Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Технология металлов

..pdf
Скачиваний:
2
Добавлен:
19.11.2023
Размер:
27.3 Mб
Скачать

Т а б л и ц а 41

Механические свойства и назначение магниевых сплавов

Марка

Термическая

прочно­Предел

пристирастяже­ бъ,ниик г / м м 2

Относительное удлинение6 %

сплава

обработка

 

 

 

МЛ1

Без обра­

 

9

2

 

ботки

 

 

 

МЛ2

Без обра­

 

9

3

 

ботки

 

 

 

Н В

 

Твердость

Примерное назначение отливок

 

40 . Детали повышенной плотности и не сложной конфигурации

30 Простые детали повышенной стой­ кости против коррозии и подвергаю­ щиеся сварке (детали бензомасляной арматуры и т. п.)

млз

Без

обра­

16

6

40

Несложные

детали

повышенной

 

ботки

 

 

 

 

плотности

(корпусы

помпы

и

насосы,

 

 

 

 

 

 

части арматуры и т. п.)

 

 

 

МЛ4

Без

обра­

16

3

50

Детали,

работающие

при

безудар­

 

ботки

 

 

5

50

ной нагрузке (части самолетов, двига­

 

Закалка

22

телей,

автомобилей,

корпусы

прибо­

 

Закалка и

23

2

60

ров,

инструментов и т. п.)

 

 

 

старение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

МЛ5

Без

обра­

15

2

50

Детали,

работающие с

высокой на­

 

ботки

 

 

5

50

грузкой

(детали

самолетов,

двигате­

 

Закалка

22

лей,

приборов

и

других

конструк­

 

Закалка и

23

2

60

ций— тормозные барабаны и колодки,

 

старение

 

 

 

педали,

кронштейны,

фермы

рамы,

 

 

 

 

 

 

штурвалы,

качалки

и другие детали)

МЛ6

Без обра­

15

1

50

Детали, работающие с высокой и

 

ботки

 

 

4

60

средней нагрузками, различные корпу­

 

Закалка

22

сы,

детали приборов,

аппаратуры и

 

Закалка и

23

1

65

т. п.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

старение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

МЛ7

Без

обра­

16

4

56

Детали

двигателей приборов,

нагре­

 

ботки

 

 

 

 

вающиеся

при работе до

200° С

Отливки из антифрикционных сплавов

Для получения отливок с антифрикционными свойствами в основном применяют сплавы на оловянной и свинцовой основе, называемые баббитами. Из баббитов получают подшипники. Под антифрикционностью подшипникового сплава понимается со­ вокупность его свойств, обеспечивающих получение небольшого

19*

коэффициента трения между трущимися деталями при наличии смазки. Мягкая составляющая металла истирается и на поверх­ ности трения получаются углубления, в которых удерживается смазка, а твердая составляющая служит опорными местами, воспринимающими давление вала на подшипник, в результате чего коэффициент трения между трущимися частями понижает­ ся. Антифрикционный слой должен также интенсивно отводить тепло, выделяющееся при трении.

Для получения подшипников вкладыши отливают из стали или чугуна и заливают расплавленным баббитом, который образует внутри вкладыша антифрикционный слой. В зависимости от на­ значения подшипников и содержания в баббитах примесей раз­ личают несколько марок баббитов: Б90, Б83, Б 16, БН, БМ и др. Баббит марки Б90 содержит 88—89% Sn, 7—8% Sb, 2,5— 3,5% Си и применяется для вкладышей автомобильных моторов.

9.С П Е Ц И А Л Ь Н Ы Е М Е Т О Д Ы Л И Т Ь Я

Отливки деталей в формах, изготовляемых из формовочных смесей, имеет ряд недостатков- Так,-для получения отливки фор­ мы служат один раз, а затем разрушаются. Получаемые отливки имеют малую точность (большой припуск на механическую об­ работку) и недостаточную чистоту поверхности. Для устранения этих недостатков разработаны специальные методы литья, ко­ торые за последние годы получили широкое распространение. К специальным методам литья относятся литье в металлические формы, под давлением, центробежное и непрерывное литье, литье по выплавляемым моделям, литье в оболочковые формы и др.

