При литье расплавленный чугун выливают в формы в которых он и застывает: При литье расплавленный чугун выливают в формы, в которых он и застывает. Литье производят при температуре около 1300°. Зачем формы делают больше, чем будет сам предмет?

Строение вещества. Молекулы. Диффузия в газах, жидкостях и твердых телах. Взаимное притяжение и отталкивание молекул

46. Камни малосжимаемы, но металлы (даже очень плотные) с помощью мощного пресса удается сжать до 0,75 от начального объема. Почему возможно такое сильное сжатие?
Данное свойство обусловлено особенностями строения кристаллической решетки металлов.

47. В стеклянную бутылку налили воды и поместили ее в морозильную камеру. Что произойдет с бутылкой и почему?
Вода в бутылке замерзнет, увеличится в объеме, и бутылка лопнет.

48. Меняется ли вместимость сосудов при изменении их температуры?
Меняется

49. Отличаются ли молекулы воды в горячем чае от молекул воды в холодном лимонаде?
Не отличаются

50. Стоит ли наливать полный чайник воды, если в нем нужно вскипятить воду?
Не стоит, так как при увеличении температуры вода может пролиться.

51. Как называется физическое явление, благодаря которому можно засаливать овощи на зиму? Как происходит переход соли из воды в овощи при засолке?
Диффузия. Молекулы соли проникают в пространство между молекулами овощей.

52. Сильно завинченную крышку банки легче отвинтить, если ее подогреть. Почему?
Нагретая крышка увеличится в объеме.

53. Если перенести надутый воздушный шарик из тепла в холод, что произойдет с его объемом? Почему?
Шарик уменьшится. Частицы воздуха внутри будут двигаться медленнее.

54. Горячие стеклянные стаканы не рекомендуется вставлять друг в друга. Почему?
Остывшие стаканы уменьшатся, и их сложно будет вынимать друг из друга.

55. Почему сложенные вместе стекла трудно разъединить?
Действуют силы молекулярного притяжения.

56. Прижмите поплотнее две деревянные линейки. Легко ли их разъединить? Объясните наблюдаемое явление.
Легко. Из-за неровностей на поверхностях линеек их не удается сблизить на такое расстояние, на котором частицы могут притягиваться друг к другу.

57. Положите в стакан крупинку марганцовки, а затем осторожно налейте в него воду. Что вы наблюдаете? Как называется это явлений?
Марганцовка растворяется в воде. Диффузия.

58. Возьмите две чашки. Наполните их водой и осторожно положите несколько крупинок лимонной кислоты. Одну чашку оставьте на столе, а вторую поместите в холодильник. Через некоторое время попробуйте воду. Объясните наблюдаемое явление.
Теплая вода более кислая, так как диффузия в теплой воде протекает быстрее.

59. Слишком соленую рыбу можно положить на некоторое время в воду при комнатной температуре, и рыба станет менее соленой. Почему?
Часть соли из рыбы растворится в воде.

60. На улице вблизи хлебозавода чувствуется запах хлеба. Почему?
Происходит диффузия газов.

61. Возле кондитерской фабрики обычно пахнет ванилью и шоколадом. Объясните это явление, используя понятие о молекулах. 
Молекулы ванили и шоколада переносятся из области высокой концентрации в область низкой концентрации.

62. Пятно от йода на ткани можно прогладить горячим утюгом, и оно исчезнет. Почему?
Йод испаряется.

63. Почему пыль садится даже на обращенные вниз поверхности?
За счет межмолекулярного соединения.

64. Почему при сварке металлов необходима очень высокая температура?
Металл необходимо расплавить.

65. У флакончика для духов тщательно шлифуют горлышко и пробку в месте их соприкосновения. Почему?
Чтобы флакон закрывался плотнее, не давая запаху проникнуть наружу.

66. Белье после стирки, вывешенное на мороз, после замерзания трудно разгибается. Почему?
Остатки воды в белье превращаются в лед.

67. Почему при одинаковой температуре диффузия в жидкостях идет медленнее, чем в газах?
Частицы воздуха движутся быстрее, чем частицы воды.

