Литье сплавов металлов. Методы. Изменения свойств сплавов на технологических этапах

Расплавленный металл заполняет литейную форму и постепенно затвердевает с образованием кристаллической решетки. Этому способствует некоторое уменьше­ние объема отливки или усадка, а это может привести к внутренним напряжениям в отдельных частях отливки. Усадочные раковины, внутренние напряжения, крупнозернистая структура сплава ухудшают механические показатели и антикоррозионные свойства. Для предотвращения этого:

1. введение в состав сплава добавок, способствующих образованию мелкокристаллической структуры;

2. соблюдение температурного режима плавки и скорости охлаждения;

3. создание депо металла в питательных муфтах за пределами отливки.

Ликвацию можно уменьшать, понижая температуру нагрева, увеличением скорости заливки металла и замедлением его охлаждения.

В процессе литья необходимо обеспечить удаление из литейной формы воздуха, влаги и газа, выделяющегося из жидкого металла. Для этого форма должна быть газопроницаемой. При недостаточном удалении газа в отливке образуются газовые раковины.

На свойства отливки большое влияние оказывает температурный режим, при котором происходит плавка. Каждый металл или сплав имеет определенную точку плавления. Структура металла получается более прочной, если плавка ведется быстро, без перегрева металла. При медленной плавке происходит выгорание (вследствие окисления) компонентов, имеющих более низкую точку плавления. Это приводит к изменению структуры сплава. Для предупреждения образования внутренних напряжении, трещин рекомендуется охлаждение отливок проводить медленно. Для снятия внутренних напряжений, получения мелкозернистой структуры и улучшения механических свойств отливки можно подвергать термообработке. Этот процесс для стальных сплавов заключается в медленном нагреве отливки в муфельной печи до температуры около 800°С, выдерживании в нагретом состоянии, медленном охлаждении до 400—450°С и последующем остывании на воздухе. Физико-механические характеристики сплавов в определенной степени зависят от содержания в них углерода.

Для получения металлических деталей посредством литья используют два метода:

1. метод литья по выплавляемым моделям из моделировочного воска в формах из огнеупорного материала;

2. метод литья по выплавляемым моделям на огнеупорных моделях, помещенных в формы из огнеупорного материала.

Процесс литья включает в себя ряд последовательных операций:

1. изготовление восковых моделей деталей (в случае литья на огнеупорных моделях предварительное получение таковых);

2. установка литникообразующих штифтов и создание литниковой системы;

3. покрытие моделей огнеупорным облицовочным слоем;

4. формовка модели огнеупорной массой в муффеле;

5. выплавление воска;

6. сушка и обжиг формы;

7. плавка сплава;

8. литье сплава;

9. освобождение деталей от огнеупорной массы и литниковой системы.

Способы заливки форм:

• свободная заливка – металл заполняет форму свободно, но под действием гравитационных сил;

• заливка во вращающуюся форму под влиянием гравитационных и центробежных сил;

• заливка давлением (поршневым или воздушным) с применением литейных машин;

• заливка вакуумным всасыванием.