книги / Технология металлов

обработкой смеси или химическим путем при продувке углекис­ лого газа.

Формы изготовляют вручную или на машинах. Изготовлен­ ные формы подвергают сушке или заливают в сыром состоянии. Сырая форма обладает большой податливостью. Для улучшения качества поверхности отливок формы окрашивают противопри­ гарными литейными красками или покрывают противопригарны­ ми порошками.

Для устранения в отливках усадочных раковин в формах предусматриваются прибыли и устанавливаются чугунные холо­ дильники, которые заформовывают против толстых сечений от­ ливки. Литниковую систему располагают так, чтобы форма за­ полнялась металлом спокойно без ударов и завихрений и чтобы направленное затвердевание металла не препятствовало сво­ бодной усадке.

При изготовлении деталей небольшого веса формы заливают из ковшей через носок, так как при этом требуется небольшой напор металла. При отливке деталей большого веса заливку форм производят из стопорных ковшей, что устраняет возмож­ ность попадания шлака в форму. Ковши применяют различной емкости от 1 до 100 т. При получении толстостенных отливок температура заливки на 100° С выше температуры плавления, а при получении тонкостенных отливок — на 150—160° С.

Все остальные отливки подвергаются термической обработ­ ке— отжигу, который проводится для измельчения зерна и сня­ тия внутренних напряжений и для повышения механических свойств отливок. Скорость нагрева при отжиге 60—100° С в час. Нагрев отливок при отжиге производят в пределах 700—900° С в зависимости от содержания углерода в стали. Время выдержки их при высоких температурах 1 час на 35—50 мм толщины стен­ ки отливки. Отливки охлаждают в печи до 430° С. Дальнейшее охлаждение производится на воздухе.

Для большего измельчения структуры стали применяют нор­ мализацию, при которой ускоряется охлаждение отливок в ин­ тервале критических температур. Вследствие этого образуются большое количество центров кристаллизации и относительно мелкие зерна в стали.

Отливки из легированной стали, кроме отжига и нормализа­ ции, часто подвергают закалке и отпуску. Скорость нагрева от­ ливок из легированной стали меньше, чем из углеродистой, так как легированные стали имеют меньшую теплопроводность. По­ этому при быстром нагреве в отливках возникают большие внут­ ренние напряжения. Большая продолжительность выдержки при высоких температурах необходима для более полной диффузии легирующих элементов с целью выравнивания химического со­ става и получения однородных по механическим и другим свой­

ствам отливок. Термическую обработку стальных отливок про­ изводят в камерных, методических и электрических печах.

8. ЛИТЬЕ ИЗ СПЛАВОВ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ

Цветные металлы и сплавы на их основе являются дефицит­ ными и .дорогими. Поэтому их применяют для производства та­ ких отливок, которые должны обладать особыми свойствами: легкостью и прочностью, износоустойчивостью, антикоррозион­ ной стойкостью в кислотах и щелочах или в морской воде и т. п.

Применяющиеся для фасонного литья сплавы из цветных металлов в основном можно подразделить на две группы: тяже­ лые сплавы на медной основе и легкие сплавы на алюминиевой и магниевой основе.

Получение отливок из медных сплавов

Медные сплавы подразделяются на бронзы и латуни различ­ ных марок. Бронзой называется сплав .меди с оловом, латунью — сплав меди с цинком.

Чистые сплавы меди с оловом почти не применяются вслед­

ствие дефицитности и высокой стоимости олова. Главным образом применяются бронзы, в которых олово частично заменено дру­

гими элементами: цинком, свинцом и фосфором. Безоловянные бронзы широко применяются в машиностроении как заменители оловянистых бронз (табл. 38). В них олово заменено главным образом алюминием. Алюминиевые бронзы по сравнению с оловянистыми обладают большей прочностью, сопротивлением из­ носу, стойкостью против коррозии и лучшей жидкотекучестью. Главным недостатком этих бронз является большая усадка, до­ ходящая до 3%.

Т а б л и ц а 38

Механические свойства и назначение отливок из оловянистых и безоловянных бронз1

свинец, Н — никель, А — алюминий, Mg — марганец, Ж — железо. Цифры указывают соответственно среднее содержание этих эле­ ментов в процентах, а остальные — содержание меди.

В латуни содержание цинка составляет 35—45 %• Чистый сплав меди с цинком почти не употребляется, так как добавление других элементов даже в незначительных количествах улучшает литейные и эксплуатационные свойства латуни. Из латуни от­ ливают гребцые винты для судов, арматуру, работающую под высоким давлением при температуре до 300ЭС, детали автомо­ билей и др. (табл.39).

Маркировка латуней отличается от маркировки бронз тем, что в буквенных обозначениях дан тип сплава (Л — латунь) и другие элементы, кроме меди и цинка. На среднее содержание меди указывает первая цифра, а последующие цифры — на сред­ нее содержание остальных элементов в процентах. Содержание же цинка не указывается, так как количество его определяется

по разности. Некоторыми литейными латунями успешно заменя­ ют оловянистые бронзы, механические свойства которых ниже.

Бр. ОЦСЗ-12-5 также может быть латунь Лмц-Ж-55-3-1. Бронзы Бр. ОЦС6-6-3 и Бр. ОЦС5-55 можно заменять латунями ЛКС80-3-3 и ЛМцС58-2-2.

1 В скобках приведены данные для отливок, полученных в металлических формах, без скобок — в песчаных.

В настоящее время для производства литых деталей имеется много марок латуней и безоловянных бронз, заменяющих более дорогостоящие оловянистые бронзы. Но выбор заменителей воз­ можен только после оценки всех их свойств, в частности ли­ тейных.

При плавке медных сплавов в состав шихты вводят техниче­ скую медь, лом красной меди, лом бронзы и латуни и отходы литейного производства. Лом обычно предварительно переплав­ ляют и разливают на чушки, называемые вторичным металлом. Для введения в сплав отдельных элементов используют чистые металлы или лигатуры.

Лигатурами называются сплавы металлов, температура плав­ ления которых ниже, чем тугоплавких компонентов, входящих

Литье из магниевых сплавов

Для производства отливок чистый магний почти не применя­ ют, так как он обладает низкими механическими свойствами, мало устойчив против коррозии, при высокой температуре легко окисляется. В литейном производстве магний находит примене­ ние в виде сплавов с алюминием, цинком, марганцем и другими элементами. В сплавы с определенной целью вводят специальные добавки. Например, бериллий вводят до 0,03% с целью умень­

шения окисляемости. Сплавы магния

сприсадкой бериллия не загораются

ив литейной форме.

Рис. 107. Тигельная печь сопротивления

Металлическая шихта для получения магниевых сплавов со­ стоит из технического магния, машинного лома, оборотного ме­ талла и лигатур. В качестве лигатур применяют двойные и трой­

Плавку магниевых сплавов производят в тигельных и элек­ трических печах (рис. 107), газовых (рис. 108), нефтяных и элек­ трических горнах. Тигли для плавки изготовляют сварными или литыми из мягкой стали.

Полученный сплав модифицируют. В качестве модификато­ ров применяют кальций, цирконий, церий в виде углекислых соединений и хлорное железо. Кальций вводят или в чистом виде или в виде лигатуры Ca + Mg в пределах 0,03—0,65%.

Из магниевых сплавов (табл. 41) производят отливки в разо­ вых и металлических формах. Вследствие склонности магниевых сплавов к окислению (самосгоранию) во время заливки и за­ твердевания в формовочные и стержневые смеси для изготовле­ ния форм и стержней вводят защитные добавки. В качестве до­ бавок используют серу, борную кислоту, фтористые соедине­ ния и др.