Разработка модели художественного изделия, получаемого методом литья в песчано-глинистые формы
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
µ. Наиболее важные литейные свойства - жидкотекучесть, усадка (объемная и линейная), склонность сплавов к ликвации, образованию трещин, поглощению газов, пористости и др.
Жидкотекучесть - это способность металлов и сплавов течь по каналам литейной формы, заполнять ее полости и четко воспроизводить контуры отливки при затвердевании. Жидкотекучесть литейных сплавов зависит от температурного интервала кристаллизации и поверхностного натяжения расплава, температуры заливки и формы, теплофизических свойств формы и др.
Чистые металлы и эвтектические сплавы обладают лучшей жидкотекучестью, чем сплавы, образующие твердые растворы и затвердевающие в широком интервале температур. Чем выше вязкость, тем ниже жидкотекучесть расплава. С увеличением поверхностного натяжения жидкотекучесть понижается и тем больше, чем тоньше канал в литейной форме. При повышении температуры заливки расплавленного металла и температуры формы жидкотекучесть улучшается. Увеличение теплопроводности материала формы снижает жидкотекучесть. Так, песчаная форма отводит теплоту медленнее, поэтому расплав заполняет ее лучше, чем металлическую форму.
Жидкотекучесть расплава зависит от химического состава: фосфор, кремний и углерод повышают ее, а сера ухудшает. Серый чугун содержит углерода и кремния больше, чем сталь, и поэтому обладает лучшей жидкотекучестью. Минимально возможная толщина стенок определяется величиной жидкотекучести расплава и составляет (при литье в песчаные формы) для отливок из серого чугуна - 3…4 мм, а из стали - 5…7 мм. Наибольшей жидкотекучестью обладает серый чугун, наименьшей - магниевые сплавы.
Усадка - свойство литейных сплавов уменьшать объем при затвердевании и охлаждении. Усадочные процессы в отливках протекают с момента заливки расплавленного металла в форму вплоть до полного охлаждения отливки. Различают линейную и объемную усадку.
На линейную усадку влияют химический состав расплава, температура его заливки, скорость осаждения сплава в форме, масса, конструкция отливки и литейной формы. Так, усадка серого чугуна уменьшается с увеличением содержания углерода и кремния. Усадку алюминиевых сплавов уменьшает повышенное содержание кремния. Увеличение температуры заливки и скорости отвода тепла от залитого в форму расплава приводит к возрастанию усадки отливки.
Усадка в отливках проявляется в виде усадочных раковин, пористости, трещин и коробления.
Усадочные раковины - сравнительно крупные полости, расположенные в местах отливки, затвердевающих последними (рис. 1,а). Они образуются при изготовлении отливок из чистых металлов, сплавов эвтектического состава и с узким интервалом кристаллизации.
Усадочная пористость - скопление пустот, образовавшихся в отливке в тех местах, которые кристаллизуются последними без доступа к ним расплавленного металла (рис. 1,б). Вблизи температуры солидуса кристаллы срастаются друг с другом, что приводит к разобщению ячеек, заключающих в себе остатки жидкой фазы. В результате усадки в каждой ячейке образуется небольшая усадочная раковина. Множество таких межзеренных раковин образуют пористость, которая располагается по границам кристаллитов.
Рис. 1 Схема образования усадочной раковины (а) и усадочной пористости (б): 1 - корка твердого металла; 2 - новый твердый слой металла; 3 - усадочная раковина; 4 - жидкая фаза; 5 - разобщенные ячейки; 6 - усадочная пористость
Для устранения усадочных раковин в отливках устанавливают прибыли - резервуары, которые обеспечивают доступ расплавленного металла к участкам отливки, затвердевающим последними. Однако, прибыль не всегда может обеспечить доступ расплавленного металла к утолщенному участку отливки (рис. 21.2,а). В этом месте образуются усадочная раковина и пористость. Установка на утолщенный участок прибыли 3 (рис.21.2,б) устраняет образование усадочной раковины и пористости. Предупредить образование усадочных раковин и пористости позволяет установка в литейную форму наружных (рис. 2, в) или внутренних (рис. 2, г) холодильников. Они способствуют выравниванию скоростей затвердевания массивной и тонкой частей изделия.
В отливках в результате неравномерного затвердевания расплава и торможения усадки формой при охлаждении возникают напряжения, которые тем выше, чем меньше податливость формы и стрежней. Для предупреждения возникновения горячих трещин при проектировании отливок необходимо избегать резких переходов от толстой части к тонкой, острых углов, выступающих частей и т.п. Кроме того, для предупреждения этих дефектов необходимо при изготовлении отливок создать в них условия, способствующие формированию мелкозернистой структуры, равномерному охлаждению и увеличению податливости литейных форм. В целях предотвращения образования холодных трещин и коробления отливок целесообразно применять холодильники (внутренние и внешние), которые позволяют выравнивать скорость охлаждения толстых и тонких частей заготовок.
Рис. 2 Способы предупреждения усадочных раковин, пористости и трещин в отливках: а - с одной прибылью; б - с двумя прибылями; в - с наружным холодильником; г - с внутренним холодильником; 1 - прибыль; 2 - усадочная раковина; 3 - прибыль, устраняющая усадочную раковину; 4 - наружные холодильники; 5 - внутренний холодильник
Для уменьшения зональной ликвации, возникающей при кристаллизации расплава, необходимо увеличивать скорость охлаждения отливки. Снижение об?/p>