Лекции Т К М 2013 1

Самыми распространенными являются силумины – сплавы алюминия с кремнием. Нормальный силумин содержит 10-13% Si, другие силумины содержат пониженное (8-10%) и низкое (4-6%) количество кремния. Вторая группа литейных сплавов по составу близка к дюралям и содержит всвоем составе Cu – Mg – Mn.

Последние сплавы называются магналиями, так как содержат 9,5 – 11,5% магния.

Химический состав и основное назначение некоторых алюминиевых сплавов

(ГОСТ 4784-74 (97)

10.21. Магний и сплавы на основе магния

Магниевые сплавы обладают наименьшей плотностью (1,7 г/см3), что

определило их использование в авиационной промышленности.

Магний первичный (ГОСТ804-72) выпускается трех марок в зависимости от степени очистки: Мг96 (содержит 99,96% магния), Мг95 (содержит 99,95%

магния) и Мг90 (содержит 99,90% магния).

Магниевые сплавы делятся на две группы: деформируемые сплавы,

поступающие в виде листов, полос, профилей, прутков и проволок (обозначаются

МА), и литейные сплавы, предназначенные для изготовления деталей методом

фасонного литья (обозначаются МЛ).

Группа магниево-литиевых деформируемых сплавов имеет плотность (1,4 – 1,65 г/см3) и относятся к сверхлегким сплавам. Таких сплавов 3, они содержат от 5

10.22. Титан и сплавы на основе титана

Наряду с высокой прочностью, пластичностью и низкой плотностью (почти в

2 раза ниже, чем у железа) титан является весьма тугоплавким металлом. Его температура плавления почти в три раза выше, чем у алюминия и магния и на

200 С выше, чем у железа.

Именно температурой плавления определяется поведение материала при нагреве, При температурах 600 – 700 С, когда алюминий и магний уже находятся в жидком состоянии, титан сохраняет свои свойства и работоспособность. По коррозионной стойкости он превосходит нержавеющую сталь. Поэтому титан широко используется в авиационной, ракетной и космической технике, в

химической промышленности и судостроении. Из титана изготовляют обшивку фюзеляжа и крыльев сверхзвуковых самолетов, лопатки и диски компрессоров и др.

В соответствии с технологией изготовления титан металлургическим производством поставляется в виде губчатого титана (титановая губка – ТГ).

Маркируется губчатый титан буквами ТГ и цифрой, обозначающей твердость по Бринеллю (НВ). Чем выше твердость, тем больше у титана примесей: ТГ-90, ТГ-

100, ТГ-110, ТГ-120, ТГ-130, ТГ-150.

Монолитный титан и его сплавы подразделяются на деформируемые и литейные. Согласно с ГОСТ 19807-74 (91)титан изготовляют следующих марок:

ВТ1-00 (99,53 % Ti), ВТ1-0 (99,48 % Ti). Прочность чистого титана находится в пределах 300 – 380 МПа при высокой пластичности δ = 20 – 30%.

Титановые сплавы выпускаются 14 марок, которые обозначаются буквами ВТ,ОТ или ПТ и цифрой ,обозначающей порядковый номер. Буквы В,О и П указывают на организацию-разработчика этих сплавов. Если после порядкового номера стоит буква С или через тире цифра 0 или 1, то это указывает на модификацию сплава. Состав титановых сплавов достаточно сложен и согласно с ГОСТ оговаривается до 10 элементов. Но основными легирующими являются алюминий, молибден и ванадий. В меньших количествах вводятся хром, цирконий и марганец.

Химический состав и механические свойства некоторых титановых сплавов.

Литейные титановые сплавы применяются для производства отливок.

Маркируются литейные титановые сплавы буквами ВТ и цифрой, обозначающей порядковый номер, после которой ставится буква Л. Разработано 8 марок литейных титановых сплавов: ВТ1Л, ВТ5Л, ВТ6Л, ВТ14Л, ВТ20Л, ВТ3-1Л, ВТ9Л, ВТ21Л.