Литье в металлические формы (кокиль)

Металлические формы или кокили изготовляют из чугуна, стали и меди. Стойкость форм находится в прямой зависимости от рода заливаемого металла, веса отливки, ее сложности и бу­ дет тем больше, чем ниже температура заливаемого металла, меньше вес отливки и проще ее форма. Металлические формы для легкоплавких сплавов цветных металлов выдерживают сот­ ни тысяч заливок. Стойкость формы при отливке деталей из чу­ гуна колеблется в пределах от 100 до 5000 заливок, из стали — от 30 до 500 заливок.

Литье в металлические формы применяется при массовом производстве отливок из алюминиевых, магниевых, медных спла­ вов, чугуна и стали. При отливке деталей из алюминиевых, маг­ ниевых и медных сплавов стержни делают металлическими, а при отливке стальных и чугунных деталей — из стержневых смесей.

Характерной особенностью литья в металлические формы является более быстрое затвердевание отливки вследствие боль­ шой теплопроводности металлической формы по сравнению с зем­

разъемом, которые центрируются при помощи штырей. Для уси­ ления теплоотвода от отливки на наружной поверхности кокиля имеются охлаждающие ребра.

Литье под давлением

Процесс литья под давлением состоит в том, чтю расплавлен­ ный металл вводится в металлическую форму под давлением поршня или сжатого воздуха. Давление применяется от одной доли атмосферы до нескольких десятков и даже сотен атмосфер. С увеличением давления повышается жидкотекучесть металла, заливаемого в форму. Детали, получаемые литьем под давле­ нием, имеют чистую поверхность и точные размеры в преде­ лах ±0,03—0,08 мм, поэтому механическая обработка или почти полностью исключается, или сводится в основном к доводке раз­ меров деталей шлифовкой. Детали могут быть получены в гото­ вом виде с резьбой, отверстиями и весьма тонкими приливами и выступами. Металл в деталях приобретает мелкозернистую структуру и большую плотность вследствие быстрого охлаждения в металлической форме. Прочность деталей, отлитых этим мето­ дом, выше ,чем деталей, отлитых в земельных формах. При помо­ щи этого метода отливают мелкие тонкостенные детали из спла­ вов на основе'алюминия, магния и меди, а в последнее время — из стали. Для литья под давлением применяют машины поршневого действия с горячей и холодной камерами сжатия и машины компрессорного действия с неподвижной и подвижной камерами сжатия (рис. 111). Машины поршневого действия с го­ рячей камерой сжатия (рис. 111, а) применяют для отливки де­ талей из сплавов, имеющих температуру плавления до 450° С. Эти машины по конструкции подразделяются на ручные, полу­ автоматы и автоматы и работают по одному принципу. В чугун­ ную ванну 1 заливают жидкий металл и, подогревая ванну, поддерживают его температуру постоянной. Из ванны жидкий металл через отверстие 2 заполняет полость цилиндра 4 и под­ водящий канал «5. При повороте пусковой рукоятки обе половины формы закрываются. Одновременно с закрытием формы шту­ цер 6 прижимается к устью ходового канала формы 7. Затем автоматически включается пневматический цилиндр, под дей­ ствием которого поршень 5 поднимается и форма открывается, освобождая отливку. Затем форму обдувают и операция заливки повторяется. Производительность полуавтоматических машин до 250, автоматических — до 1000 заливок в час. Давление дости­ гает от 6 до 25 ат.

Машины поршневого действия с холодной камерой сжатия широко используют для получения отливок из тугоплавких цвет­ ных сплавов. Схема устройства этой машины показана на

6

I

5 6

и

 

С

 

Рис. 111. Машины для литья под давлением:

а — поршневая е горкла камерой сжатия;

б — компрессорная с

неподвижной камерой сжатии; &— кои«рессорная с подвижной KJ.

мерой сжатия; е — поршневая с холодной

камерой сжатия

рис. 111,2. Металл заливают дозировочным ковшом в цилиндр /, после чего поршнем 2 впрессовывают его в форму 3* Избыток ме­ талла остается на нижнем поршне 4. Затем поршень 2 отходят- в верхнее положение н избыток металла 5 ходом нижнего порш­ ня 4 удаляется из цилиндра. Форму открывают и отливки 6 уда*, ляют. Давление в таких машинах составляет 100—1000 от.

