Файл: Титов, Н. Д. Технология литейного производства учебник для машиностроительных техникумов.pdf

1) подготовки форм (очистки, нагрева, нанесения на рабочие поверхности облицовки и краски);

2)сборки формы (установки стержней в форму, закрытия и за­ крепления частей формы);

3)заливки формы жидким металлом;

4)извлечения отливок из формы после их остывания (раскрытие формы с помощью механизмов или вручную);

5)обрубки, очистки и, в случае надобности, термической обра­ ботки отливок.

§ 2. МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ФОРМЫ

При определении возможности получения в металлической форме отливки необходимо учитывать ее технологичность и сложность конфигурации. Отливки должны легко удаляться из формы при ми­ нимальном числе разъемов ее, не иметь резких переходов от толстой

Рис. 230. Металлические формы

стенки к тонкой, большого числа выступающих частей и острых внутренних углов. Полости отливок в большинстве случаев оформля­ ются песчаными стержнями. При литье алюминиевых и магниевых сплавов часто применяют металлические стержни.

Кокили делят на неразъемные (рис. 230, а), с горизонтальной (рис. 230, б), вертикальной (рис. 230, в) и сложной (рис 230, г)

404

поверхностями разъема. Неразъемные (вытряхные) кокили приме няют для простых отливок без выступающих частей, кокили с гори­ зонтальной плоскостью разъема — для низких и неответственных отливок, кокили с вертикальной плоскостью разъема — для неболь­ ших отливок массой до 75 кг, а также для плоских или тонкостенных отливок со стержнями, кокили со сложной поверхностью разъема — для сложных отливок.

При конструировании кокиля особое внимание следует обращать на вентиляцию, т. е. вывод из кокиля газов с помощью выпора и га­ зоотводных каналов (рис. 231). Г а з о о т в о д н ы м и к а н а - л а м и называют мелкие и узкие каналы глубиной не более 0,3 мм, наносимые на плоскость разъема формы. Иногда газоотводные

Б-Б

Рис. 231. Способы отвода воздуха и газов из кокилей

каналы наносят на стенки рабочих полостей для облегчения выхода воздуха и газов через места стыка отдельных частей кокиля.

Благодаря небольшому сечению газоотводные каналы не про­ пускают жидкий металл. В кокилях с вертикальным разъе­ мом удобно делать выпор и газоотводные каналы в плоскости разъема. Труднее выводить газы из кокилей с горизонтальным разъемом.

Кокиль изготовляют из чугуна, стали, алюминия: мелкие кокнлн — из чугуна СЧ 32-52, средние — из чугуна СЧ 15-32, круп­ ные — из стали 15.

Серый чугун для изготовления кокилей должен иметь перлитно­ ферритную структуру без следов структурно-свободного цементита, так как при заливке формы жидким металлом и ее нагреве в чугуне формы могут происходить структурные превращения и связанное с этим коробление ее. Количество феррита в структуре не должно превышать 5—10%. Примерный состав такого чугуна: 3,4—3,6% С; 1,8—2,2% Si, 0,9—1,0% Мп; 0,05—0,12% Р; 0,06—0,08% S. Ответ­ ственные части кокилей изготовляют из сталей 30ХГСА, 35ХГС, металлические стержни — из сталей У7, У10 и ЗОХГСА.

405

Для определения толщины стенок кокилей можно рекомендо­ вать следующую формулу:

б2= 14 4-0,66].,

где 6], 6.2 — толщины соответственно стенок отливки и ко­ киля, мм.

Расположение отливок в кокиле должно обеспечить спокойное движение металла в литниковой системе и полости формы, а также удаление газа и воздуха из формы. В кокиле можно расположить одну или несколько отливок в зависимости от их размеров и конфи­ гурации.

Корпус кокиля представляет собой жесткую конструкцию с реб­ рами, которые препятствуют короблению кокиля при его нагреве и охлаждении. Половины кокиля или отдельные его части, оформ­ ляющие рабочую полость, должны хорошо центрироваться относи­ тельно друг друга.

Кокилп из алюминия применяют для литья не только легких сплавов, но чугуна и стали. Отливки в таких кокилях получаются с более чистой поверхностью, лучшей структурой, без рыхлот и уса­ дочных раковин.

Внутренняя поверхность алюминиевого кокиля анодируется, что предохраняет его от сваривания с жидким металлом и увели­ чивает стойкость кокиля. Рабочую поверхность кокиля опрыски­ вают перед заливкой силиконовой жидкостью. Стержни в таких кокилях часто делают алюминиевыми.

406

Кокильные краски и облицовки. На рабочую поверхность формы и металлических стержней наносят огнеупорные облицовки и краски, чтобы предохранить поверхность кокиля от воздействия жидкого металла и тем самым увеличить его стойкость, регулировать скорость охлаждения отливки и улучшить заполняемость формы. В состав этих покрытий входят вещества, обладающие малой теплопровод­ ностью, что придает покрытию теплоизоляционные свойства. Бла­ годаря покрытиям металл медленнее охлаждается, а кокиль меньше прогревается металлом.

Покрытия разделяют на о б л и ц о в к и и к р а с к и. Огне­ упорные облицовки наносят на рабочую поверхность кокиля толстым слоем (0,3—1 мм), обычно 1 раз в смену, а краски практически после каждой заливки. Облицовки и краски кокилей должны удовлетво­ рять следующим требованиям: 1) хорошо покрывать и удерживаться на поверхности формы; 2) противостоять резким колебаниям темпе­ ратуры; 3) не содержать веществ, реагирующих с заливаемым метал­ лом; 4) обладать заданной теплопроводностью.

В качестве огнеупорных материалов в облицовках и красках применяют пылевидный кварц, молотый порошок, тальк, графит, асбест, в качестве связующих — жидкое стекло, глину, сульфитную барду. Для улучшения схватывания облицовки с поверхностью ко­ киля в ее состав вводят активизаторы — кремнефтористый натрий, буру, борную кислоту.

Основное назначение краски — предотвращать пригар обли­ цовки к поверхности отливки, повысить стойкость формы, обеспе­ чить заданную теплопроводность покрытия.

Составы кокильных красок и облицовок, используемых при литье различных сплавов, приведены в табл. 64 и 65.

Для покрытия кокилей при литье медных сплавов (бронзы, латуни) применяют жирные смазки: масло (льняное и машинное), нефть, мазут и керосин. К жирной составляющей добавляют графит, окись цинка, тальк и пр. Краски следует наносить на поверхность кокиля при нагреве его до 100—150° С. Для устранения отбела на поверхности чугунных отливок применяют комбинированное по­ крытие кокиля огнеупорными красками и ацетиленовой копотью, а иногда и облицовками.

Поверхности кокиля, выполняющие тонкие стенки чугунной отливки, покрывают облицовками. Облицовками покрывают и по­ верхности кокиля, оформляющие литниковые каналы, прибыли. Облицовки по сравнению с красками должны обладать более высокой огнеупорностью и значительно меньшей теплопроводностью. Для этого в их состав вводят измельченный жженый асбест.

Перед употреблением краски должны быть процежены через марлю. Хранить их необходимо в закрытой таре.-

Облицованные кокили. Литье в кокили наряду с преимущест­ вами обладает и недостатками: стойкость их при литье черных спла­ вов невысока, они неподатливы и в них трудно получать сложные фасонные отливки.

В НИИСЛе разработан способ литья в облицованные кокили, не имеющий этих недостатков. Облицованные кокили изготовляют следующим образом (рис. 232) В пространство между рабочими по­ верхностями кокиля и металлической модели отливки из пескострелыюй головки вдувается плакированная песчано-смоляная смесь (2,5—3% пульвербакелита). При нагреве до 200—220° С смесь упрочняется и образуется облицовка толщиной 3—5 мм. Для лучшего схватывания облицовки с поверхностью кокиля поверх­ ность его должна быть шероховатой, что устраняет механическую обработку рабочей полости кокиля. Для отделения модели от обли­ цовки поверхность модели покрывают разделительным составом — раствором синтетического термостойкого каучука в уайт-спирите. Полости в отливках выполняют обычными или оболочковыми стерж­ нями. Большая по сравнению с обычными облицовками и красками толщина данной облицовки позволяет увеличить стойкость кокиля, а повышенное термическое сопротивление ее — уменьшить скорость охлаждения отливки и получать отливки из чугуна без отбела.

408

6)