Головна

Форма первинних кристалів і будова зливка.

  1. CASE-технологія створення інформаційних систем
  2. Divide; Побудова характеристик насосів
  3. E. Форма верхнього і нижнього зубного ряду - напівеліпс.
  4. E. Форма верхнього і нижнього зубного ряду - напівеліпс.
  5. I Основні інформаційні процеси і їх реалізація за допомогою комп'ютерів
  6. I. Самостійна робота з інформаційними джерелами
  7. II Архів інформації

 Первинні кристали технічних сплавів це кристали твердого розчину. Вони мають дендритну (деревоподібну) форму, обумовлену анізотропією швидкості їх зростання. Зародився кристалик починає витягуватися в напрямках з максимальною щільністю упаковки атомів. В результаті виростають гілки першого порядку, від яких відгалужуються гілки другого порядку. Останні теж розгалужуються, даючи гілки третього і більш високих порядків. Гілки дендритних кристалів з кубічної структурою розташовуються перпендикулярно один одному.

 Дендрити ростуть до тих пір, поки не стикнуться один з одним або поки рідка фаза не досягне евтектичного складу. Потім залишилася в междуветвіях рідина також у вигляді твердого розчину твердне, добудовуючи розгалужений дендрит до поліедріческіх кристаліта (зерна) або междендрітная рідина кристалізується у вигляді евтектики.

Типова зерен структура злитка складається з трьох основних зон: 1 зона дрібних (заморожених кристалів утворюється через сильний миттєвого переохолодження залитого в изложницу металу і множинного зародження центрів кристалізації;

Далі формується 2 зона стовпчастих кристалів, витягнутих у напрямку тепловідводу, тобто велика вісь зерен спрямована майже нормально до поверхні виливниці (форми), кристали ростуть до центру або тепловому вузлу. Центральну частину зливка займає 3 зона великих рівноосних кристалів, які ростуть в умовах ненаправленного тепловідведення і при малому переохолодженні.

Охолоджуючись, метал дає усадку, тобто зменшується в об'ємі, тому в зоні зливка, твердіє в останню чергу, утворюється усадочная раковина 4. Усадочна порожнину може бути зосередженою або утворюється усадочная пористість (усадочная рихлоти).

Деякі сплави, наприклад високомарганцевая сталь, схильна до збільшення зони стовпчастих кристалів аж до стикування їх в центрі при повному витісненні зони 3. Така структура злитка називається транскристаллитного. Транскристаллитного структура характеризується високою щільністю металу, але в зоні стику зустрічних кристалів збираються нерозчинні домішки, розвивається усадочная рихлоти. Виливки (злитки) з транскристаллитного структурою можуть розтріскуватися в процесі подальшої куванні або прокатці.

Формуванням зерен структури злитка можна управляти, пригнічуючи розвиток зони стовпчастих кристалів, наприклад, знижуючи температуру розливання сплаву, продувкою інертними газами, вібраційного обробкою, модифицированием. В принципі можна домогтися отримання злитка зі структурою, що складається з рівноосних кристалів.

Щоб зменшити враження металу усадковими дефектами використовують спрямоване затвердіння: у верхній частині злитка влаштовують прибуток, яка живить виливок рідким металом. Прибуток твердне в останню чергу і в ній концентрується усадочная раковина. Прибуткову частину зливка відрізають і пускають на переплав, а решту неушкоджену частину металу використовують за призначенням.

Найбільш радикальним заходом запобігання усадочнихдефектів злитків є безперервне розливання. При такій технології рідкий метал з печі безперервно надходить в спеціальний пристрій - водоохолоджуваний кристаллизатор. Затверділий метал безперервно витягується з протилежного кінця кристаллизатора і відрізається мірними шматками. Затверділий метал має щільну дрібнозернисту структуру з високими механічними властивостями.

Аналогічно зливка формується зерен структура фасонних виливків. У виливках складної форми усадочні дефекти можуть розвиватися в, так званих теплових вузлах виливки, в місцях з різким збільшенням перетину. Для запобігання усадочнихдефектів в таких місцях встановлюють живлять прибутку.

Основи ливарної технології

Ливарна технологія є найбільш економічним і універсальним способом виготовлення деталей складної форми вагою від декількох грамів до сотень тонн, тому вони широко застосовуються в ремонтному виробництві сільськогосподарської техніки та виготовленні нестандартного обладнання.