Машины компрессорного действия нашли широкое распре страненне для получения отливок из алюминиевых сплавов., Схема компрессорной машины с неподвижной камерой н с закрьк тон ванной приведена на рис. 111,6. Она работает по следую­ щему принципу: через отверстие / заливают жидки»! металл в ка-;-. меру сжатия 2 ч закрывают ее пробкой 3. Через отверстие 4' подается сжатый воздух от компрессора, который давит па по-,; верхноеть металлической ванны и вытесняет металл через потру* бок 5 в мундштук 6 н форму 7. Производительность машины 60—500 отливок в час. Основным недостатком ее является окне» ление большой поверхности металла воздухом, поступающим от компрессора.

Наиболее широкое распространение получили машины ком­ прессорного действия с подвижной камерон сжатия (рис. 111, в)., В чугунной ванне / расположена подвижная камера сжатия 2, на конце которой прикреплен мундштук 3, на другом конце ка­ меры имеется отверстие 4. После включения пускового механизма; камера поднимается тягами нз ванны и мундштук подходит к устью ходового канала формы 5. В то же время отверстие 4 вплотную подходит к втулке 6. Затем включается воздух, кото-, рын вгоняет расплавленный металл в форму. Давление примем няют 10—100 от. После удаления отливки и обдувки формы операция повторяется. Производительность таких машин 50— 500 отливок в час.

Центробежное литье

При центробежном литье жидкий металл заливается во вращающуюся форму, в которой он под воздействием центробежных сил распределяется по внутренней поверхности и затвердевает; Величина центробежной силы равна

Р —

где т — масса жидкости, г;

г— радиус тела вращения, см;

«= — угловая скорость вращения формы, сек-1.

Следовательно, центробежная сила прямо пропорциональна массе вращающегося тела, расстоянию от оси вращения ^квад­ рату числа оборотов формы. Так как вращение формы может

производиться вокруг вертикальной, горизонтальной или наклон­ ной оси, можно получить различные тела вращения. Однако этот способ литья применяется также при отливке фасонных деталей, не являющихся телами вращения. В данном случае ось вращения формы может не совпадать с геометрической осью отливаемых деталей. Полости, служащие формами для отливания деталей, располагаются симметрично по периферии вращающейся план­ шайбы, а заливка производится при помощи радиальных или тан­ генциальных питателей, соединенных с центральным литниковым кана­ лом, совпадающим с осью вращения.* Формы для центробежного литья представлены на рис. 112 и 113.

Рис. 112. Формы для центробеж­

Рис. 113. Песчаная форма с вер­

ного литья:

тикальной

осью вращения (а)

а — металлическая форма с вертикаль­

и песчаная

форма с расположе­

ной осью вращения: б — металлическая

нием форм вне оси вращения (б)

форма с горизонтальной осью вращения

 

 

Способом центробежной отливки с вертикальной осью враще­ ния отливают детали небольшой длины: венцы червячных шесте­ рен, бандажи и др. На центробежных машинах с горизонтальной осью вращения отливают детали большой длины: чугунные водо­ проводные и канализационные трубы, стальные стволы орудий, гильзы цилиндров двигателей, втулки и др.

При центробежной отливке применяют металлические формы (изложницы) и земляные формы. При заливке в металлические формы чугунные отливки получаются с поверхностным отбелом на некоторую глубину и поэтому подвергаются последующему отжигу. Их нагревают до 850—950° С и медленно охлаждают до 300—350° С. При заливке в земляные формы отливки получаются без отбела и не нуждаются в отжиге.

Непрерывное литье

Непрерывное литье является одной из разновидностей литья в металлические формы. Жидкий металл равномерно и непре­ рывно заливается в металлическую форму и вытягивается с дру-

того конца ее в виде затвердевшего слитка, прутка* или трубы. Непрерывное литье слитков, прутков у трубных заготовок из чер­ ных и цветных сплавов производится вертикальным способом. Расплавленный металл из ковша заливают в охлаждаемую водой металлическую форму — кристаллизатор. Перед началом заливки в нижнюю часть кристаллизатора вставляют пробку (захватку), на которую льют металл. Когда уровень металла в кристаллиза­ торе будет на 20—25 мм ниже верхнего среза, включают мотор и валки вытягивают из кристаллизатора пробку и затвердевшую отливку. Одновременно сверху непрерывно заливают металл для поддержания постоянного уровня. Для получения чистой поверх­ ности отливки кристаллизатор совершает следующие три такта (способ Мясоедова): при первом такте кристаллизатор опускает­ ся вниз вместе с отливкой, при втором такте он движется быстрее отливки, как бы надвигаясь на нее; во время третьего такта кри­ сталлизатор возвращается в исходное положение со скоростью, большей, чем во время первого такта. Таким образом, первый

