Литьё цветных металлов в металлические формы (кокили)

Страница 10

Латуии имеют обычно небольшой интервал кристаллизации, хорошую жндкотекучесть, но большую усадку; 1,5—2,5% в зави-симости от химического состава. Латуни мало склонны к образо­ванию усадочной пористости, но, как и все медные сплавы, ин­тенсивно, растворяют водород, особенно кремнистые латуни, отлив­ки из которых часто поражаются газовой пористостью.

Бронзы оловянные имеют высокую жидкотекучесть, повы­шенную усадку (1.4—1,6%), большой интервал кристаллизации, а потому и повышенную склонность к образованию усадочной пористости в отливках. Алюминиевые бронзы имеют небольшой интервал кристаллизации, большую усадку (1,7—2,5%); отливки нз них получаются плотными, но они склонны к образованию окис­ных плен из-за повышенной окисляемости содержащегося в них алюминия. Плены, попадающие в отливку, снижают ее механиче­ские свойства и герметичность. Кремнистые бронзы, аналогично кремнистым латупям, склонны к образованию газовой пористости.

Свинцовые бронзы склонны к ликвации, ухудшающей свойства отливок.

Чистая медь имеет низкую жидкотекучесть, высокую усад­ку (1,8—2%), интенсивно растворяет газы, которые при затвер­дев а ни и отливки образуют газовую пористость и раковины в ней. При плавке мель интенсивно окисляется. Окислы меди ухудшают ее литейные свойства, а также механические свойства и электро­проводность отливок.

Влияние кокиля на качество отливок. Высокая скорость охлаж­дения и затвердевания при литье в кокиль благоприятно влия­ет на качество отливок: повышаются их механические свойства, герметичность, плотность, улучшается структура. Повышение скорости охлаждения способствует приближению характера за­твердевания широкоинтервальных сплавов к последовательному. Поэтому, например, отливки из оловянных бронз в кокиль имеют большую плотность, чем при литье в песчаные формы. Отлнвки из кремнистых латуне.й и бронз меньше поражены газовой порис­тостью, так как высокая скорость охлаждения расплава препят­ствует выделению газов из раствора. Повышенная скорость за­твердевания отливок из свинцовых бронз уменьшает ликвацию, способствует измельчению включений свинца, что повышает ан­тифрикционный свойства отливок.

Отливки из медных сплавов при литье в кокиль часто поражены трещинами, так к.а-к кокиль неподатлив. Это затрудняет полу­чение в кокилях сложных тонкостенных отливок. Главная мера -предупреждения этих дефектов — хорошее раскисление и рафини­рование сплавов — освобождение их от окислов, сильно влияю­щих на трещйноустойчивость сплавов, а также создание условий для направленного затвердевания и питания отливки.

Положение отливки в кокиле должно обеспечивать направленное затвердевание .и питание ее при усадке. Поэтому располагают массивные ее части вверху и на них устанавливают прибыли.

Литниковая система (рис. 2.16,) для медных сплавов должна обеспечивать плавное заполнение формы и питать отливку в процессе ее затвердевания. Поэтому литники делают большого сечения, одновременно выполняющими функции прибылей. Между стояком и питателем устанавливают питающие бобышки Б, ,в кр-торых происходит также частичное шлакозадержание. Для отли­вок из алюминиевых, марганцевых и кремнистых бронз используют нижний подвод расплава через зигзагообразные и наклонные стояки (рис. 2.16, б, в), шлакоуловители и плоские щелевидные питатели. Тонкостенные мелкие отливки заливают сверху (рис. 2.16, а), обычно с подводом расплава в питающую бобыш­ку Б. Для отливок из медных сплавов применяют как расширяю­щиеся, так и суживающиеся литниковые системы. Для сплавов, склонных к образованию плен (алюминиевых, марганцевых бронз), используют расширяющиеся литниковые системы (fп:fл.х:fс=3:2: 1), а для латуни — суживающиеся (fп:fл.х:fс=1:2,5: 3,5).

