Размещено на http://www.allbest.ru/

ФГАО ВПО «Уральский Федеральный университет

имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»

Кафедра “Литейного производства и упрочняющих технологий»

Курсовой проект

Технология изготовления отливки «Кольцо» методом литья по выплавляемым моделям

Н. контр, к.т.н., доц. Казанцев С.П.

Руководитель Казанцев С.П.

Студент Митин Н.В.

Группа Мт-570601

Екатеринбург 2011

Оглавление

1. Анализ конструкции детали и условий ее эксплуатации. Конструирование отливки

2. Обоснование выбора способа изготовления отливки

3. Выбор и обоснование места и уровня подвода металла

4. Выбор и обоснование конструкции литниково-питающей системы

5. Расчет элементов литниково-питающей системы

6. Проектирование и изготовление пресс-формы

7. Изготовление моделей

8. Изготовление литейной формы

9. Анализ возможных видов брака и меры их предотвращения

Библиографический список

1. Анализ конструкции детали и условий ее эксплуатации. Конструирование отливки

Отливка - представитель «Пробка» имеет габаритные размеры: 30*30*30, масса 100 гр.

Отливка изготавливается из стали 45Л. В зависимости от назначения и требований к качеству по ГОСТ 977-88 отливка «Пробка» относится ко второй группе. Данные отливки не воспринимают большие нагрузки, их конфигурация и размеры определяются конструктивными и технологическими соображениями. Осуществляется контроль двух параметров: внешний вид, геометрические размеры.

Отливка относится к 7 классу точности по ГОСТ 26645-85. Механическая обработка осуществляется в соответствии с IT 10 по ГОСТ 26645-85.

Максимальный размер от базы до обрабатываемой поверхности для отливки «Пробка» 15 мм, согласно ГОСТ 26645-85 при механической обработке по 10 квалитету припуск на механическую обработку при таком размере составит 1 мм. Принимаем припуск 1 мм для всех обрабатываемых поверхностей отливка «Пробка».

Шероховатость отливки складывается из шероховатости поверхности модельной оснастки; размеров частиц формообразующих материалов, а именно первого облицовочного слоя; способности суспензии смачивать поверхность модельного блока; смачиваемости расплава поверхности литейной формы. Согласно ГОСТ 2789-73 отливка имеет шероховатость Rz100.

Для извлечения модели из полости пресс-формы на поверхности выполняются уклоны до 3 по ГОСТ 3212-80.

Радиусы скруглений в местах сопряжений принимаем 1 мм.

2. Обоснование выбора способа изготовления отливки

Литье по выплавляемым моделям - метод получения отливок в неразъемных разовых формах, преимущественно оболочковых, обладающих повышенной точностью ГОСТ 26645-85.

Изготавливая данную отливку методом ЛВМ, мы сможем максимально приблизить отливку по форме и размерам к готовой детали, а в ряде случаев получить литую деталь, дополнительная обработка которой перед сборкой не требуется. Вследствие этого резко снижаются трудоемкость и стоимость изготовления изделий, уменьшается расход металла и инструмента, экономятся энергетические ресурсы, сокращается потребность в рабочих высокой квалификации, в оборудовании, приспособлениях, производственных площадях. Метод позволяет изготавливать сложные тонкостенные отливки (5мм). Так же мы можем изготовить отверстия (10мм) литьем, без применения стержней. Метод позволяет получать отливки с высокой точностью и хорошим качеством поверхности, что необходимо при изготовлении данной отливки «Пробка».

Применение высокоогнеупорных и термостойких материалов для изготовления оболочковых форм, пригодных для нагрева до температуры выше температуры плавления литейного сплава и быстрого охлаждения без деформаций и разрушений, позволяет эффективно использовать методы направленной кристаллизации, получать высоко герметичные отливки и получать монокристаллические изделия.

3. Выбор и обоснование места и уровня подвода металла

При выборе места подвода металла руководствуемся следующими рекомендациями:

- следует обеспечить подвод металла в такие места отливки, разогрев которых будет способствовать усилению направленного затвердевания;

- если в отливке могут образовываться внутренние напряжения, то следует подводить металл таким образом, чтобы уменьшились температурные перепады в ее частях;

- следует стремиться к созданию одностороннего движения металла в форме, т.е. питатели размещать так, чтобы направление движения металла было в одну сторону и было исключено встречное движение струй;

- подвод металла к отливке следует подводить в массивные части, так как литниково-питающая система является прибылью;

- следует стремиться к осуществлению подвода металла в форму при заполнении ее наиболее коротким путем.

Металл подводим через один питатель в массивную часть отливки.

4. Выбор и обоснование конструкции литниково-питающей системы

ЛПС при литье по выплавляемым моделям строят из традиционных элементов: литниковых воронок, стояков, зумпфов и литниковых ходов, прибылей и коллекторов. Благодаря, характерной для литья по выплавляемым моделям, неразъемной форме указанные конструктивные элементы удается расположить наиболее эффективно, максимально используя объем формы.

Для отливки «Пробка» лучше всего будет использовать литниково-питающую систему 1-го типа, где питающий элемент - центральный стояк. ЛПС этого типа представляет собой стояк компактного сечения, непосредственно к которому с разных сторон присоединяются небольшие отливки с тремя индивидуальными питателями. Центральный стояк является одновременно и литниковым ходом, и коллективной прибылью, а питатели соответственно выполняют и роль шеек прибылей. Сечение стояка имеет квадратную форму. Это сделано для удобства приклеивания моделей на стояк.

Центральное расположение стояка обуславливает естественное замедление его охлаждения и способствует направленному затвердеванию периферийно расположенных отливок. Зумпф в нижней части стояка смягчает отрицательное действие механического и теплового ударов, имеющих место в начальный момент заливки.

Центральный стояк служит основой для создания комплексно-механизированного технологического процесса производства небольших отливок. Применение унифицированного металлического каркаса в качестве несущей конструкции обеспечивает удобство звеньевой сборки модельного блока и его высокую прочность при изготовлении оболочковой формы. Уже в отлитом блоке центральный стояк надежно закрепляется в приспособлениях станков при очистке и отрезке отливок.

5. Расчет элементов литниково-питающей системы

Расчет размеров элементов литниково-питающих систем в случае, когда требуется получить плотные отливки с повышенными механическими свойствами, рекомендуется производить по методике, разработанной М.Л. Хенкиным на основе обширных экспериментальных исследований. Данная методика может быть использована для расчета элементов ЛПС 1 - 3, 7 типов.

Методика предусматривает подвод металла к наиболее массивным узлам отливки.

Исходными данными для определения размеров элементов литниково-питающей системы является приведенная толщина массива отливки (узла питания) и масса отливки.

Расчет размеров питателя или стояка производится по формуле:

п = (2 ???z³ ??Q?^?? ??l^1/3) / ст (1)

z - приведенная толщина узла питания отливки (отношение объема массива отливки к его поверхности); приведенные толщины массивов отливок могут быть определены по формулам;

Q - масса отливки в г;

l - длина питателя;

_п - приведенная толщина сечения питателя (отношение площади сечения питателя к его периметру);

_ст - приведенная толщина сечения стояка (отношение площади сечения стояка к его периметру).

В зависимости 1 через приведенные толщины _п, _ст и z, а также вес отливки Q отражена зависимость между размерами литниковой системы и размерами узла питания (термического узла), а также между размерами самих элементов литниковой системы (стояка и питателя).

По формуле 1 рассчитаны размеры литниковых систем для значительного количества стальных отливок. Полученные данные после производственной проверки сведены в таблицы, которые позволяют определить размеры элементов литниково-питающих систем, не прибегая к расчетам.

Нам необходимо рассчитать размеры элементов литниково-питающей системы для отливки «Пробка»; материал - сталь 45Л; масса отливки Q=100г. Находим приведенную толщину массивного узла отливки z:

Z₁ = (2)

Принимаем длину питателя l = 8 мм для удобной отрезки дисковой фрезой.

Для Q = 100 г; z = 2,8 мм; l = 8 мм; по таблице находим Dст = 35 мм; так как сечение стояка имеет квадратную форму, то принимаем квадратную сторону 35 мм.

Находим приведенные толщины питателя:

₁ = 3,5 мм. В нашем случае используется кольцевой питатель, для которого

значит толщина кольцевого питателя

.

Исходя из полученных величин, определим линейные размеры питателя:

l = 8мм;

Dвн = 29мм;

Dвнут = 15мм.

6. Проектирование и изготовление пресс-формы

Пресс-форма должна отвечать следующим основным требованиям:

- обеспечивать получение моделей с заданной точностью и чистотой поверхности;

- иметь минимальное число разъемов при обеспечении удобного и быстрого извлечения моделей;

- иметь устройства для удаления воздуха из рабочих полостей;

- быть технологичными в изготовлении, долговечными и удобными в работе.

Выбор типа пресс-формы зависит от точности, предъявляемой к отливкам, свойств модельного состава и характера производства.

Изготавливаем пресс-форму из стали 35 т.к. этот материал хорошо зарекомендовал себя в этой области применения, он более долговечен по сравнению с легкими сплавами.

Пресс-форму проектируют на основании чертежа отливки.

Изготовление рабочей полости пресс-формы должно производиться с точностью, обеспечивающей получение отливки по 5-7 классам точности, в зависимости от конструкции, размеров и требований к отливкам. Однако не следует ужесточать условия изготовления пресс-форм, назначая более высокие классы точности, так как неизбежные колебания усадки модельного состава, формы и металла сводят на нет высокую точность размеров, полученную в пресс-форме. Практически точность размеров рабочей полости пресс-форм должна быть на 1-2 класса выше требуемой точности отливок.

Величину допуска на размер в пресс-форме рекомендуется принимать не более одной пятой величины допуска на размер отливки. Таким образом пресс-форма для отливки «Пробка» относится к 6 классу точности по ГОСТ 26645-85 и имеет шероховатость рабочей поверхности Rz 80.

Для обеспечения изготовления пресс-форм с минимальной доводкой рекомендуется уточненный расчет размеров рабочей полости пресс-форм по следующим формулам:

для наружных размеров отливки

l_пф = l_отл + l_отл (К / 100) - 0,5 Д_о = l_отл (1 + (К / 100)) - 0,5 • Д_о, (3)

для внутренних размеров

l_пф = l_отл + l_отл (К / 100) + 0,5 Д_о = l_отл (1 + (К / 100)) + 0,5 • Д_о, (4)

где l_пф - номинальный размер рабочей полости пресс-форм, мм;

l_отл - номинальный размер отливки, мм;

Д_о -допуск на размер отливки, мм;

К- коэффициент суммарной линейной усадки, %, равная:

К = У_мод - У_ф ± У_мет (5)

У_мод - свободная линейная усадка моделей, %;

У_ф - среднее линейное расширение формы при прокалке перед заливкой, %;

У_мет - свободная линейная усадка металла, %.

Уменьшение или увеличение номинального размера пресс-формы на половину несимметричного допуска (0,5 Д_о) в формулах производится для того, чтобы размер пресс-формы, а, следовательно, модели и отливки совпадал со средним, а не номинальным чертежным размером.

При симметричном допуске на размер (плюс - минус) увеличивать или уменьшать номинальный размер пресс-форм на 0,5 Д_о не следует.

Литниковое отверстие пресс-формы имеет следующее назначение:

- обеспечение заполнения полости пресс-формы;

- снижение давления в моделях до удаления их из пресс-формы с целью предотвращения местного вспучивания поверхности.

При выборе размера литникового отверстия необходимо учитывать давление и температуру при запрессовке модельного состава, конструкцию и размеры модели, а также ее положение в пресс-форме. На основании опытных данных размер отверстия по диаметру рекомендуется делать не менее 5 мм.

Для обеспечения точного соединения половин пресс-формы друг с другом применяются центрирующие штыри. Основание и крышка пресс-формы скрепляются откидными болтами с барашками.

Стержни предназначены для выполнения в моделях отверстий и полостей, которые не могут быть выполнены непосредственно пресс-формой, поэтому отверстие в модели получается с помощью металлического стержня, который извлекается из пресс-формы сверху. Для удобства его извлечения из пресс-формы необходимо предусмотреть ручку.

7. Изготовление моделей

деталь отливка металл модель

Процесс изготовления моделей включает операции приготовления модельных составов, получения моделей отливок и ЛПС, отделки и контроля моделей, сборки их в блоки и контроля последних.

Требования к модельным составам:

1. Состав должен точно воспроизводить конфигурацию рабочей полости пресс-формы и ее поверхности, не прилипать к пресс-форме. Поверхность модели должна быть чистой, глянцевой.

2. После затвердевания в пресс-форме состав должен иметь твердость и прочность достаточные для того, чтобы модели не деформировались и не повреждались на всех технологических операциях.

3. Усадка состава при охлаждении и расширение его при нагреве должны быть минимальными и стабильными.

4. Состав должен быть несложным в приготовлении, иметь минимальное число компонентов, желательно недорогих и недефицитных.

5. Температура плавления модельного состава должна быть невысокой, в пределах 60-100 Сє. В этом случае облегчается изготовление моделей и удаление их из полости литейных форм. Одновременно температура начала размягчения состава должна быть не ниже 32-35 С, т.е. на 10-15 С превышать температуру помещений, в которых изготовляют, хранят модели, собирают в блоки и наносят на них суспензию.

6. Выплавляемый модельный состав должен обладать хорошей жидкотекучестью в расплавленном состоянии для облегчения изготовления моделей и выплавления их из форм.

7. Модельные составы, запрессовываемые в пастообразном состоянии, должны обладать в этом состоянии хорошей текучестью, позволяющей получать модели с четкой проработкой контуров полости пресс-формы и ее поверхности при малых давлениях прессования.

8. Продолжительность затвердевания модельного состава в пресс-форме должна быть минимальной.

9. Плотность состава должна быть невысокой. Желательно, чтобы она была менее 1000 кг/м³. Это облегчает работу с модельными блоками, уменьшает опасность поломки их и деформации под действием собственной массы моделей, а при выплавлении моделей в горячей воде способствует лучшему отделению модельного состава для повторного использования.

10. Химическое взаимодействие состава с материалом пресс-форм, а также со связующем раствором и огнеупорной основой суспензии недоступно.

11. Модельный состав должен хорошо смачиваться суспензией.

12. Хорошее спаивание модельного состава весьма желательно, так как это облегчает сборку блоков припаиванием и соединение сложных моделей, изготовляемых по частям.

13. Зольность модельного состава должна быть минимальной.

14. Структура состава должна быть механически однородной.

15. Желательно, чтобы модельный состав был пригодным для многократного повторного использования, потери его в процессе применения были минимальными, а технологические свойства не ухудшались при работе и хранении.

16. Модельный состав в любом состоянии должен быть безвредным для здоровья работающих, также как и продукты его деструкции, образующиеся, например, при прокаливании форм. Отходы модельного состава не должны загрязнять окружающую среду.

Недостаточное соответствие свойств модельных составов оптимальным свойствам является одной из важнейших причин высокой трудоемкости изготовления моделей и сборки блоков в ряде отраслей промышленности, невысокой размерной точности отливок, значительного брака моделей и дефектов оболочек форм, связанных с недостатками модельных составов. Недостатки применяемых модельных составов одна из причин значительных технологических потерь на основных операциях процесса литья по выплавляемым моделям.

