Особливості літників для різних сплавів
Чавун заливають зазвичай через носок ковша, тому велика небезпека потрапляння шлаку в виливок. На практиці застосовують звужуються літніковие системи, які забезпечують краще уловлювання шлаку. З цією ж метою встановлюють часто літніковие чаші з перегородкою, різного роду фільтруючі і шлакоулавлівающіе пристрою в каналах літніковойсистеми. Шлакові частки легше металу. Для того щоб вони не потрапили в виливок, частки повинні мати можливість спливти на поверхню і залишитися в шлакоуловителя. Щоб забезпечити затримання в шлакоуловителя неметалічних частинок, перетин останнього повинно бути більше перетину живильників, довжина в кілька разів більше висоти. З цією метою застосовують гальмують літніковие системи, що складаються з двох або більше колін, розташованих в різних напівформах і під кутом один до одного; фільтруючі сітки, що зменшують швидкість руху металу, або використовують відцентрові шлакоуловителя. Відцентрові шлакоуловителя представляють собою циліндричні порожнини, в які метал вводиться по дотичній; при обертанні легкі шлакові частинки під дією відцентрової сили збираються в центрі шлакоуловителя і не потрапляють в живильник. У більшості випадків чавун підводять в тонкі частини виливків.
При виборі літників для виливків з кольорових сплавів (мідних, алюмінієвих, магнієвих) особливу увагу обра-, ают на спокійне, плавне заповнення форми. З цією метою літніковие системи виконуються розширюються, перевагу віддають сифон підводу металу через турнікети живильники. Часто застосовують вертикально-щілинні літніковие системи, які забезпечують спокійне заповнення форми рідким металом і спрямованість затвердіння. При розрахунках площ ливникових каналів користуються відносинами: для лиття алюмінієвих і магнієвих сплавів
Мал. 1. До розрахунку напору Нр при підводі металу по роз'єму форми
Завдяки застосуванню стопорних ковшів для заливки стали усувається небезпека потрапляння шлаку в відливання. Литниковая система не має складних шлакоуловителя, літніковие чаші замінюють воронками. Це спрощує літніковие системи, однак їх пристрій багато в чому залежить від правильного підведення живильників в форму. Особливо широко застосовують сифонний і ярусний підводи металу, що забезпечують більш спокійне заповнення форми. Літніковие системи дуже великих важких сталевих виливків виконують з керамічних трубок, щоб уникнути розмивання каналів літніковойсистеми рідкої сталлю. При виробництві сталевих виливків велике значення мають прибутку і випори, тому слід для більш ефективної дії прибутків підводити метал під прибуток виливки або додатково підливати його безпосередньо в прибуток.
Прибутки встановлюють над термічними вузлами, тобто над частинами виливків з найбільшим скупченням металу. Відповідно до принципу спрямованої кристалізації найбільш товсті частини виливки намагаються розташовувати при заливці нагорі, а більш тонкі - внизу. Тому прибутку здебільшого розташовують нагорі, але іноді вони живлять рідким металом місцеві термічні вузли, розташовані збоку або в нижній частині форми, і розміщуються біля них.
Ефективність роботи прибутку забезпечується при дотриманні наступних умов:
1) тривалість затвердіння прибутку повинна перевищувати тривалість затвердіння живиться частини виливки;
2) запас рідкого металу в прибутку повинен компенсувати усадку металу під час затвердіння;
Мал. 2. Литниковая система з ріжковим живильником: 1 - воронка; 2 - стояк; 3 - літніковий хід; 4 - ріжковий живильник; 5 - випор; 6 - виливок
3) форма прибутку і місце її установки повинні забезпечувати вільний доступ рідкого металу з прибутку в ті ділянки виливки, де недолік металу;
4) усадочная раковина повинна повністю розташовуватися в прибутку.
Прибутки бувають прямі (рис. 3, а) і відвідні (рис. 3, б). Прямі прибутку встановлюють безпосередньо на живиться вузол, їх роблять відкритими або закритими (рис. 3, в).
Мал. 3. Типи прибутків: а - прямі (верхні); б - відвідні (бічні); в - сферичні; 1 - прибуток; 2 - виливок
Закриті прибутку економічніше відкритих, застосовуються при машинної формуванню і в випадках, коли верхня опока дуже висока. З метою поліпшення роботи закритою прибутку середніх розмірів її за допомогою трубки з'єднують з атмосферою. Закриті прибутку дозволяють також використовувати різні способи створення газового тиску.
Відкриті прямі прибутку (рис. 3, а) часто застосовують при виготовленні великих відповідальних відливок, коли потрібно долівка металу або засипання поверхні прибутку різними матеріалами, що виділяють тепло або зменшують швидкість охолодження, а також при виготовленні тонкостінних виливків великої протяжності для полегшення видалення газів з порожнини форми.
Відвідні прибутку застосовують для харчування місцевих термічних вузлів, а також для живлення декількох дрібних виливків.
Відвідні прибутку живлять виливок значно гірше прямих. Вони повинні розташовуватися трохи вище питомого вузла (рис. 3, б), а шийка, що з'єднує прибуток з живиться вузлом, повинна бути короткою і мати перетин з найменшою поверхнею охолодження. Ці прибутки застосовують в разі крайньої необхідності і часто їх дія посилюється тиском газу або повітря.
