Технологические и конструктивные
особенности литьевого процесса
Технологические и конструктивные особенности процесса. При литье
стали под давлением одновременно с увеличением количества и размеров
воздушных включений возникают также и дефекты усадочного порядка,
так как через быстро образующуюся при соприкосновении со
сравнительно холодными стенками пресс-формы кристаллическую корку
очень затруднено (при применяемых удельных давлениях и литниковых
системах) питание отливки. Для литья стали под давлением нужны не
только более высокие удельные давления, но это давление должно
передаваться отливке не через тонкий, быстро затвердевающий
питатель, а через большую площадь. Значительные затруднения в
получении отливок вызывает повышенная склонность стали к образованию
трещин, особенно в период их затвердевания.
Поэтому при конструировании стальных отливок для литья под давлением
необходимо учитывать следующее:
а) толщина стенки не должна превышать 6 мм, резкие переходы в
стенках разной толщины недопустимы;
б) недопустимы внутренние и наружные острые углы, внутренние и
наружные радиусы должны быть не менее 2 мм;
в) литейные уклоны внутренние должны быть не менее 2°, а наружные не
менее 1°. При конструировании стальных отливок с отверстиями
необходимо учитывать, что минимальная перемычка между краями
отверстия и отливки должна быть не менее 10 мм, и литейные уклоны в
отверстиях должны быть не менее 1° на сторону.
Литье под давлением стали осуществляется на машинах с горизонтальной
камерой прессования моделей 516Ма и ВМЛС-25/350 завода "Сиблитмаш".
Машина 516Ма предназначена для литья неокисляющихся при плавке на
воздухе сталей, оснащена поворотной индукционной плавильной печью
вместимостью 2 кг расплава, подключенной к машинному генератору
ВП4-100/2400. В печи переплавляются нарубленные из прутка диаметром
30-45 мм мерные заготовки, предварительно очищенные от ржавчины в
галтовочном барабане. Расплавление заготовки в плавильной печи
проходит со скоростью 1 кг/мин. Рабочий цикл машины изменяется в
зависимости от массы шихты и колеблется от 1,5 до 2,5 мин. Машина
ВМЛС-25/350 предназначена для литья стали и сплавов, окисляющихся
при плавке на воздухе. Вместимость плавильной печи до 2 кг. В
пространстве вакуумных камер с помощью высоковакуумного насоса
создается разрежение до 3- Ю-2 мм рт. ст. Рабочий цикл без
охлаждения отливки в вакууме равняется 3-4 минутам, а при охлаждении
отливки в вакууме он увеличивается примерно вдвое. Значительный
перепад температур между жидкой -сталью, камерой прессования и
стенками вкладышей пресс-формы, превышающий 1000° С, накладывает
специфические особенности на процесс. Залитая с достаточным
перегревом сталь, теряет запас своего тепла во время заливки и
нахождения в камере прессования с перегревом 60- 100° С и поступает
в полость пресс-формы с перегревом в 20-30° С над температурой
ликвидуса.
Высокая теплопоглощающая способность и низкая скорость выпуска стали
в полость пресс-формы приводят к тому, что в подавляющем большинстве
случаев заполнение происходит полужидкой сталью, т. е в интервале
температур кристаллизации. В этом случае процесс заполнения
подчиняется правилу <последовательного заполнения полости
пресс-формы от толстых сечений к тонким>. Разбрызгивание потока при
выходе из питателя вызывает образование внутри отливки раковин и пор
с окисленной поверхностью, а на поверхности следов слияния капель
металла.
Литниковая система должна иметь минимальную протяженность,
возможно большую толщину питателей, подведенных к наиболее толстой
стенке отливки, а размеры питателей должны обеспечить скорость
впуска, исключающего разбрызгивание потока металла. Время выдержки
отливки в пресс-форме определяется временем затвердевания
пресс-остатка, длина которого должна в 2-3 раза превышать толщину
литников.
Полученные отливки очищаются от облоя в виброголтовочном барабане,
предварительно у них отрезается на специальном станке литниковая
система. После чего они проходят отжиг в течение одного часа при
температуре 900°С в конвейерной печи с защитной атмосферой К.ВП-60Б.
Отожженные отливки контролируются на отсутствие вздутий от газовых
включений, по твердости и при необходимости правятся. Правленые
отливки подвергаются дополнительному низкотемпературному отпуску в
камерной печи.
Литье стали под давлением имеет большую перспективу, но для этого
необходимо изыскать более дешевые материалы для пресс-форм и простые
способы их изготовления, а также разработать более широкую гамму
конструкций литейных машин, предназначенных для литья стали под
давлением.