68. Почему разбитые вазы не «срастаются» обратно, как бы сильно мы не прижимали друг к другу осколки?
Из-за неровностей не удается их сблизить на такое расстояние, на котором частицы могут притягиваться друг к другу.

69. Почему разорванный пластилин можно соединить обратно в один кусок?
Структура пластилина позволяет приблизить его молекулы настолько, что притяжение между ними восстанавливается.

70. Почему пыль с мебели устраняется мокрой тряпкой лучше, чем сухой?
Вода связывает молекулы пыли с тряпкой, заполняя промежутки между молекулами.

71. Почему после плавания на человеческом теле остаются капельки воды?
Молекулы жидкости притягиваются к телу сильнее, чем друг к другу.

72. Почему на стыках железнодорожных рельсов оставляют промежутки, а не соединяют их плотно?
Рельсы увеличиваются и уменьшаются в зависимости от температуры.

73. Почему телеграфная проволока провисает летом больше, чем зимой?
Летом проволока расширяется.

74. Чтобы вынуть плотно засевшую стеклянную пробку, надо на слабом огне нагреть снаружи горлышко склянки. Почему это нагревание может помочь делу?
Горлышко увеличится.

75. При литье расплавленный чугун выливают в формы, в которых он и застывает. Литье производят при температуре около 1300°. Зачем формы делают больше, чем будет сам предмет?
При остывании объем детали уменьшится и деталь будет проще вынуть из формы.

76. Можно ли сделать термометр, используя для его наполнения керосин?
Можно, но его показания будут не точными.

77. Чтобы вывернуть старый заржавевший винт, к его головке подносят нагретый паяльник, которым нагревают винт. Когда винт остынет, он легко вывинчивается. Как объяснить это явление?
Винт сначала увеличится, а затем уменьшится и его будет легко вывинтить.

78. Почему из полного чайника вода при нагревании выливается, хотя объем чайника при нагревании тоже увеличивается?
Вода расширяется сильнее, чем металл.

79. Следует ли зимой покупать полный бидон керосина, если его приходится хранить дома в теплом помещении?
Не стоит. В теплом помещении его объем увеличится.

80. Зачем железную шину, надеваемую на обод колеса телеги, кузнец перед надеванием сильно нагревает?
При остывании шина уменьшится и будет более плотно держаться на колесе.

81. Если склепать железную и медную полоски одинакового размера и затем нагреть их, то вся пластинка изогнется. Почему?
Коэффициенты расширения железа и меди разные.

82. На блюдце с водой поставили опрокинутый горячий стакан. Почему через некоторое время вода внутри стакана будет стоять выше, чем в блюдце (рис. 10)?

Стакан остынет. Уменьшится его объем. Объем воды в нем останется прежним.

83. Почему глубокие пруды не промерзают до дна?
Плотность льда меньше плотности воды, теплопроводность льда плохая, поэтому глубокие водоемы не промерзают до дна.

84. Можно ли делать термометры, взяв вместо подкрашенного спирта подкрашенную воду?
Нет.

Учебно-методический материал по физике (7 класс) по теме: Задачи 7 класс по теме «Строение вещества. Диффузия»

По теме: методические разработки, презентации и конспекты

Решение задач методом Ключевых ситуаций. Контрольная работа №1. 7-ой класс.» Плотность характиеризует вещество». «Архимедова сила»..

Дистанционный курс повышения квалификации «Как научиться решать задачи по физике (основная школа).Подготовка к ГИА». В школьном курсе огромное количество задач, которые можно сгруппировать вокруг неск…

Решение задач методом Ключевых ситуаций. Контрольная работа №1. 7-ой класс.» Плотность характиеризует вещество». «Архимедова сила»..

Дистанционный курс повышения квалификации «Как научиться решать задачи по физике (основная школа).Подготовка к ГИА». В школьном курсе огромное количество задач, которые можно сгруппировать вокруг неск…

Решение задач методом Ключевых ситуаций. Контрольная работа №1. 7-ой класс.» Плотность характиеризует вещество». «Архимедова сила»..

