Ливарні властивості металів і сплавів

Вибір способу виготовлення виливки багато в чому залежить як від геометрії виливки, обсягу потреби у виливках даного типу, так і від наявних ливарних властивостей сплаву закладеного конструктором деталі.

Ливарні властивості це сукупність фізико-хімічних властивостей металів, що характеризують їх поведінку в різних умовах виготовлення відливок.

Найбільш найважливіші з них, вологотекучість, усадка і сегрегація.

Вологотекучостю сплаву металу називається здатність розплавленого металу заповнювати порожнину ливарної форми і давати геометрію розмірів виливки з певною точністю.

Жидкотекучесть сплаву залежить від його хімічного складу, температури, застосування в ливарній формі матеріалів виготовлення. Ряд хімічних елементів покращує текучість, інші навпаки – погіршують. Збільшення вуглецю і фосфору в чавуні і сталі покращує їх текучість, а збільшення сірки – знижує жидкотекучесть. Висока температура зменшує в’язкість рідкого металу і полегшує заповнення форми. Рідкий розплав краще заповнює форму, тому для кожного способу виготовлення виливків встановлюють свої особливі вимоги до жидкотекучести металу, підвищують або знижують текучість як правило температурою.

Затвердіння рідкого металу при його охолодженні зменшує його обсяг. Це загальне зменшення обсягу виливки і відповідно всі її розмірів називається усадкою.

Щоб забезпечити необхідні розміри виливки, ливарну форму і модельну оснастку виготовляють з обліками передбачуваної усадки металу. Для більшості металів усадка становить від 0,8 до 3,1%.

Розміри виливки простої форми при охолодженні зменшуються (сідають) рівномірно. Така усадка називається вільною.

На практиці мати справу з вільною усадкою доводиться вкрай рідко, при литті виготовленні виливків простої форми. Як правило, всі виливки у виробництві мають складну нерівномірну конфігурацію, переходи діаметрів, потовщення, ребра і інші елементи, якісне виконання яких і визначило необхідність їх отримання литтям.

Формувальні матеріали, з яких виготовлена ливарна форма, її конфігурація перешкоджає рівномірному “збігання” розмірів складної виливки. Усадка виливки, що протікає в цих умовах, називається ускладненою.

Ускладнена усадка викликає внутрішні напруги в литві, які в наслідку утворюють ливарні дефекти у вигляді гарячих і холодних тріщин, утяжин, викривлення і інших підстав для шлюбу виливки.

Розплав в формі застигає не рівномірно спочатку на поверхні виливки в місцях її зіткнення зі стінками форми, виливок покривається ливарної кіркою, подальше застигання (кристалізації) відбувається у напрямку до центру виливки з її країв.

Якщо перетину виливка неоднакові і остигають з різною швидкістю, то перетин тонкі, остигаючі швидше, будуть відтягувати метал з товстих перетинів в результаті в товстих перетинах виливка внаслідок цього не вистачає металу на формування серцевини перетину, і там утворюються рихлості або раковини, звані усадочним і, для недопущення такого шлюбу виливків при написанні технології виготовлення розраховується усадка виливки і необхідна прибуткова частина виливки живить вмощується метал із зовні геометричної форми виливки, тим самим усадкові пороки виводяться або в невідповідальних місце виливки, або в прибуток, яка потім видаляється.

Ізоляція сплаву металу. У твердому стані більшість металів складається з зерен різного хімічного складу, фізичних властивостей і ваги. Також, складові сплаву мають різні температури затвердіння, Відбувається це тому, що сплав твердне зазвичай не при постійній температурі, а в деякому інтервалі температур. Зерна, що випадають в інтервалі температур затвердіння, відрізняються один від одного за хімічним складом. Чим раніше відбулося випадання (затвердіння) зерна, тим менше домішок у ньому. Природно, що залишається частина рідкого сплаву весь час збагачується домішками і залишок розплаву, що застигає останнім, містить найбільшу кількість домішок і неметалевих включень.

Така зміна хімічного складу зерен рідкогосплаву в ході затвердіння називається ліквацією.

Ізоляція тим сильніше, чим повільніше остигає розплав. Ізоляція може бути значно зменшена прискоренням затвердіння сплаву, перерозподіл домішок між випадають кристалами і залишаються рідким сплавом відбуватися в цьому випадку не встигає, також як і сповільнюється осадження важких кристалів.

У сталях і чавунах інтенсивніше інших домішок ліквірующіх фосфор і сірка у вигляді сполук із залізом (фосфидов і сульфідів). У металі застигає в останню чергу витісняються неметалеві включення, що містяться в литві, також гази і шлаки які не вийшли через ливарну кірку на поверхню виливки або в прибуток.

...
ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Управління освітленням