10.23. Баббиты

Баббитами называются антифрикционные сплавы на основе олова или свинца. Баббиты обозначают буквой Б, справа от которой ставится цифра,

показывающая процент олова, или буква, характеризующая специальный элемент,

входящий в сплав. Например, Б83, Б16, Б6 означает, что в эти баббиты входит соответственно 83, 16 и 6% олова. БН означает, что сплав содержит никель, БТ – теллур и т.д., т.е. обозначение носит условный характер, не показывая полностью состав сплава.

Химический состав и применение баббитов.

11. ЛИТЕЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО

Литейным производством называется технологический процесс изготовления металлических заготовок (отливок) путем заливки жидкого металла в специально приготовленные формы. Форма заполняется металлом через систему каналов, называемую литниковой системой. При этом наружные очертания отливки определяются полостью формы, а внутренние образуются фасонными вставками, называемыми стержнями.

После затвердевания отливки ее извлекают из формы, освобождают от литниковой системы, очищают и направляют на механическую обработку. В ряде случаев отливки предварительно проходят термическую обработку.

Литейные формы изготавливаются из различных материалов и в зависимости от свойств последних могут использоваться только один раз или многократно. Формы, используемые для получения одной отливки, называются разовыми (эти формы разрушаются при извлечении из них отливки). Формы,

используемые для получения сотен и тысяч отливок, называются постоянными

(они обычно выполняются металлическими). Некоторое применение находят полупостоянные формы, изготавливаемые из высокоогнеупорных материалов и используемые несколько десятков раз.

Разовые формы изготавливаются из песчано-глинистых, песчано-смоляных и песчано-керамических смесей. Такие формы могут выполняться объемными

(большой толщины) или оболочковыми (небольшой толщины). Как правило,

формы из песчано-глинистых смесей делаются объемными, а из песчано-

смоляных и песчано-керамических – оболочковыми. Литье в песчано-глинистые формы является наиболее распространенным.

Процесс получения отливок в песчано-глинистых формах состоит из нескольких этапов: изготовление моделей и стержневых ящиков, приготовление формовочных и стержневых смесей, изготовление форм и стержней, сборка форм,

получение литейного сплава, заливка форм, выбивка отливок из форм, очистка и обрубка отливок.

Модели и стержневые ящики изготовляются в модельном цехе, все остальные операции выполняются в литейном цехе.

Модель представляет собой инструментальную оснастку, предназначенную для получения полостей литейной формы, соответствующих наружной конфигурации отливки. При изготовлении модели вначале по чертежу детали делают чертеж отливки, размеры которой увеличивают по отношению к размерам детали на величину припусков для механической обработки. По чертежу отливки делают чертеж модели, размеры которой превышают размеры отливки на величину припуска на усадку металла. Для крепления стержней в форме на модели предусматриваются знаки.

Стержневой ящик представляет собой инструментальную оснастку,

предназначенную для получения стержней. В стержневых ящиках также предусматриваются знаки. Стержни, как правило, изготавливаются сухими и должны быть достаточно прочны при транспортировке их и заливке металла в форму.

Изготовление форм по модели производится с помощью специальных рамок, называемых опоками. Опоки (верхняя и нижняя) являются своеобразным остовом формы, предохраняющим ее от разрушения при изготовлении, сборке,

транспортировке и заливке. Центровка их при изготовлении и сборке формы производится при помощи штырей, укрепленных в ушках. Каждая половина модели заформовывается в отдельной опоке. После извлечения моделей в нижнюю опоку устанавливаются стержни, и затем на нее – верхняя опока.

Элементы литниковой системы образуются при помощи соответствующих моделей. Такими элементами обычно являются: литниковая чаша, литниковый стояк, шлакоуловители и питатели. Полости формы сообщаются с атмосферой через выпоры .

11.1. Модельный комплект

Модель представляет собой видоизмененную копию отливки,

отличающуюся от будущей детали размерами и наличием стержневых знаков – выступов, образующих в форме углубления, в которые устанавливаются стержни.