Фасонні виливки виготовляють шляхом заливання розплавленого металу в спеціальну ливарну форму, внутрішня порожнина якої має конфігурацію виготовляється литий деталі. Залитий у форму метал, затвердевая, набуває задану конфігурацію. У процесі охолодження в формі і навіть при звільненні з неї відбуваються спочатку кристалізація, а потім і твердофазні перетворення металу, які формують структуру і властивості виливки

Залежно від обсягу виробництва, геометричній складності, розмірної точності і інших чинників застосовують різні способи лиття: в піщано-глинисті разові форми, оболонкові форми, по виплавлюваних моделях, в кокіль, під тиском, відцентрове лиття та ін. Однак технологічна схема майже будь-якого з застосовуваних способів включає наступні основні позиції:

ливарна форма - Це система елементів, що утворюють робочу порожнину, яка формує відливку з залитого в неї розплаву. Зазвичай ливарна форма складається з верхньої та нижньої полуформ, які виготовляють по ливарним моделям в опоках. Для виготовлення ливарної форми використовують ливарну оснастку, що складається з модельного комплекту і ливарних опок. У модельний комплект входять модель виливка, модельні плити, стрижневі ящики, моделі ливникової системи і ін. Пристосування. ливарна модель- Має форму і розміри, близькі до параметрів одержуваної виливки і служить для утворення в формі робочої порожнини, яку заливають металом. Моделі можуть бути нероз'ємному, роз'ємними або з окремих частин. Отвори, порожнини і інші складні контури в литві утворюють за допомогою стрижнів відповідної конфігурації. Стрижні встановлюють в робочій порожнині ливарної форми на спеціальні виступи (стрижневі знаки). Для підведення розплавленого металу в робочу порожнину в формі влаштовують литниковую систему, Яка складається з ливникової чаші, стояка і живильників. ливарна опока являє собою рамкову пристосування для утримування формувальної суміші при виготовленні форми і заливці її металом. Верхню і нижню опоки орієнтують один щодо одного за допомогою металевих штирів, щоб точно поєднати сформовані в них робочі порожнини.

стрижневий ящик - Це пристосування для виготовлення стрижнів.

Вихідним документом для розробки креслення виливки з модельно-ливарними вказівками служить креслення деталі. На кресленні виливка вказані роз'єм моделі і форми, положення виливка у формі при заливці, припуски на механічну обробку, формувальні ухили, число стрижнів, розміри стрижневих знаків, межі стрижнів і т.п.

Моделі і стрижневі ящики для одиничного виробництва виготовляють з дерева; для масового виробництва - з чавуну, алюмінієвих сплавів або з пластмаси.

Припуски на механічну обробку - Це шар металу, що видаляється в процесі механічної обробки виливки для забезпечення заданої геометричної точності і якості поверхні деталі.

Для вільного вилучення моделі з форми без пошкодження її робочої порожнини передбачають формувальні ухили і заокруглення внутрішніх кутів (галтелі).

Формувальні і стрижневі сумішіскладаються з наповнювача і зв'язуючого. В якості наповнювача використовують пісок. сполучнізастосовують різні: глину, рідке скло, масла, смоли і їх композиції. Найбільшого поширення набули піщано-глинисті формувальні суміші.

Для додання формувальних і стрижневих сумішей необхідної міцностіїх ущільнюють або отверждают сушінням, впливом підвищеної температури, продувкою вуглекислого газу, а також можливе самовільне затвердіння в результаті хімічних реакцій, що протікають в суміші після її приготування.

Формувальні суміші повинні володіти огнеупорностью, мати достатню міцність, мати мінімальну взаємодією з розплавленим і твердіє металом, а також вони повинні мати високу газопроникність, пластичність і податливість.

Розплавлення і доведення сплаву до заданого хімічного складу виробляють в електропечах індукційних, дугових або печах опору, можуть також використовуватися печі з газополуменевим обігрівом. Для виплавки чавуну можуть також використовувати вагранки - шахтні печі, які опалюються теплом горіння коксу. Кокс необхідний і для науглероживания виплавленого чавуну.

Для поліпшення якості метал після випуску з печі часто піддають різного роду позапічної обробки, Модифікації, вакуумної екстракції, обробці синтетичними шлаками тощо., А потім заливають у форми.

Важливим технологічним параметром є температура заливки. При високій температурі заливання зростає жидкотекучесть металу, забезпечуючи хорошу заповнюваність навіть найтонших перетинів виливки, але сильно перегрітий метал більш газонасищен, сильніше окислюється, збільшується усадка. Оптимальною є температура заливки на 100 ... 150 ° вище температури ліквідусу сплаву.

Після завершення кристалізації і охолодження металу до заданої температури виливки вибивають, Руйнуючи форми на спеціальних установках, exp.вибівних решітках, а також видаляють стрижні.