Воскообразные модельные составы применяются для изготовления моделей мелких отливок средней сложности по 5-7-му классу точности. Выбираем модельный состав Салют - 2.

Модельные составы Салют - 2 хорошо смачивается суспензией, имеет невысокую температуру плавления, достаточную жидкотекучесть, низкую зольность, пригодны для многократного использования.

Предварительное приготовление модельного состава состоит в поочередном или одновременном расплавлении составляющих, фильтровании расплавов и разливке их в формы-изложницы. В условиях серийного и массового производства расплав можно не сливать в изложницы, а подавать либо непосредственно на операцию изготовления модели либо на приготовление пастообразного состава. При подготовке выплавляемых модельных составов используют до 90% возврата, собранного при удалении моделей из оболочек форм. Не следует нагревать состав более чем на 50-60 С выше температуры плавления. Возврат модельного состава, содержащего легко омыляемые компоненты необходимо не только освежать, но и периодически регенерировать. Разработаны методы, обеспечивающие надежное разделение выплавляющей среды (обычно горячей воды) и модельного состава.

Пресс-форму очищают, протирают, обдувают, смазывают рабочую поверхность, собирают. На карусельном автомате все это делается автоматически.

Температура пресс-формы оказывает решающее влияние на качество моделей, особенно при изготовлении моделей свободной заливкой. Пресс-формы перед началом работы обычно подогревают, введением в них модельного состава.

При этом первые две три модели отправляются в переплав. Оптимальная температура пресс-формы зависит от свойств состава и формы модели. Для модельного состава типа Салют - 2 она находится в пределах 22 - 28?С. Колебание точности моделей, и низкая температура увеличивает внутренние напряжение в моделях и приводит к короблению и образованию трещин в них.

За время разборки для выема модели и сборки, пресс-формы обычно не успевают охладиться до оптимальной температуры. Поэтому применяют принудительное охлаждение, например погружение в воду. В автоматической пресс - форме предусмотрены ходы, по которым циркулирует вода, которая и является источником охлаждения.

Наиболее выгодным и практичным способом запрессовки в нашем случае, является запрессовка с применением пастообразного состава Салют - 2, содержащего воздух. Запрессовка происходит с помощью высокопроизводительных установок для изготовления выплавляемых моделей.

Использование пастообразного состава, содержащего воздух, хорошо тем, что воздух предотвращает образование наружных усадочных дефектов, повышает точность и стабильность размеров моделей, не требуется дополнительная подпрессовка. Модели, полученные таким способом менее теплопроводны, что так же существенно влияет, как на период формирования линейной оболочки (так как может вызвать растрескивания еще не прочных ее слоев) так и во время процесса вытапливания, когда модельный состав оказывает значительное давление на оболочку формы.

Процесс изготовления моделей в пресс-формах включает подготовку пресс-формы, введение в ее полость модельного состава, выдержку модели до затвердевания, разборку пресс-формы и извлечение моделей, а также охлаждение моделей до температуры производственного помещения.

Подготовка пресс-формы: пресс-форму очищают (протирают, обдувают), смазывают их рабочую поверхность, собирают, в ряде случаев подогревают или охлаждают. Очистку, т.е. удаление частиц модельного состава, оставшихся в углублениях и отверстиях полости пресс-формы, производят обычно обдувкой сжатым воздухом. Состав, прилипший к пресс-форме, удаляют деревянными счищалками.

Заполняем пресс-форму модельным составом запрессовкой в пастообразном состоянии.

Готовые модели после извлечения их из пресс-форм и предварительного визуального контроля охлаждают в проточной воде или обдувкой на воздухе.

Собираем модели в блоки припаиванием моделей деталей к модели литниковой системы с помощью подогретого ножа, шпателя или специального электропаяльника. Нагретое лезвие ножа или электрического паяльника помещают между посадочной частью питателя модели и моделью литниковой системы в месте, где модель должна быть припаяна. Затем одной стороной плоской части лезвия касаются одновременно питателя модели, а другой - посадочного места модели литниковой системы, оплавляя их, после чего нож быстро убирают и соединяемые части слегка прижимают одну к другой.

После сборки моделей в блоки необходима выдержка для полного охлаждения всех частей модельного блока до температуры производственного помещения.

Для естественного охлаждения и хранения блоков перед нанесением оболочки их устанавливают или подвешивают на стеллажи, этажерки, подвесные конвейеры-накопители, ставят в шкафы или термостаты. Устройства для хранения модельных блоков изготовляют и устанавливают так, чтобы исключалась опасность поломки моделей и загрязнения их поверхности. В помещении, где хранятся, блоки недопустимы колебания температуры.

Дальше следует этап сборки. Применяют два способа сборки моделей в блоке: припаиванием и сборкой модельных звеньев.

Так как отливка “Пробка” это крупная отливка, то модельный блок собирается припаиванием. Нагретое лезвие ножа или электропаяльника помещают между посадочной частью питателя модели и моделью литниковой системы в месте, где модель должна быть припаяна. После оплавления обоих сторон нож убирают, а соединяемые части слегка прижимают. На стояк напаивают 20 модели. Состав наносят многократным погружением и охлаждением стояков в расплав модельного состава.

8. Изготовление литейной формы

Основа способа литья по выплавляемым моделям - оболочка: неразъемная, горячая, не газотворная, газопроницаемая, жесткая, с гладкой контактной поверхностью, точная.

Литейную форму изготовляем в виде многослойной оболочки, которую получаем нанесением суспензии с последующей обсыпкой и сушкой. Поверхность блока моделей смачивают суспензией окунанием и тут же окунают в зернистый материал. Суспензия прилипает к его поверхности и точно воспроизводит конфигурацию; зернистый же материал внедряется в слой суспензии, смачивается ею, фиксирует суспензию на поверхности блока, создает скелет оболочки и утолщает ее.

Свеженанесенный слой оболочки практически не обладает прочностью и удерживается на поверхности блока только благодаря действию сил смачивания; упрочнение его происходит в процессе сушки - химического твердения. Оболочку формируют последовательно: смачивают блок суспензией, обсыпают и сушат. Обычно наносят 4 - 5 слоев, а при изготовлении крупных отливок до 12 и более. Первый облицовочный слой обсыпают мелкозернистым (0,1-0,16 мм) материалом, чтобы получать гладкую контактную поверхность.

Формовочные материалы включают основу, связующее, растворители, добавки. Основа может быть пылевидной для суспензий и зернистой для обсыпки слоев суспензий на блоках моделей.

Материал основы оболочки - порошок на основе кварцевого стекла в виде плавленого кварца «Экосил».

Подготовка материалов основы включает дробление, помол, промывку, химическую активацию, прокаливание и промывание.

Собственно связующим оболочкой формы служит термостойкое связующее «СИАЛИТ-20» ТУ2145003-4381938 - 97 разработанное ЗАО «Силикат».

«Сиалит 20» является термостойким связующем и представляет собой коллоидный раствор высокомодульного силиката натрия с загустителем стабилизированного ПАВ.

«Сиалит 20», используется как заменитель этилсиликата, применяется для изготовления оболочковых керамических форм при литье по выплавляемым моделям - методе, позволяющем получать сложнейшие отливки с повышенной точностью и качеством поверхности (без пригара).

Технология получения форм с применением «Сиалит 20» мало чем отличается от технологии с применением ЭТС-40 и позволяет использовать те же материалы и оборудование. Суспензия на Сиалите готовится на мешалке с 1200 об/мин. Для улучшения смачиваемости и пластификации в суспензию вводят сульфонал, либо стиральный порошок из расчета 100 г на 30 литров. В качестве огнеупорного наполнителя суспензии применяют порошок на основе кварцевого стекла в виде плавленого кварца «Экосил».