Конструкция модели должна обеспечить извлечение ее из формы без нарушения полуденного отпечатка. В зависимости от конфигурации отливки модель может быть цельной или разъемной. В большинстве случаев модель выполняется из двух половин – верхней и нижней. Линия, по которой происходит деление модели, называется линией разъема.

Модель и стержневые ящики образуют модельный комплект. Для легкого извлечения модели из формы или освобождения стержневых ящиков от стержней

(без нарушения целостности формы или стержней) стенки деталей,

перпендикулярные к плоскости разъема модели, выполняют с уклоном, который называется конструктивным. Если на чертеже детали конструктивные уклоны не указаны, то их назначают на чертеже модели (формовочные уклоны). В

соответствии с ГОСТ 3212-57 формовочные уклоны для деревянных моделей делают в пределах от 1 до 3°, а для металлических – 0,5…1°.

Материалы для изготовления модельного комплекта. В индивидуальном и мелкосерийном производстве модели и стержневые ящики изготавливаются обычно деревянными (иногда гипсовыми или цементными). В массовом производстве вся модельная оснастка (модели, стержневые ящики, модельные плиты) выпускается металлической.

Древесина предварительно просушивается при температуре 60 – 70°С до влажности не выше 8 – 10%. В ней не должно быть гнили, косослоя, трещин или других пороков.

Для изготовления металлических моделей и стержневых ящиков чаще всего используются алюминиевые сплавы, отличающиеся малым весом, удобством в транспортировке и хорошей обрабатываемостью. При машинной формовке находят применение модели и стержневые ящики из ' серого чугуна. Могут применяться также бронза, латунь и сталь.

Металлические модели небольших размеров (до 50×50×30 мм)

выпускаются сплошными, в остальных случаях – пустотелыми с толщиной стенок (в зависимости от размеров и материала модели) от 6 до 25 мм.

Металлические модели, имеющие большие габариты, снабжаются ребрами жесткости Деревянные модели обычно изготавливаются из заготовок,

полученных склеиванием многих кусков дерева, с таким расположением волокон,

чтобы модель как можно меньше коробилась и не изменяла размеры. Для предохранения от влаги (из воздуха и формовочной смеси) их окрашивают масляной краской и покрывают лаком.

Опоки изготавливаются из чугуна, стали и алюминиевых сплавов. В

стенках опок располагаются вентиляционные отверстия различной формы.

Удержание земли в форме и увеличение жесткости конструкции обеспечивается внутренними ребрами (крестовинами). Перемещаются опоки при помощи ручек или цапф. Точность центрирования опок при их сборке обеспечивается обычно специальными втулками, закрепленными в отверстиях центрирующих ушек, или самими точно обработанными отверстиями в ушках.

Модельная плита, изготавливаемая из металла, предназначена для закрепления на ней одной или нескольких моделей с литниковой системой и выпорами, а также размещения штифтов для установки опок. Пользование плитой, уменьшая время на установку моделей и прорезку каналов литниковой системы, повышает производительность труда формовщика.

Модельные плиты могут быть односторонними и двусторонними. При односторонней модельной плите одна половина модели располагается на одной плите, а другая – на другой; при формовке необходимо пользоваться обеими плитами. При двусторонней модельной плите на одной стороне ее прикрепляется одна половина модели, а на другой – другая. Поэтому формовка нижней и верхней опоки обеспечивается одной плитой.

Принципы конструирования моделей и стержневых ящиков.

При разработке конструкций моделей и стержневых ящиков технолог должен обеспечить: 1) удобную набивку форм и стержневых ящиков, а также легкое извлечение моделей из форм и стержней из ящика; 2) наличие формовочных уклонов на вертикальных, стенках моделей и стержневых ящиков и чистоту их рабочих поверхностей; 3) стойкость против сырых формовочных и стержневых материалов, а также прочность, соответствующую напряжениям,

возникающим при набивке форм и стержней; 4) простоту изготовления и экономичность.

При определении плоскости разъема модели (а следовательно, и формы)

необходимо учитывать следующие требования.