На этом этапе происходит также окисление поверхности отливки и начинается взаимодействие оксидов металла с формовочной смесью. В поверхностном слое материала формы завершается дегидратация и начинается спекание формовочной смеси. В результате отливка и форма механически сцепляются друг с другом. На этом этапе заметное снижение прочности смеси может привести к искажению геометрии отливки.
На третьем этапе форма прогревается на значительную глубину. Температура на поверхности формы достигает максимума. Происходит усадка отливки и расширение формовочной смеси; между ними происходит интенсивное тепловое взаимодействие. Вероятность образования горячих трещин на этом этапе (особенно к его концу) становится значительно меньшей. Продолжается спекание слоя формовочной смеси, прилегающего к отливке, в результате чего смесь может превратиться в трудновыбиваемый монолит. Газовые потоки продолжают существовать, но давление в порах снижается и роль газов как теплоносителей к конце периода минимизируется. После этого происходит интенсивное взаимодействие между металлом, атмосферой и формовочной смесью. Продукты окисления металла могут образовывать легкоплавкие соединения, которые мигрируют в поры формовочной смеси. В таком случае между отливкой и формой образуется контактная зона, внутренний слой которой представляет собой пригар. Чрезвычайно важным является резкое снижение прочности смеси на третьем этапе взаимодействия металла и формы. К этому времени металл почти полностью переходит в твердое состояние. Происходит усадка отливки. Резкое разупрочнение смеси на этом этапе исключает возможность образования горячих трещин в отливке, обеспечивает легкие условия выбиваемости. Под выби- ваемостью смеси подразумевают степень трудности удаления стержней или частей формы из остывшей отливки.
На четвертом этапе после окончания затвердевания форма и отливка охлаждаются как единое целое. Отливка постепенно рассеивает тепло в окружающую среду, чему способствует продолжающийся процесс фильтрации газов, направленных от отливки в атмосферу. Охлаждение происходит медленно. Отдельные узлы отливки могут характеризоваться значительным перепадом температур, что приводит к появлению внутренних напряжений и деформаций в отливке. Процессы физико-химического взаимодействия между формой и отливкой при понижении температуры сначала замедляются, а потом прекращаются.
Таким образом, прогнозируя составы и свойства смеси, необходимо учитывать физико-химические процессы, происходящие в литейной форме на всех этапах формирования отливки, начиная от заливки формы расплавом и завершая выбивкой отливки из формы.
Анализ протекающих в форме процессов показывает, что литейная форма должна обеспечивать требуемую конфигурацию и заданную точность размеров отливки; воспринимать тепловое воздействие и значительные силовые нагрузки со стороны -залитого расплава и формирующейся отливки; создавать условия, предупреждающие образование в отливках пороков; обеспечивать требуемую степень чистоты поверхности отливок при отсутствии в ней пригара. Кроме того, литейная форма является регулятором процесса формирования отливки, средством воздействия на механические и другие свойства литья. В связи с этим в ее функции входит:
а) обеспечение затвердевания расплава с оптимальной скоростью;
б) создание условий для направленной кристаллизации отливки, обеспечивающей минимальное развитие неоднородности структуры отливки;
в) создание условий для направленного затвердевания во всех сечениях с целью предупреждения образования усадочных раковин в массивных узлах отливки;
г) регулирование скорости охлаждения отдельных узлов отливки с неоднородной толщиной стенок для предупреждения образования остаточных напряжений, коробления и трещин;
д) интенсифицирование процесса охлаждения отливок с целью сокращения цикла их производства.
1.2. КЛАССИФИКАЦИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ
Литейные формы делятся на разовые и постоянные. Вследствие простоты изготовления разовые формы широко применяются в литейном производстве. Применительно к функциям литейные разовые формы для получения отливок высокого качества должны удовлетворять следующим требованиям: сохранять заданные размеры и конфигурацию после удаления модели, сборки и заливки расплавленным сплавом; обеспечивать выход газов, образующихся при заливке расплава; обладать достаточной податливостью; легко разрушаться после охлаждения отливки. Указанные требования обеспечиваются выбором исходных материалов и состава формовочной смеси, а также способом ее уплотнения (упрочнения) при изготовлении форм. При выборе способа формовки учитываются габаритные размеры и толщина стенок формы, состав смеси и требуемая степень ее уплотнения. Целесообразно использовать классификацию литейных форм с учетом признаков, обуславливающих ее свойства (строение, материал и толщина стенки, упрочнение, конструктивные особенности). Строение стенок формы характеризуется числом и составом слоев формовочных смесей, а также их толщиной. Песчано-глинистая форма может состоять из двух слоев:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.