Відділення прибутку від виливки є трудомісткою операцією; від сталевих виливків прибутку відокремлюють автогенної різкою, від виливків з кольорових сплавів - стрічковими або дисковими пилами або іншими способами. З метою зменшення витрат на цю операцію в деяких випадках застосовують легкоотделяемой прибутку (рис. 4), які відокремлюються від виливки діафрагмою з тонкого листового заліза або стрижневою суміші. Через невеликий отвір діафрагми метал з прибутку надходить в затвердевающую виливок. Діафрагма не повинна впливати на тепловий режим прибутку.
Завдяки малій площі зіткнення з відливанням прибуток легко відділяється від виливки після охолодження ударом молотка. Однак умови харчування, а також поверхню виливки кілька погіршуються, тому встановлюють їх на необроблюваних поверхню і при отриманні невідповідальних виливків.
Залежно від конфігурації та маси сталевих виливків обсяг прибутку становить 25-60% обсягу виливки. При виготовленні виливків з кольорових сплавів (мідних, алюмінієвих, магнієвих) маса прибутку з ливникової системою становить 35-85% загальної маси металу, залитого в форму. Таким чином, витрата металу на прибутку може досягати значних величин, що різко знижує вихід придатного литва.
З метою економії металу вдаються до різних технологічних заходів; зменшують обсяг прибутків, збільшують ефективність їх роботи. Чим довше метал в прибутку залишається рідким, тим краще працює прибуток і тим менше можуть бути її розміри.
Для поліпшення роботи прибутку в неї безпосередньо подають рідкий метал, що можна здійснювати або повторної долив-вряди металу безпосередньо в прохолоджується прибуток, або додатковим підведенням металу в нижню частину прибутку.
сухим ДеНІ6 металу в прибутку зменшується при засипці її і т товкач? ом меленим шлаком, деревним вугіллям, люнкерітом технічёскл7 ° НКерІТ 'Що містить силикокальций, феросиліцій в рідкому Ю селітру і окалину, зберігає метал прибутку А М стані тривалий час. Під дією тепла металу в люнкеріте розвиваються хімічні процеси, що супроводжуються значними виділеннями тепла.
Мал. 4. легкоотделяемой прибуток: 1 прибуток; 2-виливок; 3 - діафрагма
На практиці застосовують прибутку, форму яких облицьовують екзотермічні сумішами. Тепло, що виділяється при хімічних реакціях між складовими формувальної суміші, обігріває прибуток і метал в ній тривалий час знаходиться в рідкому стані.
Мал. 5. Прибутки з примусовим тиском: а - з підведенням стисненого повітря; б - з газовим тиском; 1 - прибуток; 2 - виливок; 3 - патрон з газотворной речовиною; 4 - сталева трубка; 5 - гнучкий шланг; 6 - керамічна трубка; 7 - випор
При виготовленні великих відповідальних відливок, до яких висувають підвищені вимоги щодо щільності і механічних властивостей, іноді встановлюють прибутку з підведенням до них стисненого повітря. Стиснене повітря надходить в прибуток через гнучкий шланг, надітий на сталеву трубку. У трубку вставлена керамічна трубка з декількома отворами; керамічна трубка входить всередину прибутку. Тривалість дії і величина тиску залежать від товщини стінки виливки, температури металу та інших факторів. Ці прибутки збільшують вихід придатного литва до 75-80%, що досягається за рахунок зменшення висоти і об'єму прибутків.
На практиці застосовують також прибутку, що працюють під газовим тиском, при виготовленні дрібних, середніх і великих виливків, що піддаються гідравлічним випробуванням, а також при великій протяжності питомих вузлів. У прибуток вводять керамічний або металевий патрон з га-зотворним речовиною, що складається з крейди, змішаного з коксом або вугіллям. Товщину оболонки патрона розраховують таким чином щоб 'вона розплавилася або зруйнувалася тільки після утворення на поверхні прибутку і виливки тонкої кірки затверділого металу. Газотворной речовина починає розкладатися і виділяти гази, які створюють в порожнині прибутку тиск і витісняють метал в виливок. Таким чином, як і при застосуванні прибутків з повітряним тиском, метал виливки до кінця затвердіння знаходиться під тиском газів, що забезпечує необхідну щільність металу і покращує роботу прибутку (в ній утворюється значна усадочная раковина, а в литві зменшуються усадочні пори). Витрата металу на прибуток знижується до 20%.
Розрахунок прибутку. Розміри прибутків розраховують по залежностям, отриманим експериментально або на основі виробничих даних.
Один з поширених методів розрахунку прибутків є метод вписаних кіл. Цим методом визначають ширину або діаметр нижнього перетину прибутку. У масивне перетин виливка вписують коло діаметра d так, щоб вона стосувалася контурів виливки. По зовнішньому контуру виходить напуск, який видаляється при механічній обробці відливання. Кут нахилу для напуску 3 °, кут нахилу бічної твірної для відкритої прибутку 5 °; висота припуску h на відрізку прибутку в залежності від товщини виливки 10-40 мм.
Після визначення обсягу металу, необхідного для компенсації усадочноюраковини, що утворюється в тілі виливка, вибирають форму прибутку (кулі або циліндра) і визначають діаметр кулі d0 (або підстави циліндра). Для циліндричних прибутків значення d0 знаходять по номограммам в залежності від висоти Н і діаметра D питомого вузла.
Мал. 6. Розрахунок прибутку: 1 - прибуток; 2 - виливок; 3 - напуск