Вопросы для самоконтроля
1. Какими видами прочности характеризуются формовочные смеси?
2. Какие противопригарные добавки вводят в формовочную смесь при изготовлении чугунных отливок?
3. Каковы особенности физико-механических свойств жидко-стекольных смесей? Почему стержень нельзя удалять из стержневого ящика без обработки его СО2?
4. В чем сущность перехода смеси в жидкоподвижное состояние?
5. Для чего производится регенерация формовочных смесей? Назовите способы регенерации.
Лекция № 5
1. Литниково-питающая система и ее элементы
2. Способы подвода металла
3. Типы литниковых систем
Литниковопитающая система - это система каналов и элементов литейной формы, по которым расплавленный металл подводят к полости формы, заполняют ее и осуществляют питание отливки во время затвердевания. Первые две задачи выполняются литниковой системой, а третье- прибылями, обеспечивающими питание отливки и предотвращающими образование в отливках усадочных раковин.
Литниковая система должна отвечать следующим требованиям: заполнять форму металлом за определенное время, обеспечивать минимальное количество неметаллических и газовых включений в металле, создавать рациональный режим затвердевания и охлаждения отливок, иметь небольшую массу и обеспечивать удобство формовки.
Простейшая литниковая система представлена на рис. 10.
Рис. 10. Литниковая система
Основными элементами литниковой системы (рис. 10) являются: 1 – литниковая чаша; 2 – стояк; 3 – коллектор (шлакоуловитель); 4 – литники; 5 – выпор.
Литниковая чаша - предназначена для приема расплавленного металла и задержания шлака (рис. 11). Перед заливкой крупных и средних форм отверстие в чаше рекомендуется закрывать пробкой, чтобы в начале заливки чаша наполнилась расплавом. При этом более легкие шлаки газы успевают всплыть. Затем пробку вынимают, и металл поступает в полость формы. В течении всего времени заливки чаша должна быть наполнена расплавом. Заливку прерывать нельзя.
Рис. 11. Литниковая чаша с пробкой
Стояк 2 – вертикальный канал, соединяющий литниковую чашу 1 с шлакоуловителем 3, и служит для передачи расплава на другой уровень и другим элементам литниковой системы.
Шлакоуловитель 3 – это горизонтальный канал, соединяющий стояк с питателями. Располагается он обычно в верхней полуформе и имеет трапецеидальное сечение.
Питатели 4 – подводят расплав непосредственно в полость формы, и сечение их может быть различным (прямоугольным, круглым, трапецеидальным), но площадь сечения должна быть меньше толщины стенки, к которой подводятся питатели. Выпоры 5 предназначены для вывода воздуха и газов из полости формы при заливке и сигнализации о ее завершении.
Выпор 5 – это вертикальный канал, служащий для вывода газов из формы и для контроля заполнения формы расплавленным металлом.
Типы литниковых систем. При выборе конструкции литниковой системы важно выбрать место подвода питателей к отливке. При одновременном затвердевании всех частей отливки металл стремятся подвести в ее тонкие сечения, а при направленном затвердевании - в толстые. Так, например, при изготовлении основной массы отливок из серого чугуна металл подводят в тонкие места отливок, а при производстве отливок из стали – в толстые. Это связано с разной объемной усадкой у этих сплавов.
Литниковые системы подразделяются по гидродинамическому признаку на сужающиеся и расширяющиеся, а по направлению течения материала в полость формы – на верхние, боковые и нижние (сифонные).
В сужающихся литниковых системах имеет место последовательное уменьшение площадей поперечных сечений стояка, шлакоуловителя и питателей: Fстояка> ∑Fшлакоул. > ∑Fпит.. Такие соотношения площадей поперечных сечений элементов литниковых систем находят широкое применение в производстве чугунных отливок.В расширяющихся литниковых системах узкое место чаще всего находится в нижнем сечении стояка: Fстояка< ∑Fшлакоул. < ∑Fпит. . Расширяющиеся литниковые системы применяются при изготовлении стальных отливок, алюминиевых, магниевых легкоокисляющихся сплавов.
Конструкций литниковых систем много и для каждой отливки она своя. Для начального изучения большинство их можно склассифицировать в четыре группы, рис. 12:
– верхние литниковые системы, с подводом металла в верхнюю часть отливки с верхним (рис. 12, а), боковым (рис. 12, б) подводом и дождевая литниковая система (рис. 12, в); г – литниковая система по разъему формы с боковым подводом металла; такие литниковые системы применяются часто, в том числе при машинном изготовлении форм;
– нижние литниковые системы с боковым (рис. 12, д) и сифонным (рис. 12, е) подводом металла в форму;
– ярусные (этажные) литниковые системы, реализующие подвод металла в форму на нескольких уровнях по высоте, конструктивно представляющие собой щелевую литниковую систему (рис. 12, з).
Рис. 4.12. Литниковые системы с различным подводом металла