Приготовление суспензии.

Суспензия для оболочковых форм - взвесь твердых, различной величины скатанных частиц огнеупорной основы в жидкости (раствор связующего).

Суспензия должна обладать комплексом свойств: седиментационной устойчивостью, смачиваемостью поверхности моделей и оболочек, быть живучей.

Седиментационная устойчивость - это свойство суспензии не расслаиваться. Чем дисперснее и меньше плотность твердых составляющих и выше (в определенных пределах) вязкость жидкости, тем более устойчива суспензия. Смачивания поверхности блоков моделей особенно важно при формировании первого облицовочного слоя, так как при этом образуется контактный слой оболочки.

Живучесть - продолжительность жизни суспензии, т.е. сохранения технологической вязкости до начала ее желетезации, при снижении температуры - замедляется коагуляция связующих в суспензии.

Для приготовления огнеупорной суспензии дополнительного оборудования в цехе не потребуется.

Основной механизм мешалка приготовления суспензии модели 661

Температура всех используемых материалов должна быть не ниже 14?С.

Перед обмазкой модельных блоков температура огнеупорной суспензии не должна превышать 20 ?С, вязкость огнеупорной суспензии для первого слоя (по вискозиметру ВЗ-4 ГОСТ 9060-74) должна находится в пределах 90 секунд.

Обмазку делают в пять слоев. Последний слой оболочки наносят без последующей обсыпки зернистым материалом. Такой прием несколько повышает общую прочность оболочки и предотвращает осыпание поверхностных зерен при выплавлении моделей.

Обсыпка блоков зернистым огнеупором производится в «кипящем слое».

Сушку оболочек производим в вытяжном конвейерном шкафу в парах аммиака.

Модели удаляют из оболочек после формовки блоков выплавлением в горячей воде. Блоки литниковыми воронками вверх погружают в кипящую воду и выдерживают до расплавления модельного состава, который всплывает на поверхность воды и стекает в сборник.

После вытопки следует прокалка оболочки. При прокаливании решаются три задачи: удаление газотворных составляющих, повышение прочности, нагрев оболочки для лучшего заполнения полостей металлическим расплавом.

9. Анализ возможных видов брака и меры их предотвращения

Чаще всего брак отливок вызывается нарушением технологии литья по выплавляемым моделям. Необходимо строго следить за хорошей подготовкой исходных материалов, точным соблюдением температурных режимов при запрессовке модельных составов, сушке и прокаливании форм, плавке и заливке металла. Оборудование и оснастка должны быть в удовлетворительном состоянии.

Дефекты поверхности

Повышенная шероховатость появляется в результате недостаточной чистоты и неравномерной смазки поверхности пресс-формы, плохого смачивания поверхности модели обмазкой, образования в полости формы налета кремнезема («пушка»), «пробой» первого облицовочного слоя суспензии песком при обсыпке блоков, также вследствие излишней вязкости модельного состава, ведущая к выкрашиванию непрочного первого слоя оболочки при выплавлении моделей.

Рабочая поверхность пресс-формы должна тщательно очищаться от остатков модельного состава, воды и излишней смазки после выталкивания модели. Необходимо следить за равномерным распределением смазки по поверхности пресс-формы.

Обмазка плохо смачивает модели в случае, если на их поверхности остаются следы смазки пресс-формы. Необходимо обезжирить модели мыльным раствором в воде. Другой причиной является плохая смачиваемость обмазкой модельного состава. В связи с этим в обмазку следует добавлять поверхностно активные вещества или заменять модельный состав.

Чтобы избежать «пробоя» первого слоя необходимо, не применять крупнозернистый песок для обсыпки первого слоя суспензии. Консистенцию и состав суспензии для первого слоя подбирать так, чтобы он был равномерным и достаточным по толщине на всех поверхностях моделей в блоке.

