Элементы литниковой системы

___Главный металлург нашей компании “ТехноИнжениринг.РФ” пишет для повышения квалификации специалистов литейного производства: 
___Элементы литниковой системы играют очень важную роль в формировании качественной отливки. Рассмотрим подробнее назначение элементов литниковых систем. Основное назначение литниковых воронки и чаши — облегчить попадание в стояк струи металла. Применение литниковой воронки или литниковой чаши зависит от расхода металла в литниковой системе. При расходах, меньших или равных 5 кг/с для чугуна или 0,725 л/с для любого сплава, применяют литниковую воронку, а при больших расходах – литниковые чаши.
___При машинной формовке литниковая воронка представляет собой усеченный конус, который формуется в верхней полуформе моделью, закрепленной на прессовой плите. При ручной формовке вырезают гладилкой воронку, придавая ей форму чаши. В любом случае при заливке стремятся к тому, чтобы струя металла была направлена на стенку воронки или чаши, так как в противном случае струя металла будет ударяться о форму в конце стояка, и вызовет разбрызгивание и завихрения металла.
___Литниковые чаши при расходах металла, меньших или равных 10 кг/с для чугуна или 1,5 л/с для всех сплавов, также формуются в верхней опоке. При больших расходах используют чаши-нарощалки, сделанные из стержневой смеси в специальных стержневых ящиках. Для соединения стояка и чаши-нарощалки применяется стакан, также сделанный из стержневой смеси или керамики.
___В формуемых в верхних опоках чашах предусматривается порог, который устраняет зависимость расхода от высоты падающей струи (энергия струи воспринимается дном чаши), способствует всплыванию шлака и наряду с двумя вертикальными ребрами служит хорошим средством защиты против образования вихревых воронок. В чашах-нарощалках, кроме названных двух элементов (порога и вертикальных ребер), делают перегородку, разделяющую чашу на две секции – приемную и шлакоулавливающую.
___Для случаев, когда шлаковые частицы не должны попасть в отливку да-же в первые моменты (например, при заливке индивидуально отливаемых поршневых колец), для чаш-нарощалок используют пробки, вынимаемые к концу заливки чаши и всплытия шлака, или на форму под чашу-нарощалку укладывают лист жести, который расплавляется к концу наполнения чаши и освобождает отверстие стояка.
___Стояк представляет собой вертикальный, наклонный, зигзагообразный канал или канал в виде «гусиной шейки», по которому металл опускается от уровня воронки (чаши) до уровня, на котором он подводится к отливке. Стояк необходим во всех случаях, когда формы заполняются под действием силы тяжести.
___Вертикальный цилиндрический стояк встречается наиболее часто. При ручной формовке он суживается книзу за счет литейного уклона. При машинной формовке он крепится к модельной плите и суживается кверху также за счет литейного уклона. Такие вертикальные цилиндрические стояки делаются из-за простоты изготовления. Правильнее же про-дольное сечение стояка выполнять по форме свободно падающей (на-пример, из крана) струи. В этом случае при переходе металла из чаши (воронки) в стояк не возникает разрежение и отсутствует подсос воздуха.
___Выше речь шла о заполненном стояке, который встречается наиболее часто. Реже применяются незаполненные стояки. Заливку формы при этом необходимо организовывать таким образом, чтобы металл стекал по стенке стояка. В этом случае металл меньше разбрызгивается и окисляется, чем при свободно падающей струе.
___В незаполненных стояках происходит отшлаковывание металла, и истечение металла из них происходит с небольшими скоростями в соответствии с малым напором. В заполненных стояках шлак не задерживается, так как скорость по-тока расплава в них в несколько раз больше, чем скорость всплывания шлаков. Для снижения скорости в некоторых случаях заполненные стояки выполняют наклонными или зигзагообразными.
___Конструкция перехода из стояка в шлакоуловитель должна обеспечить смягчение удара расплава о дно стояка и плавное введение расплава в шлакоуловитель, в котором происходит улавливание шлака, если его плотность меньше, чем плотность собственно расплава. Шлаковая частица движется вместе с потоком и одновременно всплывает. Поэтому при конструировании шлакоуловителя и питателя должны выполняться два следующих требования: питатель должен быть расположен на расстоянии, не меньшем, чем расстояние всплытия шлака до потолка канала и его приклеивания к потолку шлакоуловителя; соотношение высоты питателя и шлакоуловителя должно отвечать неравенствам: RПИТ/RШЛ ≤ 1/5 для чугуна и RПИТ/RШЛ ≤ 1/3,25 для алюминиевых сплавов, в противном случае шлаковая частица может оказаться затянутой в питатель.
