Литье в песчаные формы:процесс и характеристики | Отрасли | Металлургия

В этой статье мы поговорим о процессе и характеристиках литья в песчаные формы.

Процесс литья в песчаные формы:

Важность литья в песчаные формы возрастает день ото дня, поскольку научные исследования привели к появлению множества применений и приспособлений в области литейной промышленности. Это, наверное, самый простой и удобный способ придать металлу желаемую форму.

Песок является наиболее часто используемым материалом, поскольку ему легко придать любую форму, он обладает высокой проницаемостью и устойчивостью к высоким температурам. Таким образом, сложные формы можно легко отливать с помощью песчаных форм, что в противном случае было бы невозможно. Чтобы обеспечить оптимальные преимущества по стоимости и качеству, необходимо уделить должное внимание следующим деталям конструкции.

На рис. 3.41 представлена ​​блок-схема процесса литья в песчаные формы.

Автоматические системы розлива:

Для снижения затрат на материалы и рабочую силу, повышения производительности, повышения качества и улучшения условий труда наблюдается тенденция к автоматизации всего литейного производства. В последнее время были предприняты попытки создания автоматизированных систем индукционной разливки.

Автоматические системы разливки служат связующим звеном между процессом изготовления форм и плавкой. Эти системы удерживают расплавленный металл готовым к разливке и выливают расплавленный металл в форму точно так, как требуется.

Для этой цели используются индукционные разливочные печи, в которых используется регулируемая пробка для заливки расплавленного металла непосредственно в изложницу или в дозированных количествах в ковши для промежуточной разливки, и они обладают следующими характеристиками:- Поддержание постоянной температуры и химического состава расплавленного металла во время выдержка и заливка; исключить шлаковые включения из разлитого жидкого металла; добавлять модификаторы и легирующие материалы в нужное время и в точно отмеренных количествах; отрегулировать скорость разливки в соответствии с приемной способностью формы; точно измерить вес залитого металла.

Такая разливочная печь состоит из цилиндрического корпуса с огнеупорной футеровкой, герметичной крышки, индуктора с фланцевым каналом, стопора и системы регулирования давления. Заполнение и разливка осуществляется через каналы сифонной формы, нижние концы которых расположены у основания печи, что обеспечивает разливку практически без шлака.

Сжатый газ выталкивает расплавленный металл в разливочное сопло печи через пробку. Сжатый газ также поддерживает постоянным уровень расплавленного металла в сопле независимо от меняющегося количества металла в печи. Скорость разливки металла регулируется перемещением стопора.

Пневматический сервоцилиндр непрерывно регулирует ход стопора в соответствии с программой разливки.

Поскольку позиции разливки не всегда одинаковы, печь может перемещаться в двух направлениях (продольном и поперечном) относительно формовочной установки. Гидравлическое устройство опрокидывания позволяет полностью опорожнить печь.

Угловой индуктор прикреплен к основанию печи фланцем. Фланец имеет водяное охлаждение. Из-за того, что более горячий металл имеет тенденцию подниматься, область вокруг горловины в значительной степени свободна от образования корки, что делает ее доступной для механической очистки. Сам индуктор легко доступен снаружи печи. Из-за относительно небольшой габаритной высоты печь не нужно размещать в приямке, ее можно установить на полу литейного цеха.

Сифоны для наполнения и налива также легко чистятся механически. Взвешенные частицы оксида, образующиеся в сифонных каналах, особенно когда расплавленный металл обрабатывают магнием, осаждаются на огнеупорной футеровке. Поэтому верхние части сифонов для заполнения и разливки имеют фланцы для облегчения очистки.

Индукционные разливочные печи исключают включения шлака, обеспечивают необходимую скорость разливки, точно измеряют вес расплавленного металла и поддерживают постоянную температуру расплава во время разливки. Расплавленный металл следует заливать со скоростью, соответствующей пропускной способности формы.

Среди последних достижений литейного производства - электронный контроль процесса разливки, который может управляться либо по разомкнутому контуру с использованием принципа обучения, либо по замкнутому контуру, регулируя уровень затвора формы.

Производительность может быть значительно увеличена за счет использования промежуточных ковшей, работающих либо в качестве систем наклона, либо с регулировкой стопоров, когда к процессу разливки предъявляются особые требования.

