Понятие о литейных сплавах

Категория:
Изготовление форм


Понятие о литейных сплавах

Основными литейными сплавами являются серый и ковкий чугун, сталь, алюминиевые сплавы, бронзы и латуни.

Серый чугун — сплав железа с углеродом следующего содержания, %: углерода 2,8—3,5, кремния 1,0—3,5, марганца 0,5—1,3, фосфора 0,2—0,7 и серы до 0,12. Углерод, кремний и марганец улучшают механические и литейные свойства сплава; фосфор и сера являются вредными примесями; фосфор придает чугуну хрупкость, сера понижает жидкотекучесть сплава и вызывает отбел в тонких частях отливки.

Рис. 15. Стержневой полуавтомат модели П84

Серый чугун широко применяется в машиностроении, он хорошо обрабатывается, имеет высокие литейные и механические свойства, дешевый. Прочность серого чугуна зависит от формы, величины и распределения графитовых включений, а также от прочности основной металлической массы-структуры.

Серые чугуны маркируются буквами СЧ с добавлением цифр, из которых две первые указывают предел прочности при растяжении, а две вторые —- предел прочности при изгибе.

Серый чугун плавят главным образом в шахтных печах, называемых вагранками, которые бывают с копильниками и без копилы-ников.

Устройство и принцип работы вагранки показаны на рис. 16 Кожух вагранки изготавливают из листового железа. Внутри он выложен огнеупорным шамотным кирпичом и установлен на массивной стальной плите, имеющей посредине отверстие, равное внутреннему диаметру шахты вагранки и закрываемое крышкой с запорным устройством. Плита опирается на чугунные колонны, которые установлены на кирпичный фундамент. Дно-лещадь набивают формовочной смесью перед каждой плавкой. Для выпуска чугуна в горне у лещади делается отверстие-летка, из которой сплав попадает на желоб, а затем в разливочный ковш. Желоб предусмотрен для выпуска шлака. Нагнетаемый вентилятором воздух сначала попадает в фурменную коробку, а затем через фурмы — вагранку.

Завалка исходных материалов производится в вагранку с колошниковой площадки через загрузочное окно с помощью бадьи. Отходящие газы удаляются через верхнюю часть шахты и искроуловитель. Для сохранения футеровки от ударов загружаемой шихты верхняя часть шахты выкладывается чугунными пустотелыми кирпичами.

В качестве металлических шихтовых материалов в вагранках используют штыковой (чушковой) литейный доменный чугун различных марок, чугунный и стальной машинный лом, собственные отходы (литники, брак, слив, сплеск и т. п.), а также различные присадки (ферросилиций, ферромарганец и др.). В качестве топлива используют кокс; флюсом является главным образом известняк (служащий для разжижения шлака и удаления вредных примесей из чугуна).

Процесс плавки чугуна начинается после просушки вагранки, когда в нее загружают слой кокса высотой 500—1500 мм, называемый холостой колошей, которая служит для разогрева вагранки и поддерживает расплавляемые материалы в зоне наиболее высоких температур (в плавильном поясе). После розжига вагранки дровами на разогретый кокс холостой колоши загружают слоями рабочие порции кокса, флюса и металлических материалов. После загрузки материалов открывают формы и пускают дутье при открытой летке для выпуска чугуна. Ее закрывают после того, как из вагранки появятся первые капли расплавленного чугуна.

Рис. 16. Схема вагранки без капильника

В плавильном поясе металл и шлаки расплавляются и стекают в горн вагранки. Образующиеся газы поднимаются вверх, нагревая по пути находящиеся в верхних слоях шихтовые материалы, которые в процессе плавки периодически загружают в вагранку. Накопившийся в горне чугун сливают через летку по желобу в ковш. При этом ударами ломика летку освобождают от глиняной пробки, которую вставляют для прекращения выпуска чугуна. В ходе плавки через специальную шлаковую летку периодически выпускают и шлак. После окончания плавки открывают днище вагранки, освобождая ее от остатков топлива, шлака и металла.

Вагранки делают без копильника и с копильником. Первые применяют при производстве мелких и средних отливок, а вторые — при крупном литье, когда требуется сразу залить в форму большое количество чугуна. Производительность вагранок составляет 0,5—30 т чугуна в час. Для повышения производительности вагранок используют подогретое дутье или дутье, обогащенное кислородом. При таком форсировании в ходе плавки чугун выпускают из вагранки при температуре 1400—1420 °С.

Ковкий чугун — сплав железа с углеродом следующего состава, %: углерода 2,6—2,8, кремния 1,1—1,3, марганца 0,4—0,6, фосфора до 0,2 и серы до 0,1. По сравнению с серым чугуном этот чугун является более вязким и пластичным. Поэтому он широко используется для производства изделий и деталей машин, испытывающих во время работы ударные нагрузки.

Согласно ГОСТ 1215—59 ковкий чугун маркируется буквами КЧ, после которых ставятся цифры: первые две цифры обозначают предел прочности при растяжении, а две вторые — относительное удлинение.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум