Стержень для литья в кокиль

Функцию литейного стержня выполняет выработавший свой ресурс базовый пресс-поршень, который устанавливается на поддон кокиля.

Подготовка стрежня (пресс-поршень) к заливке осуществляется следующим операциями:

1. Очистка стержня в дробеструйной камере-5-10 мин;

2. Стержень нагревают в течении 2 часов в печи при t=400-600 °С;

3. Устанавливают в кокиль [31].

 

 

3.11 Финишные операции

После кристаллизации отливке раскрывают кокиль и извлекают отливку из кокиля с помощью клещей.

Производится двойной контроль: до отрезки литников и прибылей (предварительный контроль) и после. Литники и прибыли отрезают ленточными и дисковыми пилами.

Из отливки «Пресс-поршень» не извлекают стержень, т.к. стержень (выработавший свой эксплуатационный ресурс пресс-поршень) устанавливаемы в полость кокиля перед заливкой является частью отливки.

Проводят отжиг латуней для снятия литейных напряжения производится при 750 – 760 °С с выдержкой 2 часа и последующее медленным охлаждением с печью. После этого проводят повторный контроль отливок, проверяя их соответствие требованиям технических условий.

Отливки предназначенные на хранение подвергаются оксидировнию поверхности водным аммиаком (25%) с последующей нанесение лакокрасочного покрытия пентафталиевые и глифталиевые эмалей (ПФ-115 ГОСТ 6465-76), такие покрытия обладают:

1. Смягчающим термическим ударом;

2. Замедляется скорость охлаждения отливки;

3. Улучшается отвод теплоты и охлаждение кокиля;

4. Существенно предотвращают окисление и обезуглероживание его рабочих поверхностей [24].

 

3.12 Дефекты отливок

При изготовлении отливок в них возникают различные дефекты. Дефекты могут быть допустимыми, исправимыми и неисправимыми. Неисправимые дефекты приводят к окончательному браку отливок.

Основными причинами дефектов отливок являются нетехнологичность конструкции деталей, несовершенство технологического процесса, нарушение технологии и недоброкачественность технологических материалов, нарушением технологии.

3.12.1 Характерные дефекты и методы их диагностики

При производстве отливок из латуни возможно образование различных видов брака, поэтому необходимо рассмотреть методы их предупреждения и способы устранения.

Характерными дефектами латунных отливок являются:

1. Раковины (усадочная раковина, рыхлота, утяжина, газовая раковина, ситовидная пористость, газоусадочная раковина, вскип);

2. Разрывы сплошности металла (горячая трещина, холодная трещина, термическая трещина)

Для диагностики дефектов используются следующие виды контроля:

1. Для обнаружения внутренних дефектов:

- рентгеновский;

- гамма – дефектоскопия;

- ультразвуковая дефектоскопия;

2. Для обнаружения поверхностных трещин – люминесцентный;

3. Контроль герметичности отливки;

4. Визуально – оптический [32].

 

3.12.2 Механизм образования и способы профилактики дефектов

Основные причины образования дефектов приведены ниже.

1. Усадочная раковина представляет собой открытую или закрытую полость в теле отливки с грубой шероховатой, иногда окисленной поверхностью, образовавшейся вследствие усадки при затвердевании метала.

Причина образования усадочной раковины является нетехнологичная конструкция отливки, нерациональная конструкция литниковой системы и недостаточное питание отливки в процессе кристаллизации, недостаточная эффективность холодильников, несоответствие химического состава.

2. Газовая раковина представляет собой дефект в виде полости, образованной выделившимися из металла или внедрившимися в металл газами.

Причина образования газовой раковины является повышенная газотворность и пониженная газопроницаемость формы или стержней, неудовлетворительная система вентиляции газов из полости формы и из стержней, механический захват газов в элементах литниковой системы при заливке формы, пониженная температура заливки, чрезмерно высокая скорость заливки и др.

3. Горячие трещины образуется при кристаллизации металла или при нагреве до температуры, близких к линии солидус.

