Возможные дефекты отливок, причины и меры по их устранению
1. Недоливы и спаи. Образуются от неслившихся потоков металла, затвердевающих до заполнения формы. Возможные причины: холодный металл, питатели малого сечения.
2. Усадочные раковины – закрытые внутренние полости в отливках с рваной поверхностью. Возникают вследствие усадки сплавов, недостаточного питания. Устраняют с помощью прибылей.
3. Горячие трещины в отливках возникают в процессе кристаллизации и усадки металла при переходе из жидкого состояния в твердое при температуре, близкой к температуре солидуса. Склонность сплава к образованию горячих трещин увеличивается при наличии неметаллических включений, газов, серы и других примесей. Образование горячих трещин вызывают резкие перепады толщин стенок, острые углы, выступающие части. Высокая температура заливки также повышает вероятность образования горячих трещин.
Для предупреждения образования горячих трещин в отливках необходимо обеспечивать одновременное охлаждение толстых и тонких частей отливок; увеличивать податливость литейных форм; по возможности снижать температуру заливки сплава.
4. Пригар – трудноудаляемый слой формовочной или стержневой смеси, приварившийся к отливке. Возникает при недостаточной огнеупорности смеси или слишком большой температуре металла.
5. Песчаные раковины – полости в теле отливки, заполненные формовочной смесью. Возникают при недостаточной прочности формовочной смеси.
6. Газовые раковины –полости отливки округлой формы с гладкой окисленной поверхностью. Возникают при высокой влажности и низкой газопроницаемости формы.
7. Перекос. Возникает из-за неправильной центровки.
Методика проведения эксперимента
Лабораторную работу выполняют после освоения студентом методики разработки эскиза отливки с литейно- модельными указаниями.
Рис. 8. Деталь
Выполнить эскиз отливки.
В этом случае на эскиз детали наносят:
- плоскость разъёма модели и формы;
- припуски на механическую обработку;
- обозначения красным цветом отверстий, впадин, выемок, не выполняемых при литье:.
-контуры стержня со стержневыми знаками, выполненные синим цветом;
- формовочные уклоны.
По эскизам отливки выполняют эскиз модели с учётом вышеуказанных условий и величины усадки сплава. Стержневые знаки стержня, вставленные в модель, при этом закрашивают чёрным цветом.
Стержень изготавливают для формирования внутренней полости детали в стержневом ящике.
Рис.9. Стержень
По эскизу изготавливают модель отливки.
Рис. 10. Модель отливки
Далее литьё в разовые песчаные формы проводят в следующей последовательности.
Сначала изготавливаютнижнюю полуформу. Нижнюю половину модели, не имеющую центрирующих шипов, ставят плоскостью разъёма на подмодельную доску и устанавливают опоку. Поверхность модели и доски посыпают разделительным составом для уменьшения прилипания смеси к оснастке (сухой кварцевый песок, порошок талька или графита). На модель наносят слой облицовочной смеси, уплотняют её руками вокруг всей модели. Затем заполняют остальной объём опоки наполнительной смесью и уплотняют её трамбовкой, сначала у стенок опоки, а затем в средней части. Излишек смеси срезают линейкой. В формовочной смеси на расстоянии 40 – 50 мм друг от друга и на 10 – 15 мм от модели душником накалывают отверстия для выхода газов. Заформованную опоку покрывают второй подмодельной доской и переворачивают на 180о.
Изготовление верхней полуформы. На нижнюю половину модели по центрирующим шипам устанавливают верхнюю половину модели, модели шлакоуловителя, стояка и выпоров. Поверхность разъёма формы посыпают тонким слоем сухого кварцевого песка, для того чтобы формовочная смесь в верхней опоке не прилипала к смеси в нижней опоке. Верхнюю опоку устанавливают по центрирующим штырям на нижнюю. Наполняют её формовочными смесями так же, как и нижнюю. После уплотнения смеси вокруг стояка гладилкой прорезают литниковую чашу.
Извлечение моделей. Модели стояка и выпоров раскачивают и удаляют из верхней полуформы. Верхнюю опоку снимают и поворачивают на 180о разъёмом вверх. В плоскости разъёма нижней полуформы гладилкой прорезают питатели. Из полуформ после лёгкого раскачивания удаляют половины моделей и модель шлакоуловителя. Устраняют возможные дефекты формы, возникшие при извлечении моделей, обдувают обе полуформы сухим сжатым воздухом для удаления возможного засора. Поверхность полуформ припыливают молотым древесным углём или графитом.
Сборка литейной формы. В нижнюю полуформу устанавливают стержень и накрывают её верхней полуформой. Полуформы фиксируют штырями или скобами.
Рис . 10. Литейная форма в разрезе
(При выполнении эскиза выделить цветом знаки на стержне)
Производится заливка металла в форму до тех пор пока он, поднимаясь снизу, не заполнит до верха выпор.
После охлаждения проводится разборка литейной формы, извлечение стержня и обрезка литниковой системы.
Рис.11 .Отливка
В ходе работы необходимо представить
1 . эскиз детали
2. эскиз отливки
3. эскиз модели
Вопросы для самопроверки
- В чём состоит сущность литейного производства?
- Что такое модель и из каких материалов она изготавливается?
- Чем модель отличается от отливки?
- Какую часть детали отражают модель и стержень?
- Как изготавливаются отверстия в отливках?
- Из каких материалов изготавливаются формовочные и стержневые смеси и какие требования предъявляются к ним?
- Для чего назначаются формовочные уклоны?
- В чём заключается назначение стержневых знаков?
- Для чего предназначается литниковая система и из каких элементов она состоит?
- Что такое усадка металла и как она учитывается при изготовлении литейной формы?
- Что такое литейная форма и какие элементы образуют её?
- В какой последовательности осуществляется разработка эскиза отливки?
- Какова последовательность изготовления литейной формы?
Приложение1
Разъемные и неразъемные модели.
Рис.11. Корпус вентиля
Рис.12. Шестерня
Таблица 2
Приложение1
Припуски на механическую обработку отливок из серого чугуна
по III классу точности в мм (ГОСТ 26645 – 85)
| Наибольший габаритный | Положение поверхности | Номинальный размер в мм | ||||
| размер детали в мм | при заливке | До 50 | 51–120 | 121 – 260 | 261 – 500 | 501 – 800 |
| До 120 | верх низ, бок | 3,5 2,5 | 4,5 3,5 | |||
| 121 – 260 | верх низ, бок | 4,0 3,0 | 5,0 4,0 | 5,5 4,5 | ||
| 261 – 500 | верх низ, бок | 4,5 3,5 | 6,0 4,5 | 7,0 5,0 | 7,0 6,0 | |
| 501 – 800 | верх низ, бок | 5,0 4,0 | 7,0 5,0 | 7,0 5,0 | 8,0 6,0 | 9,0 7,0 |
Таблица 2
Припуски на механическую обработку фасонных отливок
из стали по III классу точности в мм (ГОСТ 26645-85)
| Наибольший габаритный | Положение поверхности | Номинальный размер в мм | ||||
| размер детали в мм | при заливке | До 120 | 121 – 260 | 261 – 500 | 501 – 800 | 801 – 1250 |
| До 120 | Верх низ, бок | 5 4 | ||||
| 121 – 260 | Верх низ, бок | 5 4 | 6 5 | |||
| 261 – 500 | Верх низ, бок | 6 5 | 8 6 | 9 6 | ||
| 501 – 800 | Верх низ, бок | 7 5 | 8 6 | 10 7 | 11 7 | |
| 801 - 1250 | Верх низ, бок | 9 6 | 10 7 | 11 8 | 12 8 | 13 9 |
Приложение 3