Файл: Сосненко, М. Н. Развитие литейного производства.pdf

Рис. 54. Схема литья в кокиль под воздействием ультразвука:

а) — отливок из серого чугуна; б) — отливок алюминиевых поршней мотоцикла.

Успешно был использован ультразвук при кокиль­ ной отливке поршней мотоцикла из алюминиевого сплава с большим (18—22%) содержанием кремния. Применение ультразвукового генератора УЗГ-10У и магнитострикционных преобразователей ПМС-15А, обеспечивающих подвод ультразвуковой энергии к от­ ливке 7 (рис. 54, б) через средний клин 5 и боковые клинья 6 кокиля 1, позволило в 5—6 раз измельчить крупные интерметаллические высококремнистые вклю­ чения и обеспечить их равномерное распределение по

149

сечению отливки. Это ликвидировало их выкрашиваемость при работе двигателя, благодаря чему резко сни­ зился износ цилиндра.

Оригинальный метод кокильного литья предложил советский специалист Л. А. Верте. Им сконструирован индукционный насос для перекачки металлических расплавов по трубам с помощью перемещающегося магнитного поля, которое одновременно подогревает расплав путем наведения в нем вихревых токов. Ко­ кильная установка с индукционным насосом позволит получать экономичные тонкостенные пустотелые от­ ливки. После заливки кокиля расплавом и кратковре­ менной его выдержки для образования достаточно прочной корки отливки заданной толщины из цент­ ральной ее части с помощью индукционного насоса выкачивают и возвращают в раздаточную печь или до­ затор незастывший расплав. Полученные таким обра­ зом пустотелые отливки наряду с легкостью будут об­ ладать повышенной прочностью. Их широкое приме­ нение позволит конструкторам резко уменьшить массу машин без-снижения эксплуатационных характери­ стик.

До сих пор на ряде предприятий заливка кокилей производится вручную с помощью мерных ложек и ковшей. Учитывая, что этот способ снижает темпера­ туру заливаемого в кокиль расплава и производитель­ ность машин, а также таит в себе опасность ожогов рабочих, в современных цехах, производящих отливки из алюминиевых сплавов, эта операция автоматизи­ руется и осуществляется с помощью магнитодинами­ ческих установок моделей МДН-4, МДН-6, МДН-6А конструкции Института проблем литья АН УССР, до­ затора модели Д-630 Тираспольского завода литейных машин имени С. М. Кирова и др.

Дозатор Д-630 предназначен для автоматической заливки больших (5—50 кг) доз алюминиевого распла­ ва в кокили, установленные на однопозиционные ма­ шины и карусельные установки. Дозаторы снабжены электронагревателями для поддержания необходимой температуры расплава в герметически закрытой фу­ терованной ванне, а также уровнемерами, которые контролируют максимальный и минимальный уровни расплава в дозаторе.

150

Поставленная перед литейным производством про­ блема повышения надежности литых изделий при од­ новременном снижении их массы может быть успешно решена путем повышения качества и прочностных ха­ рактеристик материала отливок. В связи с этими сооб­ ражениями перспективным процессом следует считать

литье в кокиль под низким регулируемым давлением.

Этот усовершенствованный кокильный способ литья обеспечивает повышение физико-механических свойств литого металла за счет подпитки затвердевающей в металлической форме отливки. Он также увеличивает коэффициент использования расплава (в ряде случаев до 98%) в связи с отсутствием литников и прибылей.

На рис. 55 показана схема установки для литья в кокиль под низким регулируемым давлением конст­ рукции Института проблем литья АН УССР. Она снаб­ жена автоматическим управлением заливки и предна­ значена для получения отливок из сплавов черных и цветных металлов. Система управления с программ­ ным устройством позволяет поддерживать заданный режим процесса заполнения кокиля расплавом, авто­ матически осуществлять работу установки. С помощью потенциометра программного устройства время за­ полнения формы может быть задано в пределах 7— 25 сек., что позволяет легко выбрать требуемый режим заливки.

Установка предназначена для отливки поршней и крышек различного назначения из алюминиевых спла­ вов, чугунных тракторных гильз, корпусов вращаю­ щихся токарных центров из высокопрочного чугуна, корпусов буровых коронок из легированной стали и других деталей массой 40—120 кг. Производительность установки в зависимости от вида расплава и массы отливки составляет 30—120 циклов заливки в час. Ра­ бочее избыточное давление в автоклаве достигает 2 кг/см2.

Для производства более крупных отливок (диамет­ ром до 900 мм, длиной до 1200 мм и массой до 300 кг) из алюминиевых сплавов в СССР создана специаль­ ная установка для литья под низким давлением моде­ ли ЛНД-2 с автоматическим рабочим циклом, обору­ дованная пневматической системой управления для заполнения кокиля расплавом.

151

S

ÎÜ 8

Рис. 55. Установка для литья в кокиль под низким давлением.

¡0, 11 — резиновые прокладки; 12 — тяги; 13 ~ штуцер для подвода воздуха в автоклав.

Выше было сказано о новом материале для форм — блочном графите, из которого делают многократно ис­ пользуемые кокили. Основные теоретические положе­ ния процессов литья в графитовые блочные формы —

кокили были разработаны автором в 1960 г. Получае­ мые в графитовых кокилях отливки характеризуются плотной мелкозернистой структурой, высокими меха­ ническими свойствами, повышенной точностью и ма­ лой шероховатостью поверхности и превосходят ана­ логичные показатели отливок, полученных в металли­ ческих кокилях.

Графитовые кокили рекомендуется применять при массовом и крупносерийном производстве несложных фасонных отливок из серого чугуна, медных и алюми­ ниевых сплавов массой до 500 кг. В них отливают

152

стальные колеса железнодорожного транспорта, брон­ зовые и стальные втулки, медные стержни, а также фасонные отливки небольшой массы из разнообразных сплавов. Учитывая резкое повышение плотности ме­ талла за счет высокой скорости его кристаллизации в графитовом кокиле, этот метод литья следует особен­ но рекомендовать для производства заготовок литых деталей машин, к которым предъявляются жесткие требования в отношении их гидравлической плотности, способности работать в условиях повышенных давле­ ний и износостойкости (крышки, гильзы и поршни ци­ линдров, золотниковые втулки, фланцы и корпуса пат­ ронов токарных станков, детали насосов, части гидро­ аппаратуры и т. д.).

На рис. 56 показана схема установки для литья под низким давлением стальных колес железнодорож­ ного транспорта (масса колеса 330 кг) в блочных гра­ фитовых формах. Вначале наполненный расплавлен­ ной сталью разливочный ковш 2 опускают в бетонный автоклав 3, который закрывают крышкой с сифонной огнеупорной трубкой 1. После впуска в автоклав сжа­ того до 2 ат воздуха сталь по трубке 1 поступает в гра­ фитовую форму 4. Для предупреждения подъема верх­ ней полуформы давлением заливаемого расплава в установке предусмотрены упоры 5, приводимые в действие пневматическими цилиндрами. После запол­ нения формы сталью (этот момент контролируется уровнем расплава в прибылях 6) опускается графи­ товая пробка 7. При этом поступление стали в форму прекращается и одновременно снимается давление воз­ духа в автоклаве. Отлитые в графитовых формах ко­ леса получают с допуском около 0,05 мм по всем раз­ мерам, кроме диаметра, для которого допускается от­ клонение до 2 мм. Стойкость графитовой формы — 400 заливок. При 20 переточках в ней можно получить 8 тыс. колес, отличающихся высокими эксплуатацион­ ными свойствами.

На ряде отечественных заводов, использующих ду­ говые сталеплавильные печи, успешно применяют очень дешевые кокили, выточенные из отработанных печных графитовых электродов. В них получают сталь­ ные, чугунные и бронзовые цилиндрические отливки диаметром 100-г-300 мм. Особенно эффективно приме-

153

1

Рис. 56. Схема установки для литья колес в графитовых формах под низким давлением.

нение графитовых блочных кокилей для отливок из медных сплавов, так как отсутствие химического взаи­ модействия между расплавом бронзы или латуни с уг­ леродом кокиля обеспечивает высокое качество по­ верхности отливок. На Минском автомобильном заво­ де перевод на литье в графитовые кокили серийно вы­ пускаемых бронзовых втулок четырех наименований (ранее они отливались в песчано-глинистых формах) с годовой программой 5—6 тыс. шт. позволил сэконо­ мить за счет уменьшения припусков на механическую

154