Причиной образования газовой раковины является наличие значительных перепадов температур в стенках и отдельных частях отливки в период затвердевания и дальнейшего охлаждения, недостаточная податливость кокиля и стержней, механическое торможение усадки отливки элементами литниковой системы, выпорами, прибылями, стержнями, и т.п.

4. Холодные трещины образуются в широком интервале температур: от с температуры эвтектоидного превращения до полного охлаждения отливки.

Причиной образования холодных трещин является значительная разница в температурах различных частей отливки в момент, когда в более массивных из них начинают преобладать упругие свойства, слишком жесткая конструкция отливки, значительная концентрация напряжений в отдельных участках отливки и др.

Для предотвращения металлургических дефектов в отливках необходимо, использовать высококачественные шихтовые материалы с низким содержанием элементов, оказывающих отрицательное воздействие на микроструктуру отливок [24].

 

3.12.3 Методы исправления дефектов

Основными средствами исправления дефектов отливок являются сварка (заварка), заделка эпоксидными компаундами, пропитка герметизирующими материалами и замазками.

1. Заварка отливок. Является наиболее надежным и поэтому широко применимым способом исправления дефектов отливок. Заваркой устраняются дефекты: раковины рыхлоты, недоливы, трещины, неплоскостность.

2. Пропитка отливок. Является одним из самых распространенных и эффективных способов устранения негерметичности отливок, работающих под давлением газа или жидкости, а также в вакууме. Пропитывание состоит в том, что пропиточный материал вводится в поры отливки и затвердевает в порах в результате охлаждения, сополимеризации или испарения растворителя. Применяют следующие методы пропитки:

- свободную (окунанием);

- пропитку внутренним давлением;

- пропитку наружным давлением;

- «Вакуум – давлением».

3. Замазка отливок. Устранение дефектов замазками рекомендуется производить в декоративных целях для отливок, не подвергающихся последующей термической обработке. Наибольшее применение имеет замазка на основе эпоксидной смолы [24].

3.13 Компьютерного моделирование заполнения полости литейной формы на отливке «Пресс-поршень» с помощью программного пакета LVMFlow

 

В данной работе необходимо провести моделирование заполнения полости литейной формы с целью оценки технологии на дефекты усадочного характера, а также отсутствие пустот после заливки.

Для проведения процесса моделирования была создана трехмерная модель отливки с литниково-питающей системой при помощи программы Autodesk Inventor Professional. Данная модель была внесена в программу LVMFlow где были смоделированы процессы: заполнение литейной формы и кристаллизация расплава.

Описание процесса моделирования.

В блоке «Начальные установки» с помощью функции «Размер ячейки» (меню «Параметры сеточной модели») расчётная область (полость, заполняемая расплавом) была разбита на более мелкие расчётные области в форме кубов со стороной три миллиметра. Для получения адекватных результатов моделирования необходимо, чтобы в самой тонкой части отливки располагалось не менее трёх расчётных областей (минимальная толщина стенки отливки – 0,3 мм). Затем была задана «Литниковая точка», указывающая место подвода расплава в полость литейной формы. На боковой панели задавались материалы отливки и элементов формы (формовочная смесь – СЧ10, марка сплава – ЛЦ10).

В блоке «Полная задача» в меню «Начальные установки» задавались «Параметры заливки»: задана заливка из поворотного ковша «Гравитационное литьё (струя)», диаметр струи. В меню «Моделирование» заданы параметры автостопа моделирования в момент окончания жидкой фазы (0%). После завершения настроек и их сохранения начиналось моделирование, результаты которого приведены на рисунках 3.15 и 3.16.

 

 

Рисунок 3.15 – Результаты моделирования заполнения полости

литейной формы на отливке «Пресс-поршень» с помощью программы LVMFlow

 

 

Рисунок 3.16 – Результаты моделирования затвердевания и

образование дефектов на отливке «Пресс-поршень» с помощью программы LVMFlow