Розрахунок ливниково-живильної системи для відливок із кольорових сплавів при литві в разові форми

Для литва алюмінієвих, мідних і магнієвих сплавів застосовують розширяючі ливникові системи. Це знижує інтенсивність окислення розплаву і здатність захоплення потоком оксидних плів. Плавне, без ударів і завихрення, заповнення ливарних форм забезпечується застосуванням ливникових систем з співвідношенням площ перерізів основних елементів в залежності від підводу металу до порожнини ливарної форми:

- для нижнього Fст:Fшл.:Fжив = 1:2:3;

- щільового Fст:Fшл.:Fжив = 1:2:4;

- багатоярусного Fст:Fшл.:Fжив = 1:3:6.

Розрахунок площі мінімального перерізу стояка звичайно проводиться по формулі:

Fmin = 100 G / μ t ρ √2gHр,

де Fmin - мінімальна площа перерізу стояка, см²;

G - маса відливки, кг;

t - тривалість заливання, с;

μ - коефіцієнт витрат або втрат напору на тертя (< 1);

ρ - густина сплаву, т/м³;

Нр - розрахунковий напір металу, м;

g - прискорення вільного падіння, м/с².

Час заливки t, який входить в формулу, визначається із виразу:

t = S √ δG,

де δ - товщина стінки, мм;

S - коефіцієнт, який залежить від товщини стінки і конфігурації відливки:

- для алюмінієвих сплавів S = 1,7-3,0 (менше значення відноситься до дрібних відливок, а більше - до крупних);

- для мідних сплавів S = 2,0-2,1; для магнієвих сплавів S = 2,3-4,5.

Швидкість підйому металу в порожнині ливарної форми не повинна перевищувати 4,5 δ.

Обробка заводських показників литва алюмінієвих сплавів показує, що середня швидкість підйому сплаву в формі складає 1,0-2,5 см/с.

Втрати напору на тертя μ приймають за дослідними даними в межах 0,3-0,8 (0,3 - дуже великий опір, великі втрати напору на тертя; 0,8 - малий опір, низькі втрати напору).

При литві алюмінієвих сплавів використовуються головним чином заповнені стояки з звуженим вихідним перерізом, що зменшує окислення розплаву. Небажане підвищення швидкості на виході із стояка усувається застосуванням декількох тонких стояків з малою конусністю замість одного великого. Такі ж результати дає застосування пластинчастих стояків замість круглих; введення місцевих опорів (установка ливникових сіток). Постійний тиск може бути створений по всій висоті і при встановлені змієподібного стояка. Однак із-за ускладнення формовки змієподібні стояки застосовують в спеціальних випадках при дуже великій висоті форми.

Алюмінієві сплави з низьким інтервалом кристалізації (АЛ2, АЛ4, АЛ9, АЛ34, АК9) здатні до утворення концентрованих усадочних раковин в теплових вузлах відливки. Для виведення цих раковин за межі відливок широко використовують установку масивних додатків. Для тонкостінних (4-5 мм) і дрібних відливок маса додатку в 2-3 рази перевищує масу відливок, для товстостінних - в 1,5 рази. Висоту додатку вибирають в залежності від висоти відливки. При висоті менше 150 мм висоту додатка приймають рівну висоті відливки. Для більш високих відливок відношення висоти додатку до висоти відливки приймають рівним 0,3-0,5. Відношення висоти додатку до його товщини складає в середньому 2-3. Найбільше застосування при литві алюмінієвих сплавів знаходять верхні відкриті додатки круглого або овального перерізу; бокові додатки в більшості випадків виконують закритими.

Сплави з широким інтервалом кристалізації (АЛ1, АЛ7, АЛ8, АЛ19, АЛ33) здатні до утворення розсіяної усадочної пористості. Для отримання якісних відливок здійснюють направлену кристалізацію, використовуючи для цього установку холодильників. При литві кольорових сплавів застосовують тільки зовнішні холодильники, які виконують із чавуну, сталі, міді і мідних сплавів, алюмінію і графіту. Їх встановлюють на відповідні місця моделі при виготовлені ливарних форм. Товщину холодильника приймають рівною 0,6-0,8 від товщини охолоджувального вузла.

1.7.4. ВИЗНАЧЕННЯ МАСИ ЛИВНИКОВОЇ СИСТЕМИ

Визначається маса ливникової системи за формулою:

G_л.с. = (F_ж*n*l_ж+F_шл*n*l_шл+F_ст*H_ст+V_вор)ρ,

де: F_ж, F_шл, F_ст - площа перерізу живильника, шлаковловлювача, стояка, см²;

n - кількість живильників, (шлаковловлювачів), шт.;

l_ж, l_шл - довжина живильника, шлаковловлювача, см;

V_вор - об'єм воронки, см³

ρ - густина твердого сплаву, г/см³

Дата добавления: 2014-01-04