Необходимо упрочнять первый слой оболочки. Применять модельные составы с малой вязкостью.

Недолив - это не заполнение металлом отдельных частей отливки. Одна из причин - это пониженная жидкотекучесть металла в результате пониженной температуры его при заливке или газонасыщенности.

Дефекты литниковой системы (недостаточные сечения питателей или других элементов, неправильный выбор места подвода металла к отливке). Необходимо исключить заполнение отливки встречными потоками металла. Изменить расположение, число и размеры элементов ЛПС. Сократить время заполнения формы. Улучшить конструкцию блока для создания необходимого статистического давления металла.

Внутренние дефекты

Засоры, т.е. открытые или закрытые полости в теле отливки, заполненные материалом оболочки, появляются при смывании струей металла «заусенцев» на оболочке, которые образуются в щелях между небрежно спаянными моделями и литниковой системой. Попадание формовочных материалов в полость формы через трещины в оболочке. Для предупреждения этого необходимо предупреждать образование трещин в оболочке формы.

Загрязненность модельного состава - очищать модельный состав, отстаивать и фильтровать.

Попадание в полость оболочки формовочного песка при формовке в опорный наполнитель, прокаливании, заливке и транспортировании форм. Необходимо ставить оболочку в опоку так, чтобы край воронки возвышался над наполнительным песком на 10-15 мм. Закрывать литниковую воронку перед формовкой металлическим колпачком. Перед прокаливанием формы смачивать поверхность песка вокруг воронки раствором жидкого стекла. Отстаивать инжектором сор из полости формы перед заливкой.

Усадочные раковины и пористость в стенках возникают при недостаточном питании отдельных частей отливки во время ее затвердевания.

Основной мерой борьбы с усадочными дефектами является изменение конструкции литниковой системы, а в некоторых случаях и самой отливки. Литниковая система должна обеспечивать направленное затвердевание отливки. Для этого необходимо установить прибыли над массивными частями отливки, изменить размеры питателя, чтобы через него обеспечить питание отливки от стояка или коллектора, выровнять толщину стенок отливки.

Раковины газовые. Открытые или закрытые полости в теле отливки, обычно с чистой и гладкой поверхностью, иногда окисленные. Раковины могут быть одиночные, групповые и в виде сыпи.

Повышенная газотворность литейной формы, неполное удаление из оболочки формы остатков модельного состава, наличие газотворных примесей в формовочных материалах приводят к образованию газовых раковин. Соблюдать режимы прокаливания, обеспечивающие полное удаление из формы газотворных составляющих. Применять наиболее эффективные методы удаления моделей из оболочки формы. Не допускать в производство формовочные материалы, содержащие газотворные примеси. Промывать и прокаливать формовочные огнеупорные материалы, засоренные органическими примесями.

Газовые раковины из-за недостаточной газопроницаемости литейной формы. Для обсыпки необлицованных слоев оболочки применять крупнозернистые материалы с размером зерен 0,3-2,5 мм. Выполнять в средней части оболочки высокопористые слои, используя в обсыпочном материале выгорающие, разлагающиеся, а также пористые материалы. При введении в сухой наполнитель борной кислоты или буры в качестве упрочнителя поддерживать их содержание на нижнем пределе (1,5%).

Газовые раковины из-за неправильно сконструированной ЛПС, способствующей инжектированию воздуха в струю металла при заливке.

Библиографический список

1. Е.Л. Фурман, С.П. Казанцев. Специальные виды литейного производства: Учебное пособие / Научный редактор канд. техн. наук доц. Н.Ю. Новожилов.

2. Литье по выплавляемым моделям/ В.Н. Иванов, С.А. Казенов, Б.С. Курчман и др.; под общ. ред. Я.И. Шкленника, В.А. Озерова. - 3-изд., перераб. И доп. - М.: Машиностроение, 1984. - 408 с., ил.

Размещено на Allbest.ru