Современные автоматизированные системы разливки позволяют непрерывно работать в литейном производстве, постоянно удерживая расплавленный металл готовым к разливке и обеспечивая его заливку в форму точно так, как требуется.

Положение о гейте:

Отливку в песчаные формы производят путем заливки расплавленного металла в форму через порт, называемый «затвор» . Обычно заслонку размещают либо на линии разъема, либо в самой нижней части отливки.

Система литников (состоящая из разливочного резервуара, литника, желоба, ворот и т. д.) обеспечивает следующие цели:

(i) Направлять расплавленный металл в изложницу с минимальной турбулентностью. Чрезмерная турбулентность вызывает всасывание воздуха и образование окалины.

(ii) Чтобы полностью заполнить систему форм. (Это должно происходить с наименьшими неудобствами, тем самым поддерживая чистоту и уменьшая окисление).

(iii) Распределение металла с наименьшими нарушениями, чтобы уменьшить эрозию материала формы и последующие включения песка.

(iv) Для удаления или отделения окалины или других посторонних веществ, то есть, когда металл протекает через литниковую систему, необходимо предотвращать попадание рыхлого песка, оксидов и шлака в полость литейной формы путем обеспечения действия для удаления пыли. (Желательно, чтобы не использовались выступы, которые препятствуют потоку металла. Также следует избегать в конструкции тонких стержней или разделительных стенок, которые могут расколоться при воздействии горячего металла).

Более тяжелые секции должны подаваться с достаточным количеством горячего металла через головки и стояки, чтобы компенсировать припуск на усадку.

Требования к идеальной литниковой системе:

Как уже упоминалось, литниковая система включает в себя сливной бассейн, литник, направляющие, стояки и ворота. Система вентиляции должна обеспечивать температурные градиенты, благоприятные для направленного затвердевания. Скорость поступления металла должна быть наименьшей и без турбулентности, чтобы избежать эрозии поверхности формы и стержня. Система литников должна быть утрамбована с силой, равной или более жесткой, чем полость формы.

Различные части литниковой системы должны быть закругленными, гладкими и обтекаемыми, чтобы предотвратить турбулентность и эрозию. Он должен избегать образования оксидов и другого окалины и быть свободным от рыхлого песка и предотвращать их попадание на отливку. Бегунок должен быть выдвинут на некоторое расстояние за последние ворота, чтобы улавливать шлаки от первого потока металла. Окалина и шлак, находящиеся в ковше, не должны попадать в полость кристаллизатора.

Вентиляционная система должна избегать уноса или поглощения воздуха / газов металлом при прохождении через него. Металл с чрезмерным перегревом может увеличить содержание газа в металле, образовать больше окалины и отрицательно повлиять на направленное затвердевание. Затворы должны подводить металл к более тяжелым участкам отливки, предпочтительно ниже или через стояк. Наконец, ворота должны быть практичными и экономичными в изготовлении.

Система заливки:

Важными моментами, которые следует учитывать при проектировании системы разливки отливок, являются:

(i) Поток жидкости не должен повреждать (разрушать) стенки формы.

(ii) Жидкость не должна переносить песок или грязь в отливку.

(iii) Следует избегать всасывания газов в поток расплавленного металла.

(iv) Разливка металла с минимальной потерей температуры и установление температурного градиента на поверхностях формы и внутри металла, чтобы способствовать направленному затвердеванию по направлению к стояку.

Все это может быть достигнуто за счет подходящей конструкции литниковой системы и правильной системы пор.

Для того, чтобы жидкий металл не поглощал воздух при его нисходящем проходе в затворе, форма затвора должна быть такой, чтобы давление жидкости в любой точке прохода затвора было не ниже атмосферного давления. Это возможно, когда стороны спускных ворот выполнены в разрезе гиперболоидом.

Поскольку гиперболическую форму получить сложно, для этой цели может служить конус с большим диаметром вверху и меньшим внизу. На практике наверху предусмотрен сливной бассейн, и металл подается через сужающийся вертикальный литник и короткий горизонтальный затвор, как показано на рис. 3.43. Такое расположение сводит к минимуму окисление и уменьшает повреждение полости формы, поскольку уменьшается сила поступающего металла.