___На практике обычно поперечное сечение шлакоуловителя одинаковое на всей его длине. В соответствии с постепенно уменьшающимся расходом из шлакоуловителя с несколько последовательно расположенными питателями поперечное сечение следовало бы выполнить постепенно уменьшающимся, однако при этом возрастет скорость потока и ухудшатся условия отделения шлака, включая его затягивание в питатель.
___На практике питатели часто выполняют накладными (шлакоуловитель расположен в верхней полуформе, а питатель в нижней), хотя имеются рекомендации, по которым питатели и шлакоуловители должны быть расположены в одной полуформе, включая случай, когда часть шлакоуловителя (0,2…0,3 его высоты) находилась бы в нижней полуформе.
___Улавливание шлака может осуществляться другими элементами, в частности, центробежным шлакоуловителем, подвод и отвод металла из которого осуществляется по касательной, металл при этом закручивается, облегчая всплывание шлаковых частиц. Центробежный шлакоуловитель является обязательным элементом при модифицировании высокопрочного чугуна магниевой лигатурой в литейной форме и располагается сразу после реакционной камеры для улавливания нерастворившихся частиц модификатора и продуктов его взаимодействия, уносимых металлом при его протекании через реакционную камеру. Процесс модифицирования чугуна в литейной форме назван «In mold-процессом». Дробленую лига-туру засыпают в реакционную камеру, расположенную в нижней полуформе. На автоматических формовочных линиях операция засыпки автоматизирована. По сравнению с модифицированием чугуна в ковше при In mold-процессе исключается отжиг отливок, улучшается их обрабатываемость за счет уменьшения твердости с НВ 190…217 до НВ 160… 180, увеличивается коэффициент усвоения магния из лигатуры с 50 до 80…90 %, за счет чего уменьшается расход лигатуры (от 1,4 до 0,6 % массы заливаемого металла), устраняется возврат ковшей с модифицированным метал-лом с линии формовки в печь из-за кратковременности действия модификатора, на 30…40 % уменьшается масса прибылей.
___Однако точность отливок, изготовленных In mold-процессом, ниже на один-два класса из-за влияния и нестабильности новых факторов, по-являющихся при модифицировании в форме. Кроме того, модельно-стержневую оснастку, сделанную для ковшового модифицирования, необходимо подвергнуть переделке, так как линейная усадка отливок в случае модифицирования в форме на 0,20…0,25 % больше, чем при ковшовом модифицировании.
___Для очистки металла от неметаллических включений малого размера, попавших в металл ранее и образующихся в процессе растворения модификатора, после реакционной камеры в последние годы устанавливают керамические фильтры (пенофильтры), на стенках сложных кана-лов которых включения адсорбируются и расход через них в процессе заливки уменьшается.
___В сужающихся литниковых системах обеспечивается положительное давление металла на стенки каналов и не возникают явления разрежения и подсоса газов и воздуха. Однако металл при этом поступает в полость формы с большими скоростями (эффект брандспойта), что может привести к размыву формы или стержня. Для создания положительного давления и устранения эффекта брандспойта в литниковой системе устанавливают местные сопротивления (дроссели или пережимы), которые чаще всего располагают под стояком или при переходе от стояка к шлакоуловителю.
___Дроссели и пережимы, кроме отмеченных выше положительных достоинств, обеспечивают более качественное отделение шлака за счет восходящего потока от данного сопротивления к шлакоуловителю. Местное сопротивление может быть выполнено в виде горизонтальной или вертикальной щели. Предпочтение следует отдать вертикальной щели (дросселю), так как неточности, возникающие из-за разъема формы (а дроссель располагают на разъеме), существенно меньше влияют на рас-ход при вертикальном расположении щели. Названное утверждение легче понять, если допуск, например 1 мм, отнести к толщине щели 4 мм при горизонтальном расположении дросселя или к высоте пера 20 мм при вертикальном его расположении.
___В качестве местного сопротивления могут быть использованы сетки-фильтры. Для алюминиевых и магниевых сплавов сетки представляют собой железные пластины с пробитыми в них отверстиями диаметром 2…3 мм, которые занимают 0,5…0,7 площади сетки. Для чугуна, бронзы и стали применяются сетки, сделанные из стержневой смеси или керамики. Толщина сеток 10… 15 мм, диаметр отверстий 6… 12 мм.
___Чаще всего сетки ставят под стояком. Удержание шлака сетками с до-вольно значительными отверстиями основано на том, что после сетки возникает расширение потока, уменьшение скорости и происходит всплывание шлаковых частиц и задержание шлака за сеткой в шлакоуловителе.
___Для отливок из чугуна и цветных сплавов используют также сетки из стеклоткани, впервые примененной в отечественной промышленности (так называемый «Фирам-процесс»). Стеклоткань может размещаться в разных местах литниковой системы.
___ 
___________________________________________
Запись опубликована в рубрике 4. Литейное производство сплавов с метками . Добавьте в закладки постоянную ссылку.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *