Автор работы: Пользователь скрыл имя, 07 Сентября 2013 в 21:15, реферат
Литьем под давлением получают отливки в металлических формах (пресс-формах), при этом заливку металла в форму и формирование отливки осуществляют под давлением. Отливки получают на машины литья под давлением с холодной или горячей камерой прессования. В машинах с холодной камерой прессования камеры прессования располагаются либо горизонтально, либо вертикально.
После подготовки и сборки формы расплав заливают в нижнюю часть (металлоприемник) литейной установки (этап 1). Затем подвижную полуформу поворачивают (этап 2) и расплав поднимается в установке, заполняя полость между полуформами и боковыми стенками, закрывающими установку с торцов. В начальный момент сближения полуформ конфигурация объема расплава такова, что потери им теплоты в форме минимальны. В момент окончания сближения полуформ (этап 3) расстояние между ними соответствует толщине тела отливки, а движение излишка расплава, сливающегося из установки в приемный ковш, способствует уменьшению потерь теплоты и хорошему заполнению форм отливок с весьма малой толщиной стенки (до 2 мм) при значительных габаритных размерах (до 1000 x 3000 мм). После затвердевания отливки подвижная полуформа возвращается в исходное положение, а отливка извлекается из установки.
Отливки, полученные литьем выжиманием, имеют хорошие показатели структуры и механических свойств благодаря тому, что формирование отливки происходит одновременно с заполнением литейной формы и заканчивается в основном в момент завершения ее заполнения. Это обеспечивает питание затвердевающей отливки. Таким способом получают отливки из алюминиевых сплавов АК7, АК9 и др.
1.9. Особенности изготовления отливок из различных сплавов
Чугун.
Преобладающее количество отливок из серого чугуна изготовляют в песчаных формах. Отливки получают ,как правило, получают без применения прибылей.
При изготовлении отливок из серого чугуна в кокилях, в связи с повышенной скоростью охлаждения при затвердевании, начинает выделяться цементит – появление отбеливания. Для предупреждения отбела на рабочую поверхность кокиля наносят малотеплопроводные покрытия. Кокили перед работой их нагревают, а чугун подвергают модифицированию. Для устранения отбела отливки подвергают отжигу.
Отливки типа тел вращения (трубы, гильзы, втулки) получают центробежным литьем.
Отливки из высокопрочного чугуна преимущественно изготовляют в песчаных формах, в оболочковых формах, литьем в кокиль, центробежным литьем. Достаточно высокая усадка чугуна вызывает необходимость создания условий направленного затвердевания отливок для предупреждения образования усадочных дефектов в массивных частях отливки путем установки прибылей и использования холодильников.
Расплавленный чугун в полость формы подводят через сужающуюся литниковую систему и, как правило, через прибыль.
Особенностью получения отливок из ковкого чугуна является то, что исходный материал – белый чугун имеет пониженную жидкотекучесть, что требует повышенной температуры заливки при изготовлении тонкостенных отливок. Для сокращения продолжительности отжига чугун модифицируют алюминием, бором, висмутом. Отливки изготавливают в песчаных формах, а также в оболочковых формах и кокилях. [2, c.202]
Стальные отливки.
Углеродистые и легированные стали – 15Л, 12Х18Н9ТЛ, 30ХГСЛ, 10Х13Л, 110Г13Л – литейные стали.
Литейные стали имеют пониженную жидкотекучесть, высокую усадку до 2,5%, склонны к образованию трещин.
Стальные отливки изготовляют в песчаных и оболочковых формах, литьем по выплавляемым моделям, центробежным литьем.
Для предупреждения усадочных раковин и пористости в отливках на массивные части устанавливают прибыли, а в тепловых узлах – используют наружные или внутренние холодильники. Для предупреждения трещин формы изготавливают из податливых формовочных смесей, в отливках предусматривают технологические ребра.
Подачу расплавленного металла для мелких и средних отливок выполняют по разъему или сверху, а для массивных – сифоном. В связи с низкой жидкотекучестью площадь сечения питателей в 1,5…2 раза больше, чем при литье чугуна. Для получения высоких механических свойств, стальные отливки подвергают отжигу, нормализации и другим видам термической обработки. [2. c210]
Алюминиевые сплавы.
Основные литейные сплавы – сплавы системы алюминий – кремний (силумины). Силумины (АЛ2, АЛ4, АЛ9) имеют высокую жидкотекучесть, малую усадку (0,8…1%), не склонны к образованию горячих и холодных трещин, потому что по химическому составу близки к эвтектическим сплавам (интервал кристаллизации составляет 10…30 0С). Остальные алюминиевые сплавы имеют низкую жидкотекучесть, повышенную усадку, склонны к образованию трещин. Отливки из алюминиевых сплавов изготовляют литьем в кокиль, под давлением, в песчаные формы.
Используют кокили с вертикальным разъемом. Для получения плотных отливок устанавливаются массивные прибыли. Металл подводят через расширяющиеся литниковые системы с нижним подводом металла к тонким сечениям отливки. Все элементы литниковой системы размещают в плоскости разъема кокиля. [2, c. 235]
Медные сплавы.
Бронзы (БрО5Ц5С5, БрАЖЗЛ) и латуни (ЛЦ40Мц3А).
Все медные сплавы склонны к образованию трещин. Отливки изготавливаются литьем в песчаные и оболочковые формы, а также литьем в кокиль, под давлением, центробежным.
Для предупреждения образования усадочных раковин и пористости в массивных узлах отливок устанавливают прибыли. Для предупреждения появления трещин в отливках используют форму с высокой податливостью.
Для плавного поступления
металла применяют
Титановые сплавы.
Имеют высокую химическую активность в расплавленном состоянии. Они активно взаимодействуют с кислородом, азотом, водородом и углеродом. Плавку этих сплавов ведут в вакууме или в среде защитных газов.
Основной способ производства титановых отливок – литье в графитовые формы, в оболочковые формы из нейтральных оксидов магния, циркония. При изготовлении сложных тонкостенных отливок применяют формы, полученные по выплавляемым моделям. [2, c. 260]
2. Дефекты отливок и их исправление
Дефекты отливок по внешним признакам подразделяют: на наружные (песчаные раковины, перекос недолив); внутренние (усадочные и газовые раковины, горячие и холодные трещины) [9, с. 37]
Песчаные раковины – открытые или закрытые пустоты в теле отливки, которые возникают из-за низкой прочности формы и стержней, слабого уплотнения формы и других причин.
Перекос – смещение одной части отливки относительно другой, возникающее в результате небрежной сборки формы, износа центрирующих штырей, несоответствия знаковых частей стержня на модели и в стержневом ящике, неправильной установке стержня.
Недолив – некоторые части отливки остаются незаполненными в связи с низкой температурой заливки, недостаточной жидкотекучести, недостаточным сечением элементов литниковой системы.
Усадочные раковины – открытые или закрытые пустоты в теле отливки с шероховатой поверхностью и грубокристаллическим строением. Возникают при недостаточном питании массивных узлов, нетехнологичной конструкции отливки, заливки перегретым металлом, неправильная установка прибылей.
Газовые раковины – открытые или закрытые пустоты с чистой и гладкой поверхностью, которая возникает из-за недостаточной газопроницаемости формы и стержней, повышенной влажности формовочных смесей и стержней, насыщенности расплавленного металла газами.
Трещины горячие и холодные – разрывы в теле отливки, возникающие при заливке чрезмерно перегретым металлом, из-за неправильной конструкции литниковой системы, неправильной конструкции отливок, повышенной неравномерной усадки, низкой податливости форм и стержней.[7]
2.1. Методы обнаружения дефектов
Наружные дефекты отливок обнаруживаются внешним осмотром после извлечения отливки из формы или после очистки.
Внутренние дефекты определяют радиографическими или ультразвуковыми методами дефектоскопии.
При использовании радиографических методов (рентгенография, гаммаграфия) на отливки воздействуют рентгеновским или гамма-излучением. С помощью этих методов выявляют наличие дефекта, размеры и глубину его залегания.