Поперечное сечение литника может быть круглым, квадратным или прямоугольным. Размер литника обычно варьируется от 10 мм квадрата для небольших отливок (менее 12 кг) до квадрата 20 мм для тяжелых отливок. Размер литника должен быть достаточным, чтобы он оставался заполненным в течение всей операции разливки, а металл не попадал в полость формы с большой скоростью, вызывая разбрызгивание и турбулентность.

Если литник прямой с острыми углами, происходит сильное всасывание, приводящее к турбулентности металла. Аспирация незначительна при отсутствии турбулентности, если литник сужающийся, углы закруглены, имеется литниковый колодец и установлен сливной бассейн плотинного типа.

Разливочный резервуар также снижает эффект эрозии струи жидкого металла, идущей непосредственно из печи, и помогает поддерживать постоянный напор разливки. Керамический фильтр может быть помещен в верхней части литника для удаления окалины.

Керамический разбрызгиватель можно разместить на дне литника, чтобы уменьшить эрозионную силу струи жидкого металла. Для предотвращения попадания более тяжелых и легких примесей в пресс-форму может быть предусмотрена ловушка для снятия бобов, размещенная в горизонтальном затворе.

Конструкция ворот:

Шибер определяется как проем от желоба (общий путь для подачи металла в несколько полостей) в пресс-форму. Размер и расположение заслонки должны быть такими, чтобы обеспечивать быстрое заполнение формы, распределение металла в полости формы с надлежащей скоростью, без чрезмерных потерь температуры, турбулентности, минимальной эрозии формы, без улавливания газов и шлаков, без образования отложений. трещины при охлаждении и легкое снятие ворот без повреждения отливки.

Чтобы предотвратить попадание рыхлого песка и окалины в полость формы и позволить металлу падать небольшим потоком, на верхней части литникового стояка предусмотрен большой сливной резервуар, или в разливочном отверстии может быть установлен сердечник сетчатого фильтра. бассейн.

Если металл заливать в полость формы очень медленно, может начаться затвердевание, даже если она не заполнена полностью. Если заливать очень быстро, высокая скорость приведет к эрозии поверхности формы. Таким образом, важна оптимальная скорость разливки.

Ворота в зависимости от их положения могут быть верхними, проборными и нижними. В случае верхнего затвора расплавленный металл выливается в головку или стояк. Таким образом, следует обеспечить эрозию формы падением металла за счет изготовления твердой формы. В этом случае чугун остается наверху, и, таким образом, устанавливаются соответствующие температурные градиенты для направленного затвердевания по направлению к стояку. Верхний затвор может быть выполнен в качестве подступенка.

Верхние ворота обычно ограничиваются небольшими и простыми формами или более крупными отливками, изготовленными в формах из эрозионно-стойкого материала. Использование верхнего литника не рекомендуется для легких и окисляемых металлов, таких как алюминий и магний, из-за опасения захвата из-за турбулентного выливания.

В системе литников линии разъема металл входит в полость пресс-формы на том же уровне, что и стык пресс-формы или линия разъема. Литник соединен с отливкой через шибер в горизонтальном направлении. Таким образом, можно использовать скимбоб или скимбоб для улавливания шлака или песка в металле. Дроссель, служащий ограничителем, регулирует скорость потока.

В нижней литниковой системе расплавленный металл стекает вниз по дну полости кристаллизатора в баке, входит в нижнюю часть отливки и плавно поднимается в кристаллизаторе и вокруг стержней. Нижние ворота лучше всего подходят для крупногабаритных стальных отливок. В этом случае меньше всего турбулентности и эрозии плесени. Однако на заполнение формы требуется больше времени.

Направленное затвердевание трудно достичь в нижнем литнике, потому что металл продолжает терять тепло в полости формы, и когда он достигает стояка, металл становится намного холоднее.

Эффект устремления:

При неправильной конструкции кристаллизатора скорость металла может быть высокой, и, таким образом, давление может упасть ниже атмосферного, а газы, образующиеся при обжиге органических соединений, могут изменять поток расплавленного металла, создавая пористые отливки.

Возможны два случая в формах, где может возникнуть отрицательное давление. Одно связано с конструкцией литника, а другое - с резким изменением направления потока. Из Рис. 3.47 видно, что давление в точках 1 и 3 атмосферное.

По теореме Бернулли давление будет отрицательным при 2, если литник показан пунктирными линиями. Чтобы решить эту проблему, литник следует сделать коническим, желательно с изгибом, показанным твердой линией между 1 и 2.

Другое состояние показано на рис. 3.48, где из-за изменения направления потока металла возникает эффект сокращения вены. Чтобы избежать отрицательного давления в этой области, форма формы должна соответствовать профилю сокращения вены.

Коэффициент стробирования:

Коэффициент стробирования определяется как отношение площади литника к общей площади литника к общей площади литника. Передаточное отношение 4:3:2 приводит к тому, что система находится под давлением. В этой системе пропорции площади поперечного сечения литника, рабочего колеса и затвора устроены таким образом, что противодавление поддерживается на затворной системе за счет ограничения жидкой пленкой на затворе. Эта система применяется для таких металлов, как сталь, железо, латунь и т. Д.

Система герметичного затвора полностью заполнена металлом. Противодавление из-за ограничения на воротах сводит к минимуму опасность отрыва металла от стенок формы с последующим всасыванием воздуха. Системы под давлением обычно меньше по объему для данного расхода металла, чем системы без давления.

Таким образом, в литниковой системе остается меньше металла, а выход отливки выше. Однако сильная турбулентность может возникнуть на стыках и поворотах, если не будет применена тщательная обтекаемость. Высокая скорость и турбулентность приводят к улавливанию, образованию окалины и эрозии формы.

В случае системы без давления основное ограничение для жидкости находится на литнике или очень близко к нему. При таких отношениях переключения, как 1:3:3, 1:2:2, система будет без давления. Такая система применяется для легких окисляемых металлов, таких как алюминий и магний, где турбулентность должна быть минимизирована за счет снижения скорости потока металла.

В случае систем без давления требуется тщательное проектирование, чтобы гарантировать, что они остаются заполненными во время заливки. Перетаскиваемые полозья и заслонки помогают поддерживать полноценный бегун, но тщательная оптимизация важна для устранения эффектов разделения и последующего всасывания воздуха.

Направленное затвердевание:

По мере остывания расплавленного металла в форме он затвердевает и сжимается в объеме. Поскольку все части отливки не охлаждаются с одинаковой скоростью из-за различных сечений, различной скорости потери тепла на прилегающие стенки кристаллизатора и т. Д., В определенных областях отливки могут образовываться пустоты и полости.

В хорошей конструкции отливки эти пустоты заполняются жидким металлом из той части отливки, которая еще остается жидкой. Таким образом, затвердевание должно продолжаться постепенно от самого тонкого участка, который затвердевает первым, к стоякам, которые должны затвердевать последними. Этот процесс известен как «направленное затвердевание», целью которого является получение качественных отливок.

Направленное затвердевание может быть обеспечено путем проектирования и правильного расположения литниковой системы и стояков, увеличения толщины определенных участков отливки за счет использования набивки, использования экзотермических материалов в стояках или в песке для облицовки определенных участков отливки с использованием озноб в формах.

Можно предотвратить попадание примесей в отливку, соблюдая следующее:

(i) Предоставление разливочного бассейна подходящего размера помогает ослабить эрозионную силу струи расплавленного металла, когда он разливается из ковша. Правильная конструкция разливочного резервуара регулирует скорость поступления металла, позволяет металлу плавно течь в литник и предотвращает турбулентность.

(ii) Наличие керамического фильтра в нижнем литнике помогает предотвратить попадание окалины из ковша в отливку.

(iii) Максимальный удар ощущается в нижней части вертикального литника, откуда песок может выветриться и попасть в плесень. Этого можно избежать, установив керамический сердечник для разбрызгивания на дне вертикального литника.

(iv) Острые углы на пути потока металла должны быть обтекаемыми, чтобы избежать турбулентности и мертвых карманов (см. рис. 3.46).

(v) Наличие боба для обезжиривания помогает улавливать как более тяжелые, так и более легкие примеси, протекающие к отливке.

Толщина раздела:

Минимальная толщина сечения, которую можно разливать для различных металлов, ограничена из-за разницы в температуре затвердевания и текучести. Необходимо использовать минимальную толщину секции, которая обеспечит необходимую прочность или вес, не требуя чрезмерных температур для обеспечения работы.