Размеры элементов литниковой системы определяют, пользуясь известным гидравлическим методом расчета [8].

Технологические режимы назначают в зависимости от литейных свойств сплава, конфигурации отливки и требований к ней.

В состав красок рабочих поверхностей кокилей вводят вещества, способные при взаимодействии с расплавом испаряться и газифицироваться с образованием восстановительной среды, предотвращающей окисление расплава (см. табл. 2.3). Обычно это масла, графит, а также органические лаки, термореактивные смолы. Такие покрытия наносят на поверхность кокиля перед каж­дой заливкой или через две-три заливки.

Температуру нагрева кокиля перед заливкой назна­чают поданным табл. 2.4. Для получения отливок высокого качест­ва из свинцовых бронз необходимо обеспечить высокую скорость затвердевания. Это достигается охлаждением кокилей водой, использованием для кокилей высокотеплопроводных материалов. Температура заливки медных сплавов зависит от хими­ческого состава и конфигурации отливки. Оловянные бронзы заливают при температурах 1420—1470 К; алюминиевые бронзы — при 1370—1430 К. Кремнистые латуни заливают при температурах 1250—1310 К, свинцовые латуни — при 1300—1380 К. Массивные отливки заливают при температурах, близких к нижнему пределу рекомендованных, тонкостенные — к верхнему.

Температуру выбивки отливок из кокилей назначают в зависимости от химического состава сплава, толщины стенки отливки и ее конфигурации.

Финишные операции и контроль отливок из цветных сплавов

Отливки из алюминиевых, магниевых, медных сплавов контро­лируют дважды: до отрезки литников и прибылей (предваритель­ный контроль) и после. Литники и прибыли отрезают ленточными и дисковыми пилами, а в массовом производстве — на специаль-

них станках. От мелких отливок из латуней литники часто обруба­ют в штампах на прессах. При отрезке литников от отливок из магниевых сплавов должны быть приняты особые меры для удале­ния стружки, способной к самовозгоранию. Режимы термической обработки назначают, руководствуясь химическим составом, кон­фигурацией отливки и требованиями технических условий. После этого проводят повторный контроль отливок, проверяя их соответ­ствие требованиям технических условий.

Дефекты отливок из цветных сплавов и меры их предупреждения

Общие характерные дефекты отливок при литье в кокиль следующие: 1) недоливы и неслитины при низкой температуре расплава и кокиля перед заливкой, недостаточной скорости залив­ки, большой газотворности стержней и красок и плохой вентиляции кокиля; 2) усадочные дефекты (раковины, утяжины, пористость) из-за нарушений направленного затвердевания и недостатного питания массивных узлов отливки, чрезмерно высокой темпе­ратуры расплава и кокиля; местного перегрева кокиля, нерацио­нальной конструкции литниковой системы; трещины появляются вследствие несвоевременного подрыва металлического стержня или вставки, высокой температуры заливки, нетехнологичной кон­струкции отливки; 3) шлаковые включения образуются при ис­пользовании загрязненных шихтовых материалов, недостаточном рафинировании перед заливкой, неправильной работе литниковой системы; 4) газовая пористость образуется при нарушении хода плавки (использование загрязненных влагой и маслом шихт, чрезмерно высокого перегрева, недостаточного рафинирования или раскисления сплава).

Специфические дефекты отливок из магние­вых сплавов — это дефекты усадочного происхождения — пористость, трещины, рыхлоты,— обусловленные широким темпе­ратурным интервалом затвердевания этих сплавов. Для устране­ния этих дефектов требуется доводка и точное соблюдение техно­логических режимов — температуры расплава и кокиля, краски и др. Часто отливки из магниевых сплавов вследствие плохой работы литниковой системы поражены шлаковыми включениями. Это недопустимо, так как приводит к коррозии отливки при ее эксплуатации и хранении. Такие дефекты устраняют тщательной доводкой литниковой системы и ведения процесса плавки.

Специфиче