такт соответствует состоянию

покоя слитка, второй — выдвига­

нию слитка в кристаллизатор

и третий такт — выдвиганию его

из кристаллизатора. Величина хода кристаллизатора при пер­ вом такте равна 10—15 мм, при втором такте 3—5 мм и при третьем 13—15 мм. Для уменьшения трения между стенками кри­ сталлизатора и слитком сверху поступает растительное масло. Капли масла, падая на мениск металла, скатываются и смазы­ вают стенки кристаллизатора. Расход масла составляет 120— 150 г на 1 тотлитого металла.

В последние годы освоена непрерывная отливка чугунного кровельного листа по способу проф. А. Улитовского и инж. Г Ни­ колаенко. Жидкий чугун при 1370—1400° С непрерывной струей из ковша поступает в воронку и через щелевой питатель попадает в щель между вращающимися в противоположные стороны вал­ ками, охлаждаемыми водой. Валки при вращении очищаются скребками, а образовавшаяся лента (в пластическом состоянии) проходит через обжимные валки и поступает на ротационные ножницы, разрезающие ее на листы. Ширина ленты 500, дли­ на 700 и толщина 0,6—1,2 мм. Чугунный лист получается отбе­ ленным и хрупким. Для уничтожения отбела и придания пластич­ ности листы подвергают термической обработке— отжигу при 970—1000° С в течение 2 час. и охлаждению в печи до 650° С в те­ чение 4 час. Дальнейшее охлаждение листов производится на воздухе.

Литье по выплавляемым моделям

В последние годы для получения различных фасонных отли­ вок из тугоплавких и твердых сплавов широко применяют метод литья по выплавляемым моделям. Точность отливок по этому ме­

тоду составляет +0,04—0,05 на 25 мм длины. Чистота поверх­ ности отливок соответствует 4—6 классам. Отлитые детали, как правило, не подвергают механической обработке и лишь в неко­ торых местах шлифуют. По этому способу отливают различный инструмент (фрезы, метчики, сверла), лопатки газовых турбин и другие детали (рис. 114), изготовление которых механической обработкой является сложной и дорогой операцией, а иногда невозможной.

Процесс «получения отливок по выплавляемым моделям со­ стоит из следующих основных операций:

1.Изготовление образца (эталона) отливки.

2.Изготовление пресс-фор­

мы,

внутренняя полость

кото­

 

 

рой

соответствует

по

своим

 

 

очертаниям будущей отливке,

 

 

но увеличена по сравнению с

 

 

ней на величину усадки модель­ Рис.

114. Примеры литья по выплав­

ного состава и металла.

 

 

ляемым моделям:

3.

Запрессовка

модельного

а, б — лопатки газовой турбины; в — фре­

 

за из быстрорежущей стали

состава в пресс-форму, т. е. по­

 

 

лучение модели отливки.

4.Прикрепление к модели литниковой системы, создание бло­ ка моделей.

5.Покрытие полученного блока специальной огнеупорной ке­ рамической облицовкой.

6.Формовка блока в опоке.

7.Нагрев изготовленной литейной формы до 120—150° С для вытопки модельного состава и прокаливание ее при 900—950° С для удаления остатков модельного состава.

8.Заливка металла в подогретую до 750—800° С форму,

9.Выбивка и очистка отливок.

Эталон отливки изготовляют из стали или латуни. При изго­ товлении эталона учитывают усадку модельного состава, металла и расширение полости формы при нагреве ее до 900° С.

Пресс-формы изготовляют из стали, легкоплавких сплавов или из пластмассы. Существуют различные способы изготовления пресс-формы: 1) из заготовки механической обработкой; 2) от­ ливкой; 3) механической обработкой и отливкой (комбинирован­ ный способ).

Выбор способа изготовления пресс-форм определяется количе­ ством моделей, подлежащих отливке, точностью и сложностью. Пресс-формы, изготовленные механической обработкой, стоят