Характеристика сплава отливки

Глава 5 Выбор формовочных и стержневых смесей

Литейные формы заливают в сырую и всухую. При изготовлении мелких и средних отливок простой конфигурации формы обычно заливают в сырую. При изготовлении крупных и сложных отливок формы заливают всухую. Все большее применение находят поверхностно подсушенные и химически твердеющие формы. В зависимости от этого формовочные смеси подразделяют на смеси для заливки в сырую форму и для заливки в сухую форму.В зависимости от металла отливки формовочные смеси подразделяются на смеси для чугунного, стального и цветного литья. В зависимости от характера использования формовочные смеси разделяются на облицовочные и наполнительные, единые.

При изготовлении отливки «Ступица» используется единая формовочная смесь. Приготовление единой формовочной смеси осуществляется в бегунах модели 15107. Состав смеси приведен в таблице 4:

Таблица 4- Состав единой формовочной смеси

№	Наименование компонента	Насыпная масса, уд. вес г/см3	% по весу
1	Кварцевый песок 3К3О302	1,5	5-10
2	Отработанная смесь	1,25	92,45-86,43
3	Суспензия (Б.У.С)	1,16-1,22	2,5-3,5
4	Кальций хлористый	0,9	0,025-0,035
5	ЭКР	0,5	0,01-0,015
6	Бентонит	1,0	0,74-1,09
7	Уголь молотый ТУ 12-1-76	0,6	0,15-0,20
8	Лигносульфонат ТУ 13-183-83	1,23-1,24	0,02-0,04
9	Вода	1,0	1,54-1,57

Таблица 5- Физико-механические свойства единой смеси

№	Показатели	Еед.	Требуемые значения
1	Влажность	%	3,0-4,0
2	Прочность при сжатии сырых образцов	кг/см2	0,85-1,15
3	Газопроницаемость	МПа	60-80
4	Уплотняемость	Е%	70
5	Формуемость	%	65
6	Содержание активного бентонита	%	6,0-9,0

Стержень для отливки «Ступица» изготавливается из холодно-твердеющей смеси (ХТС). В состав таких смесей, кроме песка, входят фурановые смолы и отвердитель. Количество отвердителя зависит от размеров стержней и времени, в течении которого эта смесь используется. Отвердители вводят в смесь перед заполнением стержневого ящика. При использовании этих смесей должна быть обеспечена хорошая вентиляция стержневого отделения.

Таблица 6- Состав стержневой смеси

№	Наименование компонентов	Содержание, %
1	Кварцевый песок 2К2О2016 ГОСТ 2138-91	96,5
2	Смола БС-40 ТУ6-05-1750-77	2,1-2,5 (сверх 100)
3	Ортофосфорная кислота ГОСТ 10678-76	0,8-1,4

При приготовлении смеси температура смолы и кислоты должна быть от +15 - +25 градусов.

Таблица 7- Физико-механические свойства смеси

№	Наименование показателей	Единицы измерения	норма
1	Влажность	%	0,7-1,2
2	Газопроницаемость	ед	200
3	Прочность при сжатии через 3 ч	МПа (кг/см2)	1,2(12) 0,8 (8)

Глава 6 Выбор типа литниковой системы расчет основных элементов

Литниковая система - это совокупность элементов литейной формы в виде всевозможных каналов и полостей, предназначенных для плавного подвода жидкого металла в полость формы, её заполнения и питание отливок в процессе кристаллизации.

В состав литниковой системы входят следующие элементы: питатели, стояк, литниковая чаша, а также шлакоуловитель.
В зависимости от способа заполнения формы металлом литниковые системы можно разделить на щелевые, сифонные, ярусные, комбинированные и этажные.
Для получения отливки ”Ступица” применяется литниковая система с подводом металла по прямому питателю .
Применение такой литниковой системы обеспечивает заполнение формы за минимальное время с определенной скоростью. Устройство литниковой системы должно препятствовать попаданию неметаллических включений в полость формы. При выборе литниковой системы внимание следует обратить прежде всего на то, чтобы минимальным был расход металла на литниковую систему. Расчёт сводится к определению площади наименьшего сечения стояка и питателей литниковой системы с последующим определением соотношения площадей сечения остальных элементов системы. Исходные данные для расчета литниковой системы для отливки из СЧ 20:
Масса детали- 8 кг.
Сечение питателя ,находим по формуле ([6], п. 1.1).


, (1)
где G – масса жидкого металла на отливку, кг;
–коэффициент расхода, зависит от рода сплава, способа формовки, сопротивления в форме. Способ формовки - по-сырому, сопротивление формы –среднее, значение коэффициента =0,42;
–оптимальная продолжительность заливки формы, с;
Hр – расчетный металлостатический напор, см.
Масса жидкого металла , кг, на отливку


(2)

где Go – черновой вес отливки, Go = 8 кг;

– коэффициент использования металла, =0,7 ([6], табл.1.1).

Оптимальная продолжительность заливки следующим образом ([6], п.1.4):
для отливок массой до 500 кг:


(3)

где S – эмпирический коэффициент, учитывающий толщину стенки отливки, равную δ=7 мм, S=1,3 ([6], табл. 1.2);

G – масса жидкого металла на отливку, кг.
Следовательно,

Расчетный металлостатический напор (см. рис.6.2) зависит от размера отливки и его определяют из соотношения:
(4)

где Но – полный напор, см;

С – общая высота отливки, см;
Р – высота отливки в верхней полуформе, см.

Правильность расчета оптимального времени заливки необходимо проверить по значению минимально допустимой линейной скорости


(5)

т.к. скорость подъема уровня металла в форме превышает допустимую, то оптимальное время заливки рассчитывается по формуле:

(6)

где Vлин – скорость подъема уровня металла в форме, выбранная по таблице п.1.3: υ=15мм/с.

Рассчитав необходимые параметры, рассчитаем сечение питателя:






Т.к. в форме восемь питателей, то площадь одного составляет:

Следовательно площадь одного питателя равна Fпит = 2,75 см2,
Соотношение сечений элементов литниковой системы для мелких отливок: Fпит  Fшл  Fст = 1,0 : 1,05: 1,1
Площадь шлакоуловителей ,


(7)



Площадь стояка , ,


(8)






Рис.7.1 «Высоты столба над верхним уровнем отливки»