Адрес этой страницы' ?>

<<Предыдущая страница Оглавление книги Следующая страница>>

§ 53. ПРОИЗВОДСТВО ОТЛИВОК ИЗ СТАЛИ литьем в кокили.

Литьем в кокили изготовляют отливки из углеродистых и других сталей развесом до 10 т и выше. В серийном, крупносерийном и массовом производстве отливок из стали применяют различные по конструкции и уровню механизации кокили.

Мелкие и средние по массе отливки производят в ручных, механизированных и автоматизированных кокилях. Крупные отливки изготовляют преимущественно в простых по конструкции вытряхных кокилях, которые перемещают и поворачивают краном.

При изготовлении стальных отливок необходимо учитывать некоторые особенности:

1. Расплавы различных марок стали заливают в кокиль при повышенной температуре (табл. 12), что обусловливает уменьшение стойкости кокиля и особенно его рабочих поверхностей.

12. Рекомендуемые температуры заливки стали

2. Для предотвращения образования трещин в стальных отливках делают плавные переходы между стенками различной толщины и сопрягаемыми частями. Углы и торцы отливок, соприкасающиеся с кокилем, выполняют с большими закруглениями сверх стандартного припуска на механическую обработку. При этом очень часто нижние по направлению заливки торцы литой детали усиливают технологическими буртами. Для получения на отливках литых ребер и других выступающих тонких элементов конструкции целесообразно использовать песчаные податливые стержни.

3. Толщина стенки кокиля подбирается в зависимости от размера стенки отливки. Например, толщина стенки кокиля для стальных отливок с толщиной стенки до 20 мм должна быть в 1,5-2 раза больше стенки отливки; для отливок с толщиной 20-50 мм - в 1-1,5 раза. При толщине стенки отливки 250-450 мм толщина стенки кокиля должна быть на 15-20% меньше.

4. Элементы литниковой системы, особенно при производстве средних и крупных по массе отливок, необходимо размещать в стержнях или огнеупорных изделиях (литниковых трубках, воронках и др.).

5. Необходимо стремиться использовать литниковые системы с верхним подводом расплава, например, через прибыль. В этом случае обеспечивается хорошая заполняемость полости кокиля и направленность затвердевания отливки снизу вверх.

6. Верхний подвод расплава в полость кокиля концентрированной струей связан с быстрым разрушением его Рабочей поверхности в месте удара струи, а также образованием из брызг металла затвердевших капель. Последние могут быть причиной брака отливок. Для уменьшения силы удара расплава о дно кокиля применяют дождевую (сетчатую) литниковую систему.

7. Для стальных отливок массой до 500-700 кг толщина слоя огнеупорной облицовки и краски в среднем должна быть равна 1 мм; для отливок массой более тонны- 2 мм. С увеличением массы отливки на каждую одну тонну соответственно увеличивают толщину покрытия примерно на 0,5 мм. Огнеупорное покрытие на рабочие стенки кокиля наносят дифференцированно. Максимальная толщина должна быть в месте удара струи расплава о стенку кокиля или металлический стержень.

8.  Заливку расплава в кокили для получения мелких и средних по массе отливок производят из ручных (или крановых) чайниковых ковшей и реже заливочными машинами - дозаторами. В крупные кокили расплав заливают из крановых стопорных ковшей. При заливке из стопорного ковша расплав подается в литниковую систему компактной струей с большой скоростью, что приводит к размыванию каналов литниковой системы и стержней. Последнее может привести к браку отливок по песчаным раковинам. При заливке из стопорного ковша малых по металлоемкости кокилей (до 100 кг) трудно поддерживать непрерывную струю с необходимым расходом расплава, а прерывистая заливка расплава длинной и тонкой струей приводит к окислению стали.

9. После окончания заливки между рабочей поверхностью кокиля и затвердевающей отливкой по слою огнеупорной облицовки и краски создается большой (700- 1000°С) перепад температур, который с течением времени за счет нагрева поверхности кокиля и охлаждения отливки уменьшается. В начале от расплава через стенки кокиля производится отвод теплоты перегрева и кристаллизации. Далее по мере охлаждения отливки при равномерной усадке между ее стенками и рабочими поверхностями кокиля образуется постепенно увеличивающийся зазор, который заполняется газами, выделяющимися из расплава отливки и продуктов сгорания краски и облицовки. Зазор образуется как за счет уменьшения размеров отливки при ее охлаждении, так и за счет увеличения полости кокиля вследствие расширения его материала при нагреве.

Образование газового зазора резко уменьшает интенсивность отвода теплоты от отливки через облицовку в кокиль. Это может привести к разогреву наружной поверхности отливки за счет выравнивания температуры между слоями более горячего сплава, находящегося в средней части отливки, а также за счет выделяющейся теплоты кристаллизации, если внутренние слои отливки к этому моменту еще не затвердели. Это создает предпосылки для получения однородной структуры по сечению отливки. Однако газовый зазор образуется, как правило, не по всей поверхности контакта стенок отливки с кокилем, что приводит к неравномерному по интенсивности теплоотводу в кокиль. Последний неравномерно разогревается, в нем возникают внутренние напряжения и, следовательно, уменьшается стойкость кокиля. Поэтому стремятся обеспечить равномерный и по возможности минимальный теплоотвод от отливки.

10. Для производства многотонных стальных и чугунных отливок осуществляют частичную облицовку (футеровку) рабочих поверхностей кокиля. В этом случае рабочую поверхность кокиля выполняют из металлических круглых площадок диаметром 20-30 мм и высотой 10-15 мм. Площадки размещают на кокиле в шахматном порядке с шагом 70-100 мм. Далее пространство между площадками заподлицо заполняют песчано-жидкостекольной смесью. Последнюю наносят на холодную или нагретую до 60-80°С рабочую поверхность кокиля. Для повышения прочности сцепления смеси с рабочей поверхностью кокиля ее смазывают густым раствором глины и шамотного порошка, разведенным в 30% -ном растворе жидкого стекла. Указанное покрытие после отделки образует поверхность полости кокиля с наружным профилем отливки. Такую поверхность для предотвращения образования пригара дополнительно натирают обезвоженным порошком циркона или пылевидного хромомагнезита.

11. Отливки из стали после их изготовления и очистки подвергают термической обработке для снятия внутренних напряжений и улучшения структуры и физико-механических свойств отливок. Их подвергают гомогенизации, отжигу, нормализации, закалке, низкотемпературному отжигу, высокому отпуску или изотермической обработке. В зависимости от служебных требований, предъявляемых к отливке, ее подвергают одному и двум видам термообработки.