При ультразвуковом контроле ультразвуковая волна, проходящая через стенку отливки при встрече с границей дефекта (трещиной, раковиной) частично отражается. По интенсивности отражения волны судят о наличие, размерах и глубине залегания дефекта.
Трещины выявляют люминесцентным контролем, магнитной или цветной дефектоскопией. [6, c.198]
2.2. Методы исправления дефектов отливок
Наиболее распространенными методами исправления дефектных отливок являются:
Холодной заваркой исправляют дефекты чугунных отливок. При этом используют стальные, медные или медные с железной оболочкой, медно-никелевые и другие электроды. Дефектное место предварительно разделывают зубилом или высверливают. Разделанная под заварку раковина должна иметь чашеобразную форму с отлогими стенками под углом 35—40°. Трещины вырубают на всю длину и глубину.
Чугун по сравнению со сталью обладает плохой свариваемостью. Большая хрупкость, повышенная чувствительность к скорости охлаждения, резкий переход от твердого состояния к жидкому, и наоборот, затрудняют процесс заварки дефектов на отливках из чугуна.
Ввиду неравномерности нагрева при холодной сварке завариваемое место получается по структуре и твердости неоднородным. При холодной сварке может образоваться отбел, трещины и другие дефекты в сварном шве или в теле отливки. Заварку ведут так, чтобы сварной шов выступал над поверхностью тела отливки. После заварки и термической обработки валик усиления срезают по всей длине шва.
Заваркой с подогревом до 600—650°С исправляют дефекты, расположенные на обрабатываемых поверхностях чугунных отливок. При этом обеспечивается однородность наплавленного чугуна с основным. После заварки отливку медленно охлаждают, для этого заваренное место засыпают раскаленным коксом.
Металлизацию применяют после заварки для предотвращения поверхностной пористости в отливках из серого чугуна. Перед металлизацией место заварки зачищают. Затем на поверхность отливки наносят металлизатором слой сплава толщиной 0,3—0,8 мм. При этом за один проход наносится слой 0,03 мм.
Газовую сварку с подогревом применяют для исправления дефектов в отливках из серого чугуна. Этот способ заварки обеспечивает высокую прочность и плотность сварного соединения, а также однородность химического состава основного и наплавленного чугуна. Отливка перед заваркой нагревается до 700°С. В качестве присадочного материала применяют чугунные стержни диаметром 5—6 мм и длиной 350—450 мм. Присадочный материал и место заварки отливки нагревают кислородно-ацетиленовым пламенем или пламенем другого газа (водорода, паров бензина, керосина и др.). После заварки отливки подвергают отжигу.
Пропитыванием составами исправляют пористость отливок. С этой целью отливки погружают на 8—12 ч в водный раствор хлористого аммония. Проникая в поры и тонкие по площади поперечного сечения отверстия, раствор образует окислы, которые и заполняют различные пустоты. Используют также пропитку под давлением водными растворами соды и медного купороса, жидким стеклом, бакелитовым или карбинольным лаком. Раствор под давлением 3—5 кгс/см2 просачивается в поры и заполняет их продуктами коррозии или коллоидной пленкой. Иногда для пропитки отливок из цветных сплавов применяют метод вакуумирования с использованием бакелитового лака.
Декоративное исправление чугунных отливок замазками или мастиками применяют для улучшения внешнего вида отливок в местах, не подвергающихся механической обработке. Замазки должны обладать хорошей плотностью и достаточной адгезией (прилипанием) к сплаву отливки. Применяют замазки на основе эпоксидных смол ЭД-5 и ЭД-6, для декоративного исправления поверхности отливок используют замазку на основе стиракрила. Стиракрил предварительно перемешивают с чугунной стружкой, а затем с эфиром в соотношении 2:1. Полученная тестообразная масса затвердевает при 15— 20°С за 3—4 ч без нагрева, обладает хорошей механической прочностью, устойчива к действию растворителей, почти не дает усадки, применяется для заделки поверхностных дефектов больших размеров. [9, с. 215]