ОТРИМАННЯ ПЛОТНИХОТЛІВОК
Відмітною ознакою виливків при їх порівнянні з заготовками з деформованих сплавів є наявність в виливках усадочною, газової та газоусадочной пористості. Про це, по суті і свідчить буква «Л» (литий) в кінці марок ливарних сплавів. Пористість може значно знижувати міцність сплавів - до 30% і більше. Тому отримання щільних виливків є одним із важливих завдань технолога-ливарника.
Слід зазначити, що заготовки з деформованих сплавів також виходять з виливків, званих злитками, які, як і виливки, вражені пористістю. Однак в процесі обробки тиском пористість практично знищується путемспрессовиванія пір.
Технологія виготовлення відливок в дуже сильному ступені залежить від вимог замовника, що пред'являються до їх щільності: чим жорсткіше вимоги по щільності, тим складнішим і дорогімстановітся технологічний процес виготовлення відливок. Наприклад, для попередження газової пористості пріменяютсявакуумная плавка і заливка, а для зменшення усадочних пір ретельно організовується харчування виливків з використанням, наприклад, відцентрових сил або тиску стисненого повітря в автоклаві.
Для отримання щільних виливків технолог може реалізувати два принципи затвердіння: одночасного і спрямованого
Схематично це ілюструється на рис. 14.1
Мал. 14.1. Схеми забезпечення затвердіння виливків:
а - одночасного: 1 - воронка; 2 - стояк; 3 - шлакоуловителя; 4 - живильник; 5 - виливок;
б - спрямованого: 1 - виливок; 2 - шийка; 3 - прибуток; 4 - воронка; 5 - стояк; 6 - шлакоуловителя; 7 - живильник
Принцип одночасного затвердіння реалізується підведенням металу в тонку частину виливки (рис. 14.1, а). При заливці тонка частина виливки розігрівається, і виливок в тонких і товстих частинах твердне одночасно.
Принцип спрямованого затвердіння реалізується підведенням металу в товсту частину виливки (тепловий вузол) з обов'язковим використанням прибутків. На рис. 14.1, б показаний підведення металу в товсту частину виливки через прибуток.
Слід зазначити, що під «тепловим вузлом» розуміється потовщення в литві (скупчення металу), діаметр вписаного кола в яке більше, ніж примикають до нього стінки Нижче будуть розглянуті засоби для реалізації названих принципів затвердіння. Однак спочатку варто позначити область їх використання. Принцип спрямованого затвердіння є універсальним, придатним для будь-яких виливків з будь-яких сплавів. Принцип одночасного затвердіння використовується для дрібних виливків з будь-яких сплавів евтектичного і околоевтектіческого складу, коли харчування забезпечується з літніковойсистеми (стояка) на невеликі відстані.
Природно, принцип одночасного затвердіння може бути використаний для виливків з сірих чавунів евтектичного або околоевтектіческого складу, що розширюються при графітизації, яка відбувається в деякому інтервалі температур нижче температури солідусу (температури евтектичного перетворення). До таких чавунів слід віднести чавуни марок СЧ15 і СЧ20, виливки з яких можна виготовляти без прибутків, дотримуючись принципу одночасного затвердіння. Це відноситься не тільки до дрібних, а й до великих відливок сірого чавуну СЧ15 і СЧ20. З подальшим збільшенням числа в марці (починаючи з СЧ25) і інтервалу кристалізації чавуну відливання з нього виготовляють вже з використанням живлять бобишек (таку назву вони отримали через малі розміри, пов'язаних з невеликою усадкою затвердіння). Точно так же без прибутків можуть виготовлятися дрібні тонкостінні виливки з чавуну з кулястим графітом при його модифицировании в формі. Більшість виливків з ВЧ можна виготовляти без прибутків, але в жорстку неподатливу форму.
Слід зазначити, що виливки з будь-яких чавунів з графітом виходять щільніше при їх виготовленні в жорстких неподатливих формах, що пов'язано з розширенням чавунів в деякому інтервалі температур нижче температури солідусу (в твердому стані). У звичайній піщано-глинистої формі щільність виливків буде залежати від міцності суміші. У маломіцних формах розширення чавуну реалізується в збільшенні розмірів і освіті усадочнихдефектів.
Універсальному принципу спрямованого затвердіння притаманні суттєві недоліки - неодночасність затвердіння виливки і, отже, підвищена схильність до гарячих тріщин, значна різниця температур в обсязі виливки і підвищена схильність до тимчасових температурним напруженням. а в подальшому - до залишковим напруженням.