 |
Эффективность литья по газифицируемым моделям
|
|
|
|
Эффективность литья по газифицируемым моделям
По сравнению с литьем в песчаные формы имеет место снижение затрат за счет ликвидации стержней, повышения точности отливок по размерам и массе и значительного снижения затрат при последующей механической обработке. Общая экономия составляет около 35 %.
Высокая экономическая эффективность достигается в единичном производстве отливок из черных сплавов, что подтверждается широким использованием данного способа для получения литых заготовок крупных штампов в автомобилестроении; отливок для ремонта машин и оборудования; экспериментальных и уникальных отливок в станкостроении.
Областями применения литья по газифицируемым моделям являются следующие:
· изготовление средних и крупных отливок в условиях опытного и мелкосерийного производства;
· изготовление сложных отливок массой до 50 кг с повышенной точностью размеров в условиях серийного и крупносерийного производства из черных и цветных сплавов.
Поистине неограниченные технологические возможности литья по газифицируемым моделям открывают технологии изготовления моделей из фотополимеров методом лазерной стереолитографии. впервые в мировой практике решена задача получения качественных отливок типа «Рабочее колесо» гидротурбины массой до 5000 кг, диаметром 3500 мм, предназначенных для работы на гидроэлектростанции, мощностью от 500 кВт и выше. Такие технологии особенно привлекательны для изготовления опытных, единичных, эксклюзивных, уникальных образцов, поскольку не требуется изготовление специальной оснастки.
3. Суспензионное литье
Процесс кристаллизации жидкого металла в форме протекает в следующей последовательности. При начальном соприкосновении жидкого металла со стенками формы в прилегающем слое металла возникает резкий градиент температур и происходит переохлаждение, ведущее к возникновению большого количества центров кристаллизации. Образуется корка затвердевшего металла, характеризующаяся мелкозернистой структурой.
|
|
|
После образования корки условия теплоотвода изменяются, градиент температур в прилегающих слоях уменьшается. В результате из небольшого количества центров кристаллизации начинают расти столбчатые кристаллы, ориентированные по нормали к поверхности корки.
В середине отливки нет определенной направленности теплоотвода. Температура металла выравнивается по объему. В результате образуется равновесная структура.
Таким образом, в процессе кристаллизации в отливке образуются три зоны: наружная мелкозернистая корка, средняя зона столбчатых кристаллов и центральная зона с равновесной структурой. Такое строение затвердевшего металла отливки приводит к анизотропии свойств по объему отливки.
Сущность суспензионного литья состоит в том, что при заполнении литейной формы перегрев жидкого металла снимается благодаря внутренним теплоотводам, а по объему металла распределяются дополнительные активные центры кристаллизации, воздействие которых проявляется в увеличении скорости и развитии преимущественно объемного затвердевания и диспергировании структуры литого металла.
Различают два вида суспензионной разливки: эндогенную и экзогенную.
Эндогенную суспензионную разливку осуществляют путем наложения на кристаллизующуюся жидкую фазу внешних воздействий: механических, ультразвуковых или электромагнитных.
Экзогенную суспензионную разливку осуществляют введением в жидкий металл порошкообразных добавок. В качестве дисперсных добавок применяют стальную или чугунную дробь, гранулы различных металлов, ферросплавов или лигатур, железный порошок.
|
|
|
При изготовлении фасонных отливок различной массы от 200 кг до 40 т находит применение ввод дисперсных частиц с помощью тангенциального смесителя (вихревой воронки). Этот способ заключается в том, что в результате тангенциального подвода литника из приемной чаши в смесительную емкость в последней создается вращательное движение жидкого металла с образованием вихревой воронки. Дисперсные частицы из бункера подаются в центр воронки, захватываются вращающимся жидким металлом, распределяются им и уносятся в полость формы. Введенные данным способом дисперсные частицы равномерно распределяются по объему отливки.
При литье крупных отливок и слитков, когда разовая порция дисперсных частиц превышает 1-2 т, бункер-дозатор рекомендуется устанавливать стационарно для каждой заливаемой опоки над смешивающей воронкой. При литье мелких и средних отливок, когда масса порции дисперсных частиц не превышает 1 т, бункер подвешивают к разливочному ковшу или загрузочный бункер устанавливают коаксиально к заливочной чаше.
Весьма перспективным является метод суспензионного модифицирования расплава непосредственно в полости литейной формы. Технологический процесс суспензионного модифицирования осуществляется путем введения дисперсного порошка в полость формы с помощью моделей. Дисперсный порошок вводят модель в виде плакированных металлическими частицами ранул, которые окончательно вспениваются в пресс-форме.
Технико-экономическая эффективность суспензионной заливки состоит в следующем:
· снижение брака по линейным дефектам на 30-50 % благодаря повышению качества отливок;
· сокращение объема прибылей на стальных отливках на 20-30 %, что обеспечивает увеличение выхода годных изделий на 5-10 %;
· снижение трудоемкости работ по устранению горячих трещин на 25-50 %;
· снижение брака в результате пригара на 25-30 %, что обеспечивает уменьшение трудоемкости работ по обработке и очистке отливок на 10-15 %;
· сокращение времени выдержки отливок в форме на 15-20 %, что соответственно увеличивает производительность;
· повышение физико-механических и специальных свойств, приводящее к увеличению срока службы литых деталей на 10-20 %.
|
|
|