Нормальные значения минимальной толщины для отливок простой конструкции составляют 3 мм для чугуна, 2,25 мм для ковкого чугуна, 6 мм для стали, 2,25 мм для латуни и бронзы и 3 мм для алюминия. Если длина потока больше, тогда должна быть предоставлена ​​толщина большей, чем значения, указанные выше. Минимальное значение толщины для получения добротных отливок будет высоким, если в полости формы есть сложности.

Должна быть как можно большая однородность металлического сечения между выступами и выступами и корпусом отливки, чтобы обеспечить адекватную подачу выступа или выступа.

Поднимается:

Подъемник - это отверстие, вырезанное или отформованное в рифле, позволяющее расплавленному металлу подниматься выше самой высокой точки отливки. Обеспечивает визуальный контроль заполнения полости формы.

Он служит питателем для подачи расплавленного металла в основную литейную полость для компенсации усадки. Конструкция стояка должна быть такой, чтобы он создавал температурные градиенты внутри отливки, чтобы отливка затвердевала в направлении к стояку. Это также помогает легко выбрасывать пар, газ и воздух из полости формы при заполнении формы расплавленным металлом.

Для большей прочности при отливке тонкими профилями можно использовать несколько стояков. Для эффективности стояк должен быть последней частью отливки, которая затвердевает.

Положения для подъемника:

После заполнения формы металл попадает в стояки. Стояки действуют как резервуар и регулятор градиента температуры и обеспечивают необходимый жидкий металл для компенсации усадки жидкого металла и затвердевания. Стояки обычно расположены в самой верхней части питаемой секции.

В зависимости от отливаемого металла их объем составляет от 25 до 55% от объема отливки. Важно отметить, что стояки расположены подходящим образом, так что нет необходимости в чрезмерном удалении металла для получения законченного контура. Стойки соединены с отливкой металлической шейкой, называемой затвором, которая позволяет легко снимать стояк с отливки после затвердевания.

Конструкция подступенка:

Если во время литья не предусмотрен стояк, затвердевание начнется со стенок, и жидкий металл в центре будет окружен затвердевшей оболочкой, а сжимающаяся жидкость будет создавать пустоты по направлению к центру отливки. Дальнейшее охлаждение твердого тела в центре создает нежелательные напряжения в отливке.

Использование стояков решает эти проблемы, поскольку они подают расплавленный металл для затвердевающей отливки. Для этого стояки должны быть достаточно большими, чтобы оставаться в жидком состоянии после затвердевания отливки, и должны содержать достаточно металла для компенсации потерь на усадку. Кроме того, они должны быть расположены так, чтобы они продолжали подавать металл в течение всего периода затвердевания.

Дизайн и расположение подступенков:

Наиболее эффективная форма стояка определенного размера - это такая, которая приводит к минимальным потерям тепла, таким образом, остается горячим и удерживает металл в расплавленном состоянии как можно дольше. Другими словами, стояк следует проектировать с минимально возможным объемом, при этом скорость охлаждения должна быть ниже, чем у отливки.

Наилучшая форма для общей серии отливок для достижения вышеуказанной цели - это цилиндр. Высота стояка должна быть достаточно высокой, чтобы образовавшаяся в нем труба не могла проникнуть в отливку. Отношение высоты к диаметру обычно варьируется от 1:1 до 3:2.

Оптимальный диаметр стояка для данной отливки можно получить по следующим правилам:

(а) Правило Чворинова:

В нем указано, что время замораживания

(б) Метод Каина:

Этот метод основан на относительном времени застывания отливки и стояка. Он определяет относительное время застывания отливки и стояка.

Он определяет относительное время замерзания до полного затвердевания как отношение площади поверхности отливки ÷ объем отливки:площадь поверхности стояка ÷ объем стояка.

Согласно Кейну, (1) если отливка затвердевает бесконечно быстро, объем питателя (стояка) должен быть равен усадке затвердевания отливки, и (2) если подающее устройство и отливка затвердевают с одинаковой скоростью, питатель должен быть бесконечно большой.

Рис. 3.49, показывает эту гиперболическую зависимость между относительным временем замораживания и относительным объемом.

