Литье по газифицируемым моделям - Шуляк B.C.
ISBN 978-5-91259-011-5
Скачать (прямая ссылка):
При ЛГМ к литниковым системам наряду с общепринятыми требованиями при изготовлении отливок традиционными способами литья предъявляются дополнительные требования, которые обусловлены особенностями данной технологии [2]. Одним из основных правил заливки формы металлом при ЛГМ является условие создания плоского фронта взаимодействия металла с моделью, способствующего постепенному замещению ее расплавом. Эти условия можно выполнить только при сифонном рассредоточенном подводе металла в полость формы. Это условие необходимо соблюдать при получении отливок в форме из песка, а также при производстве среднего и крупного литья из железоуглеродистых и медных сплавов. При получении мелких и тонкостенных отливок из этих сплавов массой до 1 кг возможно применение любого способа подвода металла. При изготовлении отливок из алюминиевых сплавов возможно применение различных вариантов литниковой системы с подводом металла сифоном, в разъем, сверху или в два яруса и более, т. к. при температуре заливки таких сплавов термодеструкция модели идет в основном с выделением жидкой фазы (см. гл. V) и процесс вытеснения модели металлом происходит в режиме замещения. Из традиционных требований к проектированию литниковой системы необходимо выделить два требования, которые имеют важное значение при ЛГМ.
При конструировании литниковой системы необходимо обеспечить отсутствие разряжения в ее элементах при заливке формы металлом. Процесс горения полистирола в полости литейной формы нежелателен, т. к. при этом значительно увеличивается выделение газообразных продуктов и сажистого углерода. Это приводит
250
к появлению газовых раковин в отливках, а при литье стали — и к увеличению объемного науглероживания металла. При применении стояка из пенополи стирола в формах из песка разряжение в стояке приводит к разрушению формы в зоне стояка и образованию песочных раковин в отливке или к полному обвалу формы в этой зоне и браку отливки.
Другим важным фактором является обеспечение оптимальной скорости заливки формы металлом, т. к. нарушение этого режима приводит к снижению качества отливки, особенно из черных сплавов. При этом необходимо учитывать минимально допустимые скорости подъема металла в полости формы для получения отливок по извлекаемым моделям в песчано-глинистых формах, ниже которых в отливках получаются спаи, недоливы и другие дефекты [3].
Для чугунных отливок при литье в песчано-глинистые формы по извлекаемым моделям рекомендуются следующие минимально допустимые скорости подъема металла в полости литейной формы при нормальных температурах его заливки [3]:
Толщина стенки отливки, мм................10-40 4-10 1,5-4
Минимально допустимое значение
скорости металла, мм/с.........................20-10 30-20 100-30
При получении стальных отливок минимальная скорость подъема металла в полости литейной формы имеет следующие значения:
Толщина стенки отливки, мм..............7-10 11-40 более 40
Минимально допустимое
значение скорости металла, мм/с........20 20-10 8-10
При ЛГМ кроме оптимальной существуют максимально допустимые скорости заливки формы металлом, при превышении которых получение качественной отливки как из черных, так и из цветных сплавов практически невозможно. В табл. 6.2 приведены оптимальные и максимально допустимые скорости подъема металла в полости литейной формы при получении отливок из черных металлов.
В настоящее время существуют и предлагаются различные методики расчета элементов литниковой системы для различных сплавов, однако все они основаны на создании оптимального режима заливки формы металлом с учетом коррекции его температуры.
251
Таблица 6.2
Скорость подъема металла в полости литейной формы, мм/с
Толщина стенки отливки, мм Оптимальная скорость Максимально допустимая скорость
Чугун Сталь Чугун Сталь
До 10 40 60 50 75
11-20 25 50 40 70
21-40 20 40 30 55
41-60 15 30 25 50
Более 60 12 25 20 40
Предлагается методика проектирования и расчета литниковой системы с учетом противодавления Рф в зазоре 5, которая сводится к следующему [4].
Исходя из оптимальной скорости заливки Уоп, определяется время заливки формы металлом по формуле
Н_
(6.1)
где Я— высота отливки по положению ее в форме при заливке.
При получении плоских отливок типа плиты и их горизонтального расположения в форме принимается длина отливки или ширина в зависимости от подвода металла, однако следует учитывать, что скорость течения металла в горизонтальных стенках формы на порядок выше, чем по вертикальным.
Определяется величина среднего давления Рф в зазоре 8 при совместном решении уравнений (3.41) и (3.50). В уравнении (3.50) значения ц, Яр и ^п определяются, исходя из условий заливки металла в полую форму, причем Яр в случае простой отливки определяется по формуле:
Р2
В=В-— р 1С
(6.2)
где Я — высота стояка выше места подвода металла к отливке; С— высота отливки; Р — высота отливки выше места подвода металла.
252
При сифонной заливке формы металлом Яр определяется:
^ = л/Я^ + х/Д=Ч (6.3)
