Пример выполнения лабораторной работы_2. Разработка технологического процесса изготовления отливок в песчаных литейных формах

• Название: Разработка технологического процесса изготовления отливок в песчаных литейных формах
• Анкор: Пример выполнения лабораторной работы_2.doc
• Дата: 28.01.2018
• Размер: 4.83 Mb.
• Имя файла: Пример выполнения лабораторной работы_2.doc
• Тип: Документы; #14987
• страница: 3 из 5

Недолив

Недолив – дефект в виде неполного образования тела чугунной отливки вследствие частичного незаполнения полости литейной формы металлом. Дефект обнаруживается в результате внешного осмотра отливок (рис.21).

Недолив вызывается низкой жидкотекучестью металла, неправильным проектированием литниковой системы.




Рис.21. Недолив в результате недостаточной жидкотекучести

Несоответствие размеров и формы

Несоответствие размеров и формы вызывается: неисправностью модельно - стержневой оснастки; деформацией литейных стержней; износом модельно-стержневой оснастки в процессе эксплуатации. Дефект выявляется при измерениях универсальным измерительным инструментом, контрольными шаблонами или путем механической обработки.

Неслитина

Неслитина - это дефект в виде отверстия произвольной формы в тонкой стенке чугунной отливки, образовавшейся вследствие неслияния металла при его заливке.

Основными причинами образования неслитины:

- низкая температура заливаемого металла;

- низкая скорость заполнения формы жидким металлом;

- нарушения изготовления технологии изготовления формы;

- нарушения технологического процесса заливки.

Раздутие

Раздутие - местное утолщение стенки отливки, расположенных в местах малоуплотненных стенках литейной формы. Раздутие - типичный дефект отливок, изготавливаемых в сырых литейных формах с недостаточной степенью уплотнения.

Коробление

Коробление - дефект в виде искажения конфигурации отливки под влиянием напряжений, возникающих при охлаждении, а также вследствие нетехнологичности отливки. Основными причинами коробления отливок являются внутренние напряжения, возникающими вследствие неравномерной усадки толстых и тонких отливок, а также вследствие сопротивления усадке со стороны материала формы и стержней.

Для предупреждения коробления отливок: необходимо конструировать отливки таким образом, чтобы обеспечить равномерное охлаждение всех сечений отливки.

Перекос

Перекос - дефект в виде смещения одной части чугунной отливки относительно осей или поверхности другой части по плоскости разъема модели, стержневого ящика или опок, возникающей вследствие неточной фиксации при формовке и сборке.

Причинами перекоса могут быть:

-дефекты оснастки (коробление, поломка и т.д.);

-плохое состояние опочной оснастки и подмодельных плит;

-некачественная сборка формы;

-нарушение технологии изготовления формы.

Спаи

Спай - дефект отливки в виде углубления на поверхности, образовавшегося неполностью слившимися потоками прерванного при заливке или преждевременно застывшего в форме металла. Внешне это выражается в образовании спаев: самых разнообразных по размерам и форме углублений, рубцов или швов на поверхности отливки.

Сплавы, обладающих лучшей литейной свариваемостью, менее склонны образованию спаев. Для получения качественной отливки необходимо обеспечить литейную свариваемость потоков, которая в свою очередь зависит от характера кристаллизации сплава и ширины интервала кристаллизации (tкр). Лучшей свариваемостью обладают широкоинтервальные сплавы с объемной кристаллизацией. Узкоинтервальные сплавы, эвтектики и чистые металлы, кристаллизирующиеся последовательно, с узкой зоной твердожидкого состояния, напротив, плохо свариваются и склонны образованию спаев. Это подтверждается практикой: при литье алюминиевых и медных сплавов спаи практически не образуются, в то же время получение отливок из чистых металлов без спаев затруднительно.

Заливы

Заливы - это нарост на поверхности отливки, возникающей вследствие проникновения жидкого металла по плоскости разъема литейной формы и в зазоры между стержневыми знаками стержня и литейной формы.

Механическое повреждение

Механическое повреждение отливок - дефект в виде нарушения целостности отливки, возникающей после затвердевания отливки и ее выбивки.

Несоответствие по массе

Несоответствие по массе - дефект, вызванный превышением допустимой массы. Вызывается раздутием и несоответствием размеров.

Пригар

Пригар - дефект в виде песчано-металлической корочки на поверхности отливки, образовавшейся от взаимодействия жидкого металла с материалом литейной формы. Толщина слоя может составлять 30 ... 40 мм.

Существует две разновидности пригара: механический пригар; химический пригар.

Пригар наиболее распространенных дефектов на отливках из черных металлов. Трудноотдалимый пригар получается при проникновении металла или продуктов реакции металла с формой на глубину, превышающую диаметр кварцевого зерна.

Механический пригар – это слой формовочной или стержневой смесей, скрепленной жидким металлом, проникшим между зернами смеси. Прочность механического пригара составляет 2.0 ... 2.2 МПа. Согласно теории, жидкий металл проникает в поры формы в результате действия капиллярных сил и металлостатического давления. Жидкий металл проникает в поры смеси на границе металл форма. Глубина проникновения металла в поры зависит от смачиваемости металла поверхности формы и диаметра пор, а также металлостатического давления.

Согласно Пуазейлю, глубину проникновения металла можно приблизительно рассчитать по формуле

(33)

где - поверхностное натяжение расплавленного металла на границе металл - форма, Н/м;

 - угол смачивания жидким металлом поверхности формы и стержней;

 - вязкость жидкого металла, Па·С;

r - средний размер пор между зернами смеси, м;

t - время, в течение которого металл в порах остается в жидком состоянии, с;

Ргаз - газовое давление в порах литейной формы, Па;

Н - высота столба жидкого металла, м;

 - удельный вес жидкого металла, Н/м³.

Поверхностное натяжение на границе металл - форма зависит от содержания углерода в металле и может быть приближенно определено по формуле

 = 1.6 - 0.1 ·( % С ), Н /м² (34)

C увеличением Р, S, Si - поверхностное натяжение металла уменьшается; S -нежелательная примесь в чугуне, поэтому его содержание в металле не должно превышать 0.12% .

Кислород резко снижает поверхностное натяжение чугуна и стали. Хорошо раскисленная сталь имеет угол смачивания 120...160? ,т.е. проникновение в форму возможно при действии большого металлостатического давления. Окисленная сталь хорошо смачивает применяемые в литейном производстве формовочные и стержневые смеси и образует механический пригар.

При химическом пригаре на поверхности отливке образуется металлонеорганическое химическое соединения типа файолит, образующееся при взаимодействии материала формы и металла

n·FeО + SiO2 = n·FeO · SiO2 . (35)

В практике литейного производства для предотвращения пригара в первую очередь используют:

- снижение металлостатического напора;

- замены песчано-глинистых формовочных и стержневых смесей смесями, выдерживающими большие критические давления (например, жидкостекольными, хромомагнезитовыми);

- вводят в состав смесей противопригарных добавок;

- используются противопригарные краски; (поверхность контакта металл - форма покрывается противопригарными красками);

- уменьшается температура и время заливки жидким металлом литейной формы.