Файл: Технология металлов и других конструкционных материалов учеб. пособие.pdf

лей сопротивления (рис. 89, а) — 50—90 кг сплава, стационарных пламенных тигельных горнов (рис. 89, б) — до 250 кг. Емкость электрических печей достигает 9000 кг. Металл из этих печей по­ дается в рафинировочные электротигли или в изложницы. Кроме того, плавку можно вести в специальных вакуумных печах или в атмосфере защитных газов.

Сложность плавки состоит в том, что магний на воздухе го­ рит, соединяясь с кислородом и азотом (Mg20 3 и Mg3N2 — нитрид

Рис. 89. Печи для плавки магниевых сплавов:

Рафинирование производят в тиглях, куда сплав разливают из печей. Тигли устанавливают в электрогорны. При температуре 710° удельный вес флюса становится большим, чем у сплава, поэтому флюс начинает опускаться вниз, захватывая все неметаллические включения и осаждая их на дно тигля. В конце рафинирования на поверхность металла засыпают новый слой флюса, нагревают сплав

1% борной кислоты и 0,25—3% ?еры в порошке (или 6—10% фто­ ристых присадок). Добавки серы и борной кислоты предохраняют магний от окисления и соединения с водой, находящейся в фор­ мовочной смеси (что может вызвать взрыв). При заполнении фор­ мы металлом сера сгорает, образуя между металлом и землей за­ щитный слой сернистого газа и паров серы. При сушке форм и стержней и при нагреве металла во время заливки борная кислота на поверхности формы и стержней образует глазурь, изолирующую сплав от влаги формовочной смеси. Иногда вместо серного порош­ ка в формовочную смесь добавляют соли аммония, а вместо во­

155

ды — 40%-иый раствор этилена или диэтилена. В стержневые сме­ си добавляют также 0,25—0,5% серы, 0,25—0,5% борной кислоты и 1,5—3% крепителя.

При заполнении формы магниевым сплавом металл подводят к отливке одновременно во многих местах для равномерного за­ полнения формы и охлаждения отливки. Хорошие результаты полу­ чаются при заливке с применением змеевидного стояка (рис. 90, а). Для ответственного литья применяют более сложные литниковые системы (рис. 90, б), имеющие стояки, коллекторы и шлакоотдели-

Рис. 90. Литниковые системы для магниевых сплавов:

1 — чаша; 2 — выпор; 3 — питатель; 4 — шлакоуловитель; 5 — коллектор; 5 —* стояк

тели. На рис. 90, в представлена литниковая система для сложной отливки.

Для предохранения магниевого сплава от загорания во время заливки формы струю металла опыливают серным порошком. При этом образуются пары серы и сернистый газ, защищающие металл от соприкосновения с воздухом.

Термическая обработка алюминиевых и магниевых сплавов.

Термическая обработка позволяет на 40—70% повысить механи­ ческие свойства, снять внутренние напряжения в отливках и ста­ билизировать размеры литых деталей. Применяют следующие виды термической обработки: продолжительную выдержку при высокой температуре с последующей закалкой (гомогенизация), старение, отжиг и отпуск.

В процессе продолжительной выдержки при высокой темпера­ туре игольчатая структура исчезает и появляются зерна округлой формы, что улучшает пластические свойства сплава. Последующая закалка фиксирует более однородную структуру, повышая проч­ ность и пластичность отливок. В зависимости от назначения и сложности отливок охлаждение при закалке может производиться

вспокойном воздухе, в струе холодного воздуха, в нагретой воде,

вструе водяных паров.

156

Старение представляет собой распад пересыщенного раствора с образованием высокодисперсной смеси продуктов распада. Для сплавов алюминия, старение проводится при температуре 150— 290° и выдержке 20 ч (в зависимости от марки сплава и размера отливки), для сплавов магния — при 175° с выдержкой 16—18 ч.

Отжигом устраняют коробление деталей и придают им макси­ мальную пластичность. Алюминиевые сплавы отжигают при 350—• 400° с последующим медленным охлаждением, магниевые — при 250—300° в течение 2—4 ч с медленным охлаждением на воздухе. Выдержка отливок при этих температурах приводит к растворению компонентов сплава, а медленное охлаждение способствует округ­ лению выпавших частиц.

Термическая обработка отливок из алюминйевых сплавов про­ изводится обычно в электрических печах (шахтных, камерных и колокольного типа) или в соляных ваннах. Находят применение также конвейерные печи горизонтального или вертикального типа. Для магниевых сплавов применяют вакуумные электрические пе­ чи (шахтные или методические). Для защиты магниевых сплавов от окисления термическую обработку их проводят в атмосфере инертных газов или в атмосфере, содержащей 0,3—1 % SO2.

В современной практике широко применяются переносные пе­ чи колокольного типа. Отливки, предназначенные для термической обработки, заранее укладывают на особую площадку и затем на­ крывают переносной печью. После окончания обработки печь сни­ мают и переносят на другую площадку.

§ 15. Выбивка, обрубка и очистка отливок

После заливки и охлаждения металла отливку выбивают из

отделения. Для выбивки отливок применяются вибрационные ре­ шетки или коромысла. Решетки снабжаются пневматическим или механическим приводом.

Для выбивки форму ставят на раму вибрационной решетки и включают двигатель. Вследствие вибрации решетки формовочная смесь разрушается и просыпается через ячейки на ленточный тран­ спортер, идущий в землеприготовительное отделение. Отливки при этом могут оставаться на решетке или проваливаться вниз, где по­ падают на специальный конвейер, транспортирующий их в обруб­ ное отделение.

Вибрационные коромысла применяют в основном для больших опок. На концах коромысла монтируются вибраторы и крюки, за которые подвешивается опока (рис. 91). Выбивка производится над решеткой, ниже которой проходит транспортер. Коромысло подвешивают па крюк пневматического подъемника. Отливка по­ сле выбивки остается на решетке и затем с помощью кранов пере­ дается в обрубное отделение.

При выбивке отливок из опок иногда частично выбиваются > стержни (преимущественно изготовленные из смесей на. органи­

157'

ческих связующих). Но в большинстве случаев стержни выбивают в. обрубном отделении одновременно с очисткой литья в простых

рабанах; 2) дробеметная; 3) гидропескоструйная; 4) электрохими­ ческая.

Очистка в простых барабанах широко распространена в ли­ тейных цехах, так как она имеет серьезные преимущества по

Рис. 91. Вибрационное коромысло для выбивки форм:

/ — балка; 2 — пневматический вибратор; 3 — крюк; -/ — пусковая рукоятка

сравнению с другими способами. В барабане выбиваются сложные стержни, глубокие земляные выступы, отбиваются заусенцы и все­ возможные заливы, которые при других способах очистки остают­ ся нетронутыми. К тому же в барабане можно придать товарный вид отливкам с повышенным пригаром.

дает шума при работе.

Различают два вида дробеметных установок— барабаны (для очистки мелких отливок) и камеры (для средних отливок). Основ­ ным узлом этих установок является дробеметное колесо, которое беспрерывно выбрасывает с высокой скоростью струю дроби на очищаемые отливки. Все остальные узлы выполняют транспортные

158

нием до 100 ати струи воды в смеси с песком. Этот перспективный для литейных цехов, выпускающих крупные отливки, процесс на­ ходит все большее применение.

Электрохимическая очистка применяется для ответственных от­ ливок со сложными внутренними поверхностями, в которых не до­

пневматическими зубилами или обрезаются на специальных прес­ сах. Малые заливы и остатки питателей удаляются, как правило, на наждаках.

- Зачистные работы отличаются большой трудоемкостью. По­ этому на многих отечественных заводах ведется работа по автома­ тизации зачистки литья.

Ковкий чугун по своим механическим свойствам дает возмож­ ность широко применять обрезку и прошивку отливок на прессах взамен обнаждачивания и обрубки. Большой интерес представляет также и зачистка отливок (после обрезки и прошивки) в простых барабанах за счет абразивного воздействия очистных звездочек.

Окраска отливок после их грунтовки производится, как пра­ вило, нитроэмалью различных цветов. Крупные и средние отлив­ ки окрашиваются из пульверизатора, мелкие — окунанием.

§ 16. Специальные методы литья

Литье в песчано-глинистые формы связано с большим грузо­ оборотом вспомогательных материалов, очень трудоемко и в ряде случаев не дает качественных отливок. Поиски более совершенных технологических процессов привели к созданию новых способов литья: литья в металлические формы, литья под давлением, цен­ тробежного литья, литья по выпдавляемым моделям и литья в оболочковые формы. Эти методы в отличие от общераспространен­ ного литья в песчано-глинистые формы называются специальными методами литья. Они позволяют получить отливки с более высокой точностью и чистотой поверхности и значительно улучшить усло­ вия труда. Преимущества специальных методов литья состоят так­ же в уменьшении веса литниковой системы и резком снижении расхода формовочных материалов. Директивами XXIV съезда КПСС предусматривается дальнейшее повышение качества и точ­ ности отливок за счет внедрения в производство новых технологи­ ческих процессов, в том числе таких, как литье по выплавляемым моделям, под давлением, в вакууме и др. '

159