Производство отливок из стали
Глава V
§ 1. Стали для производства отливок.
Высокие механические свойства стали позволяют применять её для изготовления различных фасонных отливок. Для этого применяют конструкционные, инструментальные и стали с особыми свойствами (специальные).
Углеродистые стальные отливки получают из сталей марок: 15Л, 20Л…55Л.
Л – сталь литейная, число – среднее содержание углерода в сотых долях %.
Применяют также для отливок 19 марок легированных сталей, в которых в конце также ставится буква Л: 110Г13Л.
Самыми дешёвыми являются марганцовистые и кремнистые легированные стали, а самыми дорогими – титановые, вольфрамовые, ванадиевые, молибденовые.
§ 2. Особенности изготовления форм.
Особенности обусловлены большой объемной и линейной усадкой стали, высокой температурой плавления и заливки.
Для уменьшения литейных напряжений, увеличивают податливость форм и стержней.
Для предупреждения образования в отливке усадочных раковин при изготовлении формы предусматривают прибыли. Прибыли располагают так, чтобы они питали жидким металлом наиболее медленно затвердевающие части отливки. В результате усадочная раковина перемещается в прибыль, а отливка получается плотной. Поэтому металл в прибыли должен затвердевать в последнюю очередь. Применяются верхние открытые и боковые закрытые прибили.
Вес прибыли часто превышает вес отливки. Для уменьшения расхода металла на прибыль применяют прибыли со сверх атмосферным давлением, что достигается различными методами. А также применяют подогреваемые прибыли.
Чтобы уменьшить разницу в скоростях охлаждения толстых и тонких частях отливки применяют холодильники. Они представляют собой металлические вкладыши, которые заформовываются в стенки формы для ускорения отвода тепла из утолщённых частей отливки. Применяют также и внутренние холодильники в виде кусков проволоки, гвоздей, стальных прутков, которые устанавливают внутри полости формы. При заливке они свариваются с металлом, понижая его температуру. В отличие от внешних, они остаются в теле отливки.
Литниковую систему стараются расположить так, чтобы заливка металла проходила спокойно, без завихрений и разрушения формы. Наибольшее распространение получили литниковые системы с подводом металла снизу и боковые разветвленные.
§ 3. Разливка стали.
Сталь для фасонных отливок в зависимости от характера производства и массы отливок выплавляют в малых конвертерах с боковым дутьём, в мартеновских и электрических печах.
Температура плавления стали в зависимости от хим. состава колеблется от 1420…1525ºС. Температура разливки стали в литейные формы должна быть выше на 100º для толстостенных отливок и на 150ºС - для тонкостенных.
Высокая температура плавления, малая жидкотекучесть и высокая литейная усадка (2…3%) обуславливают особенности производства стальных отливок.
Разливку стали производят ковшами через носик лишь при заливке небольших форм. Формы средних и крупных отливок заливаются стандартным ковшом. При заливке стали из стандартного ковша устраняется возможность попадания шлака в форму, т. к. шлак плавает над металлом. Ёмкость стандартных ковшей от 1…50 тонн.
После охлаждения и очистки стальные отливки подвергаются термической обработке: отжигу, нормализации, закалке и отпуску для придания нужных свойств и получения равновесной структуры.