Дистанционный курс повышения квалификации «Как научиться решать задачи по физике (основная школа).Подготовка к ГИА». В школьном курсе огромное количество задач, которые можно сгруппировать вокруг неск…

Открытый урок по химии в 8 классе по теме : Решение расчетных задач по теме «Количество вещества. Моль».

Решение расчетных задач по теме » Количество вещества. Моль.»…

Пр/р «Решение экспериментальных задач на распознавание растворов веществ и определение их качественного состава» 9 класс

Работа расчитана на учеников 9 класса, поэтому содержит подробную инструкцию выполнения экспериментальных задач…

Итоговая работа по курсу повышения квалификации «Система расчетных задач по химии»: «Система решения задач на нахождение формул веществ».

Приводится итоговая работа по курсу повышения квалификации «Система расчётных задач по химии»: «Система решения задач на нахождение формул веществ»….

Методическая разработка урока по физике на тему «Движение частиц вещества. Диффузия. Броуновское движение. Силы взаимодействия молекул»

Конспект урока по теме: движение частиц вещества. Диффузия.Броуновское движение. Силы взаимодействия молекул. Раскрывает понятия броуновского движения, диффузии (в чем различия), отражены примеры, где…

Чугунное литье: способы отливки, инструменты

Сплав железа, в котором содержится более 3% углерода, называется чугуном. Металл обладает высокой жидкотекучестью и твердостью, благодаря чему заполняет форму с конфигурацией любой сложности. Чугунное литье способно длительное время находиться на открытом воздухе, не подвергаясь коррозии и разрушению.

Технология производства чугуна была освоена еще в 17 веке. Из него изготавливали перила мостов, скульптуры, решетки для каминов и колосники в печи. Простая технология формовки и выплавки позволяет лить чугун в промышленных масштабах и домашних условиях.

Чугунное литье в промышленных масштабах

Общие свойства чугуна

Чугун производят в доменных печах. Температура нагрева от горения газа и угольной пыли повышается. В результате получают 2 типа высокоуглеродистых сплавов:

• передельный;
• литейный.

Передельный сплав, в основном белый, очень твердый. Он содержит углерод в связанной форме, на изломе зерно белого цвета. Очень твердый, режущим инструментом не обрабатывается. Используется как основное сырье для получения сталей различных марок.

Остальные виды чугуна: серый, ковкий, высокопрочный. Они имеют высокую жидкотекучесть, используются для изготовления деталей методом литья в формы с последующей обработкой резанием. Твердость значительно выше, чем у незакаленных сталей. Высокое сопротивление стиранию. К недостаткам относится хрупкость, низкий предел сопротивления на изгиб и кручение.

Ковким назвали чугун за относительно высокую пластичность и устойчивость к динамическим нагрузкам. Он прочнее серого, благодаря компактным хлопьевидным включениям графита, расположенным между зерен. У высокопрочного сплава графит имеет шарообразную форму. Остальные виды чугуна содержат свободный углерод в виде пластин графита по границам зерен и относительно легко ломаются. На самом деле никакой вид чугуна ковать нельзя.

При обработке чугуна резанием на малой подаче и скорости получается поверхность с высокой чистотой. Размеры с точностью до 0,02 мм.

Производство чугуна

При запуске доменной печи в нее послойно засыпают кокс и агломерат — обогащенная железная руда с флюсом. Снизу через форсунки вдувается кислород, подогретый газ. В процессе сгорания угля происходит химическое превращение его в двуокись углерода CO₂, затем в окись — CO, которая окисляет железо, выделяя его из руды и делая твердым.

Доменный процесс непрерывный. Руда и флюс добавляются регулярно. Когда скапливается определенное количество чугуна, его выпускают в ковш, затем разливают по формам. Жидкий шлак предотвращает окисление расплавленного металла. Его сливают после чугуна через леток, расположенный выше, и вывозят за пределы цеха. В дальнейшем используют как сырье для производства цемента и в строительстве.

