4. Усадка литейных сплавов. Определение усадки, механизм образования усадочных раковин и усадочных пористостей, меры их предупреждения.

Усадка - Свойство литейных сплавов уменьшать объём при затвердевании и охлаждении.

Различают объёмную и линейную усадку, выражаемую в относительных единицах.

Линейная усадка - уменьшение линейных размеров отливки при её охлаждении от температуры, при которой образуется прочная корка, способная противостоять давлению расплавленного металла, до температуры окружающей среды. Линейную усадку определяют соотношением, %:   

где lф и lотл – размеры полости формы и отливки при температуре 20°C.

Объёмная усадка - уменьшение объёма сплава при его охлаждении в литейной форме при формировании отливки. Объёмную усадку определяют соотношением, %:      

где Vф и Vотл – объем полости формы и отливки при температуре 20°C. Объемная усадка приблизительно равна утроенной линейной усадке.

Различают два вида усадочных полостей: усадочные раковины, представляющие собой относительно большие по размеру пространства, расположенные в тепловых центрах отливки, и усадочные поры – мелкие иногда не видимые невооруженным глазом пустоты, находящиеся на границах соприкосновения двух или нескольких кристаллов.

  1. Раковины – если Ме кристаллизируется при постоянной температуре или в небольшом диапазоне температур.

2). Пористости образуется, если Ме кристаллизируется при большом диапазоне температур. Они уменьшают мех. Св-ва отливки. Усадочная пористость, развивающаяся в центральной структурной зоне отливок, является причиной их не герметичности.

Способы уменьшения усадочных раковин и пористостей:

  1. Необходимо предусмотреть прибыли в отливке

  • Открытые

  • Закрытые

Прибыли ставят на утолщенные места отливки.

  1. Если нельзя поставить прибыль, то используем ” холодильник” (способ охлаждения Ме)

Внутренний холодильник – из того Ме, кот. заливаем. Внешний – из другого Ме.





13. Особенности изготовления отливок в кокиле. Сущность способа, разновидности кокилей, технологические возможности и области применения.


Сущность кокильного литья заключается в изготовлении отливок заливкой расплавленного металла в многократно используемые металлические литейные формы-кокили с последующим затвердеванием залитого металла, охлаждением отливки и извлечением её из полости формы.

Отличительные особенности литья в кокиль состоят в том, что формирование отливки происходит в условиях интенсивного теплового взаимодействия с литейной формой, т.е. залитый металл и затвердевающая отливка охлаждаются в кокиле с большей скоростью, чем в песчаной форме. Кокиль практически не податлив и более интенсивно препятствует усадке отливки, что затрудняет извлечение её из кокиля, а также может приводить к короблению и трещинам в отливках; кокиль газонепроницаем, а газотворная способность его минимальна и определяется в основном составами теплозащитных покрытий, наносимых на рабочую поверхность кокиля. Физико-химическое взаимодействие отливки и кокиля минимально, что способствует повышению качества поверхностного слоя отливки.

Кокили - металлические формы - изготавливают литьём, механической обработкой и другими методами из серого чугуна (СЧ15, СЧ20 и др.), стали (20, 15Л, 20Л и др.).

Технологический процесс изготовления отливки в кокиль:


Рабочую поверхность кокиля с вертикальной плоскостью разъёма, состоящую из поддона 1, двух симметричных полуформ 2 и 3 и металлического стержня 4, предварительно нагревают 100...150 градусов, покрывают из пульверизатора 5 слоем защитного покрытия. С помощью манипулятора устанавливают песчаный стержень 6, который выполняют в отливке 7 расширяющуюся полость. Половины кокиля 2 и 3 соединяют, скрепляют и проводят заливку расплава. После затвердевания отливки 7 и охлаждения её до температуры выбивки кокиль раскрывают и протягивают вниз металлический стержень 4.

Отливка 7 манипулятором удаляется из кокиля.


Виды кокилей:

Отливки простой конфигурации изготавливают в неразъёмных вытряхных кокилях а). При изготовлении крупных, но простых по конфигурации отливок используются кокили с горизонтальными разъёмами б). Несложные отливки с небольшими выступами и впадинами на наружных поверхностях изготавливают в кокилях с вертикальным разъёмом в). Кокили с комбинированными разъёмами применяют при изготовлении сложных отливок г).