Литейные свойства сплавов: усадка, дефекты отливок при усадке.

Различают три вида усадки металла: в жидком состоянии, в процессе кристаллизации и в ходе остывания металла от температур кристаллизации.

• Усадка в жидком состоянии наиболее безобидна, легко компенсируется снижением уровня расплава в заливочной чаше или в стояке.

• Усадка в процессе кристаллизации приводит к образованию усадочных раковин и пористости в отливках. Она связана с разницей плотностей металлов в твердом и жидком состоянии.

• Усадка отливки в процессе ее остывания от температур кристаллизации приводит к возникновению в ней напряжений, а иногда и трещин.

Литье в оболочковые формы.

При литье в оболочковые формы, полуформы и стержни изготавливают в виде оболочек толщиной 6-10 мм. В качестве связующего используются горячетвердеющие смолы с высокой удельной прочностью.

Оболочковые формы отличаются высоким комплексом технологических свойств: достаточной прочностью, газопроницаемостью, податливостью, негигроскопичностью. Технология литья в оболочковые формы особенно хорошо подходит для крупных отливок - например скульптур. Детали, отлитые в оболочковые формы, имеют в 1,5 раза меньший припуск на механическую обработку.

Литье по выплавляемым моделям.

При литье по выплавляемым моделям форма представляет собой неразъемную керамическую огнеупорную оболочку, которая формируется вокруг разовой неразъемной выплавляемой из оболочки модели.

Технология литья по выплавляемым моделям включает следующие операции:

• изготовление разовой модели и модели литниково-питающей системы;

• сборку моделей в единый блок;

• приготовление суспензии из связующего и пылевидного наполнителя;

• нанесение на блок моделей огнеупорного покрытия, выплавку модели из оболочки;

• упрочнение оболочки прокаливанием и ее засыпку песком;

• заливку в оболочку металла;

• отделение отливок от стояка и их очистку.

Кокильное литье.

Кокиль представляет собой металлическую литейную форму из чугуна, стали или, реже, цветных сплавов, в полость которой расплав подается под действием силы тяжести. В отличие одноразовой песчано-глинистой формы металлическая используется многократно. При изготовлении полых отливок из черных сплавов используют разовые стержни, для цветных сплавов возможно применение металлических стержней, которые извлекают из отливки после образования прочной корки твердого металла на ее поверхности. Производство отливок в кокилях имеет свои технологические особенности.

Литьё под давлением — технологический процесс переработки пластмасс, цветных металлов и других материалов путём впрыска их расплава под давлением в пресс-форму с последующим охлаждением.

Литье под давлением применяется для изготовления отливок из сплавов на основе алюминия, магния и цинка и лишь в отдельных случаях применяется для сплавов железа.

Плюсы: наиболее высокая производительность, точность размеров, четкость рельефа и чистота поверхности отливок из цветных сплавов.

Минусы: воздушная пористость, усадочные пороки, неметаллические и газовые включения.

Центробежное литьё — это способ получения отливок в металлических формах. При центробежном литье расплавленный металл, подвергаясь действию центробежных сил, отбрасывается к стенкам формы и затвердевает.

Используется при получении отливок, имеющих форму тел вращения. Подобные отливки отливаются из чугуна, стали, бронзы и алюминия. При этом расплав заливают в металлическую форму, вращающуюся со скоростью 3000 об/мин.

Плюсы: высокая износостойкость, высокая плотность металла, отсутствие раковин, в продукции центробежного литья отсутствуют неметаллические включения и шлак.

Непрерывное литье — это способ получения протяженных отливок постоянного поперечного сечения путем непрерывной подачи расплава в форму и вытягивания из нее затвердевшей части отливки.

В зависимости от направления вытягивания различают вертикальное и горизонтальное непрерывное литье.

Вертикальное литье обычно применяется для получения слитков и труб.

Непрерывным литьем получают заготовки постоянного сечения в виде круга, полосы или более сложного профиля, как, например, направляющие станин металлорежущих станков. Недостатком этого метода литья является ограниченность номенклатуры отливок, связанная с невозможностью получения сложных по форме заготовок.

Обработка металлов давлением – технологический процесс получения заготовок или деталей в результате силового воздействия инструмента на обрабатываемый материал.

Сущность: Обработка металлов давлением основана на их способности в определенных условиях пластически деформироваться в результате воздействия на деформируемое тело (заготовку) внешних сил.

Если при упругих деформациях деформируемое тело полностью восстанавливает исходные форму и размеры после снятия внешних сил, то при пластических деформациях изменение формы и размеров, вызванное действием внешних сил, сохраняется и после прекращения действия этих сил.

По назначению на 2 вида: для получения заготовок постоянного поперечного сечения по длине (прутков, проволоки, лент, листов), применяемых в строительных конструкциях или в качестве заготовок для последующего изготовления из них деталей — только обработкой резанием или с использованием предварительного пластического формоизменения, основными разновидностями таких процессов являются прокатка, прессование и волочение;

Для получения деталей или заготовок (полуфабрикатов), имеющих приближённо формы и размеры готовых деталей и требующих обработки резанием лишь для придания им окончательных размеров и получения поверхности заданного качества; основными разновидностями таких процессов являются ковка и штамповка.

Нагрев металлов перед ОМД: условия нагрева

Для повышения пластичности и снижения сопротивления деформированию металл необходимо нагреть до температур рекристаллизации. Нагрев металла перед обработкой давлением является ответственной операцией, от которой во многом зависит не только качество будущих деталей, но и производительность труда, надежность работы оборудования, стойкость инструмента и себестоимость продукции.

Для уменьшения окалинообразования и обезуглероживания применяют нагрев в защитной атмосфере или вакууме, скоростной нагрев, защитные засыпки и обмазки, наносимые на заготовки перед нагревом.

Высокоуглеродистые и высоколегированные стали и многие сложные сплавы, имеющие низкие теплопроводность и пластичность, во избежание трещин требуют медленного нагрева.

Нагревательные устройства

По способу нагрева нагревательные устройства делятся на пламенные и электрические. В пламенных печах требуемой температуры достигают сжиганием в специальных горелках мазута или газа. В свою очередь, электрические нагревательные устройства подразделяются:

• на электропечи сопротивления косвенного нагрева, в которых нагрев осуществляется энергией, выделяющейся в элементах сопротивления, через которые пропускают ток;

• электрические установки прямого контактного нагрева, в которых электрический ток проходит непосредственно через заготовку, нагревая ее;

• установки индукционного нагрева, в которых заготовку помещают в электромагнитное поле, создаваемое токами высокой частоты.

Деление нагревательных устройств на печи и установки условное и означает, что в печах заготовки нагреваются излучением и конвекцией за счет теплоты рабочего пространства печи, а в установках теплота возникает внутри самой заготовки.

При ОМД для нагрева заготовок кроме пламенных и электрических печей применяются электронагревательные установки (устройства). Распространены два типа электронагревательных установок — индукционного и контактного (прямого) нагрева.