Потім слід операція обрубки, Тобто видалення з виливки прибутків, літніковойсистеми, випоровши, облоя за місцем сполучення полуформ. Обрубка виробляють газової або механічною різкою, тиском на пресах. Літники з чавунних виливків легко відбивають молотками. Місця обрубки зачищають шліфувальними кругами, газопламенной обробкою і т.п.

І, нарешті, виконують очистку виливків - Видаляють Пригара і залишки формувальної суміші з поверхні.

Для підвищення геометричної і розмірної точності, поліпшення якості поверхні виливків і для досягнення інших якісних і економічних показників і застосовують спеціальні способи лиття.

Лиття в оболонкові форми відрізняється високою точністю розмірів, вимагає дуже невеликих припусків на механічну обробку. Витрата формувальних матеріалів при такій технології скорочується, що знижує собівартість лиття. Форми при такому способі лиття, є тонкостінні оболонки, які отримують нанесенням на підігріту модель формувальної суміші з піску та термореактивної смоли. Після затвердіння оболонка знімається з моделі. Якщо форма складається з декількох частин, то спочатку вона збирається в цілу, а потім доповнюється ливниковою системою, поміщається в опоку, засипається піском або дробом і нарешті заливається металом. Затверділа виливок звільняється шляхом руйнування форми.

Лиття по виплавлюваних моделяхзастосовують для виготовлення відливок складної конфігурації з дуже малою товщиною стінки 1-3 мм і вагою від декількох грамів до декількох десятків кілограмів. Ця технологія поширена, наприклад, в художньому лиття. Разові моделі виготовляють у прес-формах, запрессовивая в них пастоподібний модельний склад на основі парафіну, стеарину або церезину. Після затвердіння модель витягують з прес-форми і наносять на неї суспензію з пилоподібного кварцу і етилсилікату в кілька шарів, обсипаючи кварцовим піском і просушуючи кожен шар. Потім модель видаляють з форми, виплавляючи її в гарячій воді. Наступні операції аналогічні технології лиття в оболонкові форми.

Лиття в кокільосуществляют заливанням розплавленого металу в металеві форми, які і називаються кокилем. Кристалізація металу в кокіль відбувається в умовах інтенсивного тепловідведення і підвищеної швидкості охолодження. Такі умови кристалізації забезпечують високу щільність, розмірну точність і хороші механічні властивості виливки. Технологія кокильного лиття високопродуктивна, всі операції її механізовані й автоматизовані. Вона економічна при масовому і великосерійному виробництві. Для підвищення стійкості кокілів застосовують облицювання робочої поверхні формувальної сумішшю з термореактивним сполучною.

лиття під підвищеним або низьким тискомвикористовують в масовому і великосерійному виробництві виливків з дуже малою товщиною стінок (до 0,8 мм) і дуже високою точність розмірів. Досягається точність розмірів і високу якість поверхні часто не вимагає подальшої механічної обробки. Лиття здійснюють заповненням прес форми розплавленим металом під тиском 40-100МПа (при холодній камері пресування) або 10-30 МПа (при гарячої камерою пресування). Після затвердіння металу прес-форму розкривають і виливок витягають. Технологія застосовується для виливків з відносно легкоплавких сплавів на основі Al, Mg, Zn.

відцентрове литтяздійснюється в обертові форми. Відцентрові сили притискають залитий метал до стінок форми, що забезпечує високу щільність і механічні властивості виливків, формування внутрішньої порожнини трубних заготовок без застосування стрижнів, економію металу через відсутність літніковойсистеми. Відцентрове лиття дозволяє отримувати двошарові виливки, Заливаючи спочатку один сплав, а після його затвердіння інший.

безперервне литтяосуществляетсябесперебойной заливкою металу в водоохолоджуваний кристаллизатор. Внутрішня порожнина кристаллизатора має конфігурацію, яка формує відливку. Затверділа частина виливки витягується з кристалізатора спеціальним пристроєм і розрізається на мірні заготовки. Цим способом отримують виливки різного профілю з паралельними утворюють з чавуну, стали, алюмінієвих і мідних сплавів. Завдяки кристалізації в умовах спрямованого тепловідведення безперервно литі заготовки не мають усадочнихдефектів і неметалевих включень.



Попередня   16   17   18   19   20   21   22   23   24   25   26   27   28   29   30   31   Наступна

Предмет матеріалознавства. Взаємозв'язок структури і властивостей матеріалів. | Взаємозв'язок структури і властивостей матеріалів | Фази і структурні складові металевих сплавів. Діаграми стану. | Діаграма з ідеальною евтектикой | Механічні і спеціальні властивості матеріалів | залізовуглецевих сплавів | Перетворення в сталі при нагріванні | Перетворення аустеніту при охолодженні | Перетворення при відпуску загартованої сталі | Зміна властивостей стали при термічній обробці |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати