Производство заготовок литьем. Специальные виды литья. Технологические процессы производства литых заготовок, страница 9

- Действие центробежных сил затрудняет получение качественных отливок с точки зрения химической однородности. В чугунных

и стальных отливках сильнее ликвация углерода, серы, фосфора, которые вытесняются к внутренним поверхностям отливки.

-  Загрязнение свободной поверхности включениями, что требует увеличения припуска по этой поверхности на 25%.

-  Неточность диаметра полости отливок по свободной поверхности.

Требуются специальные машины, литейные формы дорогие.

7.6. НЕПРЕРЫВНОЕ ЛИТЬЕ

Расплавленный металл 1 из ковша или раздаточной печи 2 подается в графитовый кристаллизатор 3, имеющий внутренний профиль, повторяющий геометрию производимой заготовки 4 (рис. 7.7). Кристаллизатор непрерывно охлаждается водой, подаваемой в радиатор 5 по направлению стрелки 6.

По мере охлаждения металла формируется отливка 7, вытягивается из кристаллизатора вращающимися роликами 8, которые воздействуют на шток 9, соединенный с затравкой 10 с ласточкиным хвостом.

Таким образом, металл отливки 4 кристаллизуется в одинаковых условиях, что обеспечивает постоянство свойств отрезаемых исходных заготовок. Ко всем участкам отливки поступает в достаточном количестве расплавленный металл, что определяет получение отливки без усадочных раковин и пустот. Так как на всех стадиях процесса литья расплавленный металл испытывает только гравитационное воздействие, то в производимых отливках существенно уменьшена ликвационная неоднородность. При производстве отливок нет литников, что значительно повышает коэффициент выхода годного. В итоге производимая отливка имеет высокие физико-механические свойства.

Рассматриваемый процесс позволяет производить отливку с различным профилем наружной и внутренней поверхности, обеспечивая скорость движения отливки около 1 м/мин.

Отливки могут быть получены из любой стали и сплава, практически неограниченной длины.

Для непрерывного литья используют специальные литейные машины с вертикальным и горизонтальным направлением движения расплавленного металла. Этим способом получают заготовки деталей типа втулок, призм, направляющих станков, плит и прочих деталей машин.

Рис. 7.8. Схема получения отливки электрошлаковым литьем: 1 - кристаллизатор; 2 - расплавленный шлак; 3 - электрод; 4 - боковой стержень; 5 - источник тока; 6 - ванна расплавленного металла; 7 - канал электродугового разряда; Л - капли расплавленного металла электрода 3; 9 - затравка

7.7. ЭЛЕКТРОШЛАКОВОЕ ЛИТЬЕ

Способ позволяет получать отливки в водоохлаждаемой металлической форме путем приготовления жидкого металла непосредственно в ее полости методом электрошлакового переплава расходуемого электрода.

Операция приготовления расплава, заливка и выдержка отливки в форме совмещены по месту и времени.

В медный кристаллизатор 1, представляющий собой водоохлаждаемую форму из металла, заливают расплавленный шлак 2, в который погружают расходуемый электрод 3. Источник питания подает напряжение 45-60 В, обеспечивая ток 20 А на 1 мм диаметра электрода, в цепи кристаллизатор 1, затравка 4, шлак 2, электрод 3 (рис. 7.8). Так как электрическое сопротивление шлака высокое, то он нагревается на 200-300°С выше температуры плавления стали. В результате электрод 3 плавится, капли металла проходят через шлак и заполняют металлическую форму - кристаллизатор. Расплав, проходя через шлак, рафинируется (очищается от серы, газов), модифицируется магнием и кальцием при их восстановлении из шлака.

Для получения отливки не нужны литниковая система и прибыли. Повышенная плотность металла, его чистота (по содержанию вредных примесей и неметаллических включений) обеспечивают высокие механические свойства отливок. Поверхность отливок гладкая. При производстве отливок не нужны формовочные смеси. Получают заготовки массой до 300 кг. В связи с отсутствием прибылей и литников обеспечивается большой К_им. Способ конкурирует со штамповкой и сваркой при изготовлении ответственных деталей. Коэффициент выхода годного приближается к 100%.

Способ применяют для получения заготовок прокатных валов, шатунов судовых двигателей, роторов турбогенераторов и т.д. Способ применяют для получения заготовок кубиков ковочных штампов.

Сравнительные характеристики заготовок, получаемых различными способами литья, приведены в табл. 7.2.

                                                                                                                 Таблица 7.2

Сравнительная характеристика заготовок, получаемых разными способами при серийном производстве

Способ литья	Область применения	Масса отливки, кг, не более	Допуск, мм	Rz	Припуски на механическую обработку	квг	квт	Ким	Объем последующей механической обработки (%) от общей трудоемкости изготовления детали
В песчано-глинис-тые формы: - при ручной фор-мовке	Любой сплав	10000	1-3 (1-2)	50-300 (502/00)	3-7 (100%)	0,3-0,5	0,7	0,21-0,36	50-80
- при машинной формовке			0,7-2 (0,7-1,5)	25-300 (25-300)	2.5-4 (100-70%)				50-80
В металлическую форму (кокиль)	Чугун Алюминий	500	1-2 (0,7-1,5)	20-80	1-3 (40%)	0,4-0,5	0,74	0,29-0,37	40-60
Центробежное литье	Любой сплав	Несколько тонн	1-2 (0,7-1,5)	25-300	1-2 (60-40%)			0,7-0,8	25-40
В оболочковые формы	Тонкостенные отливки из алюминия и меди	300	1-2 (0,7-2)	15-150	1-2 (50-40%)	0,5-0,6	0,9	0,45-0,54	25-40
По выплавляемым моделям	Любой сплав цв. металлов кроме чугуна и стали	200	0,7-1,5	10-80	0,3-1 (10-15%)	0,6	0,91	0,55	10-20
Штамповка из жидкого металла	Сталь	300	1-2	20-300	0,5-1 (25-30%)			0,8-0,95	-
Под давлением	Сталь, цветные металлы	100	0,7-1,5 для стали	20-40 для стали	0,1-0,5 (5-10%)	0,9	0,95	0,86	5-10