 |
Способы литья под газовым давлением
|
|
|
|
Данный способ литья является развитием способа литья под низким давлением. Установка для литья с противодавлением (рисунок 5.5, а) состоит из двух камер I и II. В камере I, устройство которой подобно герметической камере установки литья под низким давлением, располагается тигель 7 с расплавом 6. В камере II находится форма 3 (обычно металлическая). Камеры I и II разделены герметичной крышкой 4, через которую проходит металлопровод 2, соединяющий тигель 7 и форму 3. Камеры I и II прочно соединены одна с другой зажимами 5
Рисунок5.5 – Схема установки для литья с противодавлением (а) и устройства для перекрытия металлопровода (б): 1, 8–10 – вентили пневмосистемы установки; 2 – металлопровод; 3 – форма; 4 – крышка печи; 5 – зажим; 6 – расплав; 7 – тигель; прямыми стрелками показано направление действия воздуха на расплав; I и II – нижняя и верхняя камеры установки
В начале процесса сжатый воздух или инертный газ при требуемом по технологии давлении, например 0,12 МПа, поступает через вентили 8 – 10 в камеры I и II. Вентиль 1 при этом закрыт, и расплав в тигле 7 остается неподвижным. По достижении заданного давления вентиль 10 закрывается, а вентиль 1 постепенно открывается. В результате давление в камере II понижается, и под действием разности давлений в камерах I и II расплав поднимается по металлопроводу и заполняет форму.
Можно, наоборот, повысить давление в камере печи через вентиль 8. После заполнения формы давление в камерах I и II можно повысить, сохраняя их перепад равным таковому в период заполнения формы. Обычно значение давления при кристаллизации отливки выше, чем при литье под низким давлением (0,4 – 0,6 МПа), что улучшает питание отливки, уменьшает усадочную и газовую пористость, повышает плотность отливки. По существу в этом процессе совмещены два способа литья: способ литья под низким давлением, используемый для заполнения полости формы, и способ кристаллизации отливок под всесторонним давлением газа или воздуха.
|
|
|
Необходимо учитывать, что при повышении давления увеличивается плотность используемого газа, что сопровождается увеличением его теплопроводности. В результате время, как охлаждения, так и последующего затвердевания отливок при литье с противодавлением может сократиться на 10 – 20%.
Наряду с рассмотренным вариантом конструкции установок для литья с противодавлением используют также установки с механическим перекрытием металлопровода после заполнения формы затвором специальной конструкции (рисунок 5.5, б), установленным в месте, обозначенном на рисунке 5.5, а кружком. В установках такого типа по окончанию заполнения формы и перекрытия металлолровода затвором давление в нижней камере понижается до атмосферного, а в верхней повышается до необходимого технологического. Такие установки могут иметь менее прочную нижнюю камеру.
Напыление покрытий
Покрытие — искусственно сформированный на поверхности изделия или конструкции слой, отличающийся от материала основы по составу и физико-химическим свойствам.
По характеру расположения на поверхности покрытия подразделяются на наслоенные и диффузионные (или внедренные).
Наслоенное покрытие — покрытие, сформированное на внешней поверхности изделия или конструкции, имеющее четкую границу раздела с основной.
Напыление покрытий газопламенным методом
Газопламенный метод напыления покрытий состоит в формировании на поверхности изделий слоя из частиц напыляемого материала, обладающих достаточным запасом тепловой и кинетической энергии в результате взаимодействия со струей газового пламени.
|
|
|
Струя пламени образуется в результате сгорания горючей смеси, вытекающей из сопловых отверстий горелки с большой скоростью. Напыляемый материал подают, как правило, внутрь факела пламени, вдоль оси. Температура струи горючий газ — кислород при использовании ацетилена достигает 3200 °С, а скорость истечения 150—160 м/с. Попадая в струю, частицы порошкового материала нагреваются до жидкого или высокопластичного состояния и приобретают скорость 20—80 м/с. Скорость полета частиц порошка зависит от соотношения кислорода и горючего газа в смеси, количества обдувающего газа, расстояния от среза сопла, количества вводимого в пламя порошка и его плотности, гранулометрического состава и др.
Материал, используемый для газопламенного напыления покрытий, не должен разлагаться и возгоняться в пламени и должен иметь достаточную разницу между температурами плавления и кипения (более 150—250 °С).
Напыление покрытий плазменно-дуговым методом
Плазменно-дуговой метод заключается в формировании на поверхности детали покрытия из нагретых и ускоренных частиц с применением высокотемпературной плазменной струи, при соударении которых с основой или напыленным материалом происходит их соединение.
Струя дуговой плазмы образуется в плазмотроне за счет нагрева плазмообразующего газа при прохождении через дугу. Температура плазменной струи может составлять 5-103—55-103 °С, а скорость истечения достигать 1000—1500 м/с. Попадая в плазменную струю, частицы порошка нагреваются вплоть до стадии плавления и ускоряются, приобретая скорость 50—200 м/с.
Ударяясь о напыляемую поверхность, частицы сцепляются с ней за счет металлургического, механического и других видов взаимодействия.
Материал, используемый для плазменно-дугового напыления покрытий, должен плавиться без разложения и возгонки и, желательно, иметь достаточно большую разницу между температурами плавления и кипения (более 200—300 °С).
Напыление покрытий детонационным методом (ДНП)
Процесс ДНП состоит в формировании на поверхности изделия серией последовательных выстрелов слоя из частиц напыляемого порошка, обладающих достаточным запасом тепловой и кинетической энергии в результате взаимодействия с продуктами детонации взрывчатой смеси.
|
|
|
В зависимости от состава взрывчатой смеси скорость детонационной волны может достигать 3000 м/с, а температура продуктов детонации 3200 °С. В результате взаимодействия с высокотемпературными продуктами детонации частицы напыляемого порошка нагреваются до пластичного или жидкого состояния и, вылетая из ствола, приобретают скорость 500—750 м/с.
Скорость и температура частиц порошка зависят от соотношения кислорода и горючего газа в смеси, их расходов, количества вводимого в ствол порошка, его плотности, гранулометрического состава, конструктивных особенностей установки и др.
Напыление покрытий методом электродуговой металлизации
Электродуговая металлизация заключается в формировании на поверхности детали покрытия из нагретых и ускоренных частиц металла, полученных в результате плавления проволок (за счет энергии горящей между ними электрической дуги) и диспергации расплава струей сжатого газа (воздуха).
Нанесение покрытий методом электронно-лучевого испарения
Метод получения покрытий электронно-лучевым испарением заключается в осуществлении испарения материала покрытия путем электронно-лучевого нагрева, формировании парового потока и конденсации испарившихся атомов на покрываемой поверхности. Процесс происходит в вакууме при рабочем давлении в камере 10-2—10-3 Па.
Нанесение покрытий методами высокоскоростного вакуумного распыления
При методах нанесения покрытий высокоскоростным распылением используется эффект разрушения материала мишени ионами с высокой энергией, для получения которых применяют различные генераторы.
К числу таких методов относят магнетронное распыление, применение вакуумного дугового разряда.
|
|
|
