Файл: Постников Н.С. Прогрессивные методы плавки и литья алюминиевых сплавов.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 74
Скачиваний: 0
вследствие механического выдвижения двух верхних колонн при установке и снятии формы.
Основные характеристики машины модели 71108 при ведены ниже:
Усилие |
запирания |
формы, Т |
|
|
|
250 |
|
|
Ход подвижной плиты, мм |
|
|
|
450 |
|
|||
Расстояние |
между |
колоннами в свету, |
мм: |
|
|
|
||
по |
горизонтали |
|
|
|
|
530 |
|
|
по |
вертикали |
|
|
|
|
530 |
|
|
Толщина формы, мм: |
|
|
|
|
|
|||
наименьшая |
|
|
|
|
260 |
|
||
наибольшая |
|
|
|
|
600 |
|
||
Масса порции алюминиевого сплава, кг |
|
|
3,6 |
|
||||
Усилие |
прессования, Т |
|
|
. |
30 |
|
||
Время одного двойного хода подвижной |
плиты фор- |
|
|
|||||
модержателя (без |
установленной формы), |
сек . . |
. |
5,0 |
|
|||
Мощность |
главного |
привода, кет |
|
|
|
20,0 |
|
|
Габариты |
машины, |
мм |
|
|
6020хП73х |
|||
Масса |
машин, кг |
|
|
|
|
Х30С0 |
||
. , |
|
|
|
Ю5С0 |
|
|||
Заливка сплавов в камеры прессования |
машин |
для |
||||||
литья под давлением в большинстве случаев |
осуществ |
|||||||
ляется вручную мерной ложкой. В последние |
годы в |
|||||||
отечественной промышленности |
успешно |
разрабатыва |
||||||
ются |
установки |
для автоматической дозированной |
за |
ливки сплавов в машины для литья под давлением. Один из таких дозаторов показан на рис. 46 и может работать как автономно, так и в едином цикле с машинами для литья под давлением.
Применение автоматических дозирующих устройств позволяет повысить производительность литейных ма шин на 30—50%, снизить брак литья на 50—60%, рас ход жидкого металла на 10% и улучшить условие труда литейщиков.
Литье под низким давлением
Литье под низким давлением — также один из про грессивных технологических процессов. Результаты мно гочисленных исследований различных методов обработ ки давлением жидких сплавов свидетельствуют о том, что кристаллизация под давлением в любом случае яв ляется эффективным средством устранения пороков ли тых сплавов. При этом одним из главных факторов, ока зывающих положительное влияние на механические
168
свойства отливок, является увеличение скорости охлаж дения сплавов, кристаллизовавшихся под действием давления.
Анализ литературных данных, посвященных исследо ванию вопросов кристаллизации металлов под действи ем давления, дает основание для вывода о том, что при кристаллизации под низким, давлением увеличивается скорость охлаждения, а это в свою очередь вызывает из мельчение структуры отливок, снижение пористости и изменение химической неоднородности.
Для получения тонкостенных со сложными внутрен ними полостями алюминиевых отливок больших габари тов используют метод литья под низким давлением.
Схема установки для литья под низким давлением (рис. 58) включает в себя металлическую или полуме таллическую форму — кокиль, который состоит из осно-
Рис. 58. Схема установки для литья под низким давлением
169
вания—-плиты 2 и разъемных матриц 6, 7. Кокиль уста навливается на крышку герметизированного стального или графитового тигля 11, через которую проходит один или несколько металлопроводов 12, немного не доходя щих до дна тигля, помещенного в электрическую печь сопротивления 13 или газовую печь. Применяется ин дукционный обогрев тиглей.
Верхняя часть металлопровода оканчивается голов кой /, 'сообщающейся с коллектором литниковой систе мы 3. В верхней части металлической формы может быть установлен тормозящий фильтр-стержень 8, кото рый пропускает выходящий из формы воздух и оказы вает сопротивление поступающему в него сплаву. Внут ренняя полость отливки оформляется песчаным стерж нем 4, внутри которого находится каркас 5.
Кокиль заполняется жидким сплавом следующим об
разом: в тигель через трубопровод |
10 |
подается |
сжатый |
||
воздух или инертный газ, который, |
оказывая |
давление |
|||
на зеркало сплава, |
вытесняет |
его |
по |
металлопроводу |
|
вверх в литниковую |
систему, |
а из нее — в полость фор |
мы. Нижний элект.роконтакт 9 включает дополнительное давление пневмосистемы при заполнении формы, а верх ний 9' отключает ее после заполнения формы. В зависи мости от высоты отливки величина избыточного давле ния колеблется в пределах от 0,18 до 0,7 кГ/см2.
При литье под низким давлением возможна автома тизация процесса заполнения формы металлом, а также можно отказаться от крупных прибылей, достигающих в кокильном литье 150—200% от массы отливок. Бла годаря этому выход годного при литье под низким дав лением повышается до 80%. Однако производитель ность этого метода несколько ниже, чем при литье в кокиль.
