производство отливок из серого чугуна
Глава I. Серые чугун ы . 229
§ 1. Общие сведения , 229
§ 3. Классификация чугунов 236
§ 4. Механические свойства чугуна для отливок 239
§ 5. Модифицирование серого чугуна . .' ' 240
§ 6. Высокопрочные чугуны . 241
§ 7. Легированные чугуны 241
Глава II. Шихтовые материалы и шихтовка 247
§ 1. Металлическая шихта 247
§ 2. Топливо 254
§ 3. Флюсы 2е6
§ 4. Расчет шихты . 258
Глава III. Плавка чугуна в вагранке 266
§ 1. Общие сведения 266
§ 2. Металлургические основы плавки в вагранке 273
§ 3. Интенсификация процесса плавки в вагранке 279
§ 4. Нарушения хода работы вагранки 283
§ 5. Контроль плавки 284
Глава IV. Плавка чугуна в пламенных и электрических печах 290
§ 1. Плавка в пламенных печах 290
§ 2. Плавка в электроду говых печах 293
§ 3. Плавка в индукционных тигельных печах . 297
§ 4. Плавка в индукционных канальных печах 301
Глава V. Заливка, выбивка, обрубка и приемка отливок из серого чугуиа 303
§ I. Заливка форм 303
§ 2. Охлаждение отливок и выбивка их из формы 307
§ 3. Очистка отливок 310
§ 4. Обрубка и зачистка отливок 317
§ 5. Термообработка чугунных отливок' 319
Глава VI. Брак отливок и меры его устранении 321
§ 1. Общие сведения 321 г
§ 2. Причины и меры предупреждения дефектов • . . 321
§ 3. Контроль качества отливок 326
§ 4. Способы исправления дефектов отливок 329 Раздел четвертый производство отливок из ковкого чугуна
Глава I. Особенности технологии формовки и плавки ковкого чугуна 332
§ 1. Общие сведения 332
§ 2. Особенности технологии формовки . . . • 334
§ 3. Плавка белого чугуна 336
§ 4. Очистка отливок 341
Глава II. Процесс отжига отливок 342
§ 1. Общие сведения 342
§ 2. Интенсификация процесса отжига ковкого чугуна . 347
! Раздел пятый
Глава
I.
Стали для фасонных отливок -349
§
1. Общие сведения 349
§
2. Углеродистые стали 350
§
3. Легированные стали
Глава
II.
Конструкция отливок и технология
формовки 353
§
1. Конструкция стальных отливок и
особенности проектирования
литейной
формы 353 ,
§
2. Устройство и расчет литниковых систем
и прибылей 355
§
3. Особенности технологии формовки 359
Глава
III.
Плавка и заливка стали . . 361
.§ 1. Плавка в мартеновских
печах 361
;
§ 2. Плавка в основный и кислых дуговых
и индукционных печах 366
§ 3. Плавка в малых
бессемеровских конверторах 370
§ 4. Заливка, очистка
и термическая обработка стальных отливок 371
Глава
I.
Производство отливок из медных сплавов
374
§
1. Состав и свойства медных сплавов
374
f
2.
Особенности литейной формы . . . 377
§
3. Особенности плавки медных сплавов
379
470Производство отливок из стали
Раздел шестой производство отливок из цветных сплавов
Глава
II.
Производство отливок из алюминиевых
сплавов 382
§
1. Состав и свойства, алюминиевых сплавов
382
'
§ 2. Особенности литейной формы 386
§
3. Плавка алюминиевых сплавов и заливка
формы 390
Глава
III.
Производство
отливок из магниевых сплавов . 394
§
1. Состав и свойства магниевых сплавов
' 394
§
2. Особенности литейной формы . 396
§
3. Плавка магниевых сплавов 399
Глава
/. Литье в металлические формы (кокили)
403
§
1. Общие сведения 403
§
2. Металлические формы ’. . . 404
§
3. Особенности литья различных сплавов
410
§
4. Механизация литья в металлические
формы 411
Глава
II.
Центробежное литье 414
§
1. Общие сведения 414
§
2. Формы и машины ■ 418
§
3. Особенности центробежного литья
втулок, колец, труб 420
Глава
III.
Литье
под давлением *
425
§
1. Общие сведения 425
§
2. Пресс-формы 431
Машины
432
§
4. Технологические режимы литья под
давлениец . .
435
Глава
IV.
Литье по выплавляемым моделям 438
§
1. Общие сведения ‘ 438
§
.2. Изготовление моделей 439
§
3. Изготовление литейной формы . . 444
§
4. Плавка и заливка металла в формы.
Выбивка и вчистка отливок 447
Глава
V.
Литье в оболочковые формы . 449
' §
1. Общие сведения 449
§
2. Изготовление оболочковых форм и
стержней 452
§
3. Сборка я заливка форм. Выбивка отливок
455
Глава
VI-
Различные виды литья 458
§
1. Непрерывное литье 458
§
2.
Отбеленное литье 461
§
3. Литье выжиманием * . 464
§
4. Штамповка жидких сплавов ' 466Раздел седьмой специальные способы литья
