Литейные свойства металлов и сплавов

Основные понятия литейного производства

Литейное производство – это технологический процесс получения заготовок или деталей путем заливки жидкого расплава в специальную литейную форму, полость которой имеет конфигурацию заготовки или детали. Форма заполняется металлическим сплавом через специальную систему каналов, которую называют литниковой системой. При охлаждении залитый в форму расплав затвердевает и в твёрдом состоянии сохраняет конфигурацию той полости, в которую он был залит, причём наружные очертания заготовки или детали определяются полостью формы, а внутренние - образуются специальными вставками, которые называют стержнями. Конечный продукт литейного производства называют отливкой. Для производства отливок используют чугуны, углеродистые и легированные стали, бронзу, латунь, алюминиевые, титановые и другие сплавы. Отливки производят массой от нескольких граммов до сотен тонн. В машиностроении это блоки цилиндров, поршни, коленвалы, зубчатые колеса, различные корпуса, крышки и т. д.

В зависимости от требований к геометрической точности и качеству поверхности отливки применяют следующие способы литья:

1) литьё в одноразовую песчано-глинистую форму;

2) литье в оболочковую форму;

3) литье по выплавляемым моделям;

4) литье в кокиль (металлическую многоразовую форму);

5) литье под давлением;

6) центробежное литьё и другие способы литья.

Сплавы, из которых изготавливают отливки, должны обладать не только определенными физическими, химическими и механическими характеристиками, но также и высокими литейными свойствами. Именно эти свойства в значительной степени определяют саму возможность получения из данных сплавов тонкостенных, сложных по форме отливок без дефектов. К наиболее важным литейным свойствам сплавов относят: жидкотекучесть, усадку (литейную и объемную), склонность к образованию трещин, газовых раковин и пористости, склонность к поглощению газов, склонность к ликвации (неоднородности отливок по химическому составу).

Жидкотекучесть – это способность металлов и сплавов течь в расплавленном состоянии по каналам литейной формы, заполнять её полости и чётко воспроизводить контуры отливки. Низкая жидкотекучесть может привести к не заполнению отдельных частей полости формы. Жидкотекучесть зависит от хим. состава сплава, его вязкости, величины сил поверхностного натяжения, от температуры расплава и формы, а также от свойств литейной формы. Химический состав сплава определяет температурный интервал, в котором наблюдается его кристаллизация, и это оказывает влияние на жидкотекучесть сплава. Чистые металлы, которые кристаллизуются (плавятся) при постоянной температуре, текут лучше, чем сплавы. Жидкотекучесть увеличивается с увеличением температуры расплава и формы, в которую его заливают. Более высокие температуры приводят к снижению вязкости расплава, что отражается на его жидкотекучести. Жидкотекучесть понижается с увеличением сил поверхностного натяжения и тем больше она понижается, чем тоньше каналы литейной формы. Заполняемость формы зависит также от её теплопроводности. Например, песчано-глинистые формы отводят тепло хуже, чем металлические формы и поэтому заполняются расплавом лучше.

Жидкотекучесть сплавов определяют с помощью заливки специальных технологических проб. Наиболее распространенной является спиральная проба. В данном способе жидкотекучесть определяют по длине спирали заполненной расплавом.

Усадка – это свойство литейных сплавов уменьшаться в размерах и объеме при затвердевании и охлаждении. Различают литейную усадку и объемную. Литейную усадку характеризуют величиной.

где - размер формы, - размер отливки.

Объёмную усадку характеризуют величиной.

С усадкой связано большинство затруднений в литейном производстве. Чем больше величина усадки, тем выше вероятность образования в отливках таких дефектов как раковины и трещины. Величина усадки зависит от химического состава сплава, от температуры его заливки в форму, от скорости охлаждения, а также от конструкции отливки и литейной формы.

Дата добавления: 2014-01-20