В качестве материала для металлических форм ис пользуют серый чугун. Для алюминиевых сплавов ти гель желательно изготовлять из графита или другого огнеупорного материала. Применяют также тигли с двойными стенками: наружной —из серого чугуна и внутренней — из графита. При этом на графитовый ти гель давление подается снаружи и изнутри, благодаря •чему он находится в иенагруженном состоянии.
При проектировании формы рекомендуется распола гать отливку так, чтобы обеспечить направленное затвер-
170
девание снизу вверх, для чего в некоторые наиболее толстые места формы устанавливают медные вставки. Высота формы должна быть минимальной.
Для заливки наиболее пригодны алюминиевые спла вы с небольшим интервалом кристаллизации, в первую очередь алюминиево-кремниевые сплавы АЛ2, АЛ9 и АЛ4.
При литье под низким давлением алюминиевых спла вов избыточное давление, прилагаемое к сплаву, запол няющему форму, улучшает качество отливок, особенно армируемых, создает условия для проникновения сплава
в |
очень тонкие сечения, гарантирует |
плотную |
структуру |
||
и |
достаточно высокие механические |
свойства |
отливок. |
||
Качество |
отливок, получаемых при литье |
под |
низким |
||
давлением, во многом зависит от скорости |
нарастания |
||||
давления |
в замкнутом объеме установки, |
от |
темпера |
туры заливаемого металла, температуры кокиля и усло вий кристаллизации отливки, от качества приготовле ния металла и его химического состава, а также от кон структивно-технологических особенностей установки, металлопровода и литейной формы.
На скорость заполнения полости формы металлом, а следовательно, на характер заполнения при прочих
.равных условиях влияет прежде всего скорость нараста ния давления в замкнутом объеме установки. Одних и тех же величин давления, при которых произойдет за твердевание отливки, можно достичь за разные проме
жутки времени. В зависимости от времени |
нарастания |
давления (точнее — от скорости нарастания |
давления) |
изменяется скорость течения металла в форме. В случае медленного заполнения формы металл может закристал лизоваться в тонких сечениях отливки прежде, чем за
полнится форма (брак |
по незаливу, спаям, неслитинам). |
||||||
При слишком |
быстром |
течении |
процесса |
произойдет |
|||
бурное, струйное заполнение формы с |
разбрызгиванием |
||||||
и захватом воздуха |
(брак |
по струйным неслитинам, .га |
|||||
зовым раковинам, макро- и микропористости). |
|||||||
•Все указанные |
случаи |
являются |
нежелательными, |
||||
чем « обусловливается |
необходимость |
исследования за |
|||||
висимости характера и |
скорости |
нарастания |
давления |
||||
от изменения конструктивно-технологических |
параметров |
||||||
установки при литье под низким давлением. |
|
||||||
В работах |
[59, 60] |
приведены |
результаты |
изучения |
171
скорости охлаждения, структуры и физико-механиче ских свойств алюминиевых сплавов, кристаллизовавших ся под низким давлением. Расчет скорости охлаждения сплава АЛ2 в интервале кристаллизации показал, что •охлаждение при кристаллизации под низким давлением составляет 20—26 градIсек, что ів 4—б раз превышает скорость охлаждения в кокиле под действием сил гра витации.
Результаты приведенного расчета хорошо согласуют ся с литературными данными, по которым механизм увеличения скорости кристаллизации под действием дав ления на кристаллизующийся металл -можно объяснить рядом факторов, важнейшими из которых считают: вопервых, уменьшение воздушного зазора между стенкой формы и кристаллизующейся отливкой, что способству ет лучшей теплопередаче от кристаллизующегося ме талла к материалу формы; .во-вторых, значительное увеличение скорости заполнения металлической формы; в-третьих, поломку растущих дендритов, обломки кото
рых, занесенные в |
полость |
отливки, |
служат |
дополни |
|||
тельными |
центрами |
кристаллизации; |
в-четвертых, при |
||||
нудительное вдавливание |
жидкой |
фазы |
в |
каркас |
|||
растущих |
дендритов, |
которое приводит к |
некоторому |
||||
снижению |
пористости |
и повышению |
теплопроводности |
||||
кристаллизующегося |
металла. |
|
|
|
Исследование микроструктуры сплавов на алюмини евой основе показало, что зерна отливок, кристаллизо вавшихся под низким давлением, 'более измельчены по сравнению с зернами отливок, кристаллизовавшимися под действием сил гравитации. Так, зерно сплава АЛ7 в
первом случае |
(литье под |
низким давлением) соответ |
|||
ствует 7-му баллу, а во |
втором — (кристаллизация под |
||||
действием сил гравитации)—4—5-му |
баллу |
стандарт |
|||
ной шкалы по ГОСТ 5639—:5і1. |
|
|
|||
Решающее |
влияние |
на |
физико-механические свой |
||
ства литых сплавов на |
алюминиевой |
основе |
оказывает |
первичная структура, т. е. размер дендритов. Более вы
сокая |
скорость затвердевания |
отливки при литье под |
|
низким |
давлением |
способствует измельчению первич |
|
ных зерен; твердый |
раствор |
оказывается более насы |
щенным легирующим элементом по сравнению с твер дым раствором образца, кристаллизовавшегося под дей ствием сил гравитации; происходит залечивание микро-
172