Кроме того, для отливки с низким отношением A / V, как в случае с кубом и сферой, один центральный стояк может обеспечивать подачу всей отливки. Однако при высоком соотношении A / V, как в случае стержня и плиты, необходимо более одного стояка. В таком случае необходимо правильное расположение стояка.

Для стального листа толщиной 100 мм достаточно одного центрального стояка, если максимальное расстояние подачи составляет менее 4,5 т от края стояка [см. Рис. 3.51 (a)]. Если требуется больше стояков, расстояние между двумя ближайшими краями стояков должно быть менее 4 т [см. Рис. 3.51 (6)].

Для стержня квадратного сечения со стороной (сторонами) 50–200 мм центральный подступенок подойдет, если максимальное расстояние подачи составляет 30 √s от края, а расстояние между двумя подступенками (ближайшими краями) должно быть менее 1,2 с.

Дальность подачи стояка может быть увеличена за счет использования охлаждающих устройств, которые обеспечивают резкий температурный градиент и снижают сопротивление загрузке. В случае с одним стояком охлаждающий элемент следует размещать в конце, а для более чем одного стояка его следует размещать посередине между двумя стояками.

Правильное размещение стояка не менее важно, поскольку он должен обеспечивать эффективную подачу затвердевающей отливки. Если отливка кубической или сферической формы (т. Е. Массивная форма с низким значением A _c / V _c ), то для подачи отливки при затвердевании достаточно одного стояка. Однако когда значение A _c / A _c высокая (как в случае отливок в форме стержней и пластин), может потребоваться более одного стояка.

Если в таких случаях используется только один стояк, то влажное состояние непосредственно перед затвердеванием может ограничивать поток металла из одного стояка и вызывать усадку по средней линии. Как правило, можно сказать, что одного стояка достаточно, если длина подачи менее чем в 4,5 раза превышает толщину листа для стальных листов толщиной 12–100 мм.

В случае квадратных стержней с размером (стороной) 50–200 мм, центральный подступенок может использоваться для расстояний, которые менее чем в 6 раз превышают размер V-образного стержня. Более длинные расстояния подачи, чем указано выше, возможны за счет использования охлаждающих устройств, которые увеличивают скорость охлаждения и уменьшают сопротивление центральной линии подачи. В случае сплавов, имеющих более высокое сопротивление подаче по центральной линии, чем сталь, необходимо использовать охладители для обеспечения прочности тех частей отливки, которые требуют наибольшей прочности.

Экзотермические материалы иногда используются в стояках для направленного отверждения за счет выделения тепла. Они состоят из оксидов металлов, таких как железо, хром, никель или медь, и металлического алюминия в виде порошка.

Эти соединения могут быть добавлены либо к поверхности расплавленного металла в стояке сразу после заливки, либо они могут быть добавлены к песку стенок стояка. Химическая реакция происходит из-за контакта с расплавленным металлом с выделением большого количества тепла. Таким образом, металл в стояке перегревается, оставаясь расплавленным в течение более длительного времени.

Наличие изоляционных прокладок и рукавов вокруг стояков способствует сохранению тепла. Обеспечение подходящего холода в желаемых местах также способствует направленному отверждению.

Влияние затвердевания:

Конструкция секции разливки должна быть такой, чтобы она позволяла стоякам удовлетворять потребности подачи горячего металла и контроля направленного затвердевания. Например, на рис. 3.52 расплавленный металл будет затвердевать внутрь от поверхности раздела металлической формы за счет постепенного затвердевания.

При надлежащих условиях перепада температур пересечение прогрессирующего замерзания будет перемещаться вверх в самое горячее место, которое должно быть внутри стояка. Это называется «направленное затвердевание» . .

Если высота какой-либо секции слишком велика по сравнению с ее поперечным сечением, то скорость постепенного затвердевания превысит направленное затвердевание, что приведет к мелкой пористости по средней линии или даже к более крупной или серии больших полостей. Чтобы избежать такого состояния, важно, чтобы поперечное сечение сужалось вниз, становясь больше вверху и меньше внизу.

Разделение пропорций:

Если секции могут получать адекватную подачу, ограничения пропорционального распределения секций не так важны, как конструкция соединения. Необходимо учитывать напряжения сжатия из-за сильно различающихся температурных градиентов. Обычно возможно изготавливать отливки без использования кокилей, если толщина секций составляет не менее 80% или более 120% от соседней секции, что касается вариантов секций, удаленных от стояков.

Соединения и усадка:

Полости усадки, вызванные неправильным направленным затвердеванием, чаще всего возникают на участках L, T, Y, X и там, где большие участки резко соединяются с небольшими участками. Что происходит на этих участках, так это то, что при большей массе в точке соединения по сравнению с ногами область точки соединения становится горячей точкой с направленным замерзанием, прогрессирующим к горячей точке, которая, в свою очередь, питает ноги и образует усадочную полость. .

Горячее пятно можно устранить, сделав сечение более однородным или используя охлаждающие жидкости рядом с поперечным сечением большей массы (см. Рис. 3.53). Хотя необходимо приложить все усилия, чтобы предотвратить изоляцию тяжелых участков, которые могут стать «горячими точками», иногда это становится трудным.

В таких условиях литейщик может контролировать замораживание с помощью:

(i) Специальное изменение положения стояков в пресс-форме

(ii) Контроль скорости разливки,

(iii) Использование горячего металла в стояках,

(iv) Использование материалов для форм с различными тепловыми характеристиками.

Филе:

Соответствующие галтели на всех пересечениях существенно повышают прочность отливок. Размер галтели зависит от используемого металла, формы и толщины сечения стенки и размера отливки. Радиус скругления не должен быть больше толщины сечения.

Устранение горячих слез:

В отливке горячие разрывы возникают в результате температурных градиентов, устанавливая разные скорости сжатия во время затвердевания и тем самым вызывая напряжения из-за сопротивления песка величины, достаточной для разрушения. Их можно свести к минимуму, используя хорошую конструкцию, т. Е. Избегая резких изменений сечения, острых углов и неоднородных перемычек, соединенных с фланцами.

Удаление газов в отливках:

Газы в отливках могут проявляться в виде газовых отверстий (больших отверстий, небольшое количество которых распределено в нескольких местах отливки), отверстий для штифтов (небольших отверстий, большое количество которых находится в верхней части отливки), отверстий для штифтов (небольших отверстий, распределенных по всей отливке). ). Правильная конструкция стояка и соответствующая вентиляция проницаемых форм необходимы, чтобы избежать этих дефектов.

Другой источник газов - это растворенные в жидком металле при высокой температуре газы, которые выделяются при охлаждении. Вакуумная плавка и вакуумная дегазация (помещение жидкого металла в камеру низкого давления для удаления растворенных газов) могут использоваться для уменьшения содержания газа в расплавах.

Характеристики отливок в песчаные формы:

1. Поскольку затвердевание металла происходит в неравновесных условиях, отливки подвержены образованию трещин при охлаждении, если не принять надлежащие меры при проектировании. Проблемы усадки могут быть решены путем стимулирования направленного затвердевания за счет использования конусов, металлических кокилей в стенках формы и уменьшения горячих точек на стыках однородных секций.

2. Затвердевший металл имеет плохую отделку. Поверхность зависит от отделки рисунка, структуры песка, правки формы, вентиляции формы и доступа к форме для удаления рыхлых частиц песка перед закрытием формы.

3. Отливки в песчаные формы достаточно пористые, поэтому их нельзя использовать в герметичных сосудах (обычно используется до 10 кг / см ² ).

4. Структура, полученная литьем в песчаные формы, рыхлая и, следовательно, не прочнее, чем кованые изделия.

5. Поскольку зерна не близки, отливка имеет более низкую плотность и низкую прочность.

6. Отливки, полученные методом формования, обладают хорошей твердостью. Внутренние напряжения можно устранить, избегая острых углов и физического сдерживания.

7. Отливки в песчаные формы обладают плохой пластичностью.

8. Метод формования подходит для средних и особо крупных отливок и не подходит для более тонких профилей.

9. Пригодность отливок в песчаные формы заключается в высокой температуре плавления расплавленного металла.

10. Отливки в песчаные формы дешевле, потому что они дешевле.

11. Внутренняя прочность отливок может быть обеспечена за счет сведения к минимуму выделения газа во время затвердевания и предотвращения турбулентности во время заливки. Следует избегать физического ограничения, так как оно приводит к горячим разрывам.