Преимущества чугунного литья

Изготовление деталей из чугуна стоит значительно дешевле, чем сделать аналогичные изделия из стали или бронзы. Повышенное содержание фосфора делает чугун жидкотекучим. Он легко заполняет все пустоты в форме, включая мелкие элементы. По красоте и разнообразию чугунные решетки выглядят лучше кованых. Они устойчивы к влаге, не требуют регулярного ухода.

Литье из чугуна имеет самые разные формы, может длительное время находится в воде и земле, невосприимчивы к низким температурам. Изготовление труб и фитингов, муфт, вентилей имеет простую технологию,по сравнению с другими материалами.

Усадка чугуна во время остывания практически отсутствует. Это позволяет делать отливки с минимальными отходами: малыми прибылями, без накопителей. Обработка деталей сводится к проточке посадочных мест.

Чугунные втулки ставятся в подшипники скольжения на низкооборотистые валы. Имея высокую износостойкость стиранием, они служат дольше шарикоподшипников и стоят в несколько раз дешевле.

Изделия из чугуна

Технология литья из чугуна

Литье чугуна производится в строгой последовательности:

• загрузка шихты;
• непрерывный процесс плавления в доменной печи;
• заливка готового чугуна в ковш;
• разливка по подготовленным формам;
• охлаждение;
• отжиг;
• очистка от окалины.

При изготовлении труб и полых деталей применяют центробежное литье. При этом способе в быстро вращающуюся форму заливают чугун. Под действием центробежной силы жидкий металл растекается по поверхности на заданную толщину.

Остальные детали заливают по форме, которая заранее изготавливается, в землю.

Процесс литья из чугуна

При накоплении в нижней части печи достаточного количества жидкого металла пробивают леток, и раскаленная масса льется в ковш, из которого и производится непосредственно литье чугуна в формы. Инструмент для разливки — ковш, имеет внизу отверстие с пробкой. Через него производится заливка мелких деталей. Для габаритных тяжеловесных отливок, когда надо быстро заполнить форму, могут использовать носик в верхней части ковша, наклонив его с помощью крана.

Подготовка моделей

Модели изготавливаются из различных материалов. Для изготовления малых партий и единичных заготовок крупногабаритных деталей используют дерево. Модель повторяет наружную форму детали с припусками на усадку. В места расположения отверстий вставляют стержни из формовочной смеси.

В качестве материала для изготовления моделей используют:

• воск;
• гипс;
• пластмассу;
• пенопласт.

Для изготовления больших партий отливок, начиная с нескольких сотен, со сложной конфигурацией используют изготовленные на станках ЧПУ и другом оборудовании модели из бронзы, латуни, алюминиевых сплавов. В результате получается отливка с большой точностью наружных размеров, не нуждающаяся в обработке.

Формовка

Модель вставляют в металлическую форму, и оставшееся пространство заполняют песчано-глиняной смесью. Для получения плотной оболочки смесь уплотняют на вибростендах или утрамбовывают ручным пневмоинструментом.

Большие формы заполняют в несколько этапов, подсыпая смесь. Затем модель вынимают. Поверхность формы обрабатывают антипригарным составом и сушат.

Металлическая форма

Заливка металла

Формы выставляют в один ряд на специально подготовленное место. Над ними устанавливаются литники для заливки. Ковш заводится над формами и быстро заполняет их. Если чугун льется долго, отливки будут неравномерно охлаждаться, могут образоваться расслоения металла внутри.

Завершающие операции

После заливки формы остаются в яме для равномерного остывания на 12–60 часов. Продолжительность процесса зависит от наибольшего сечения отливки.

Остывшую форму достают, освобождают деталь от формовочной смеси и вместе накопителями и прибылями помещают в термическую печь на отжиг. Металл нагревают до 800⁰–900⁰, в зависимости от массы отливки и марки чугуна. Затем выдерживают при заданной температуре несколько часов. Чугун вместе с печью медленно остывает до 300⁰. Затем отливку достают, и охлаждение продолжается на воздухе.

После отжига структура чугуна выравнивается, снимаются напряжения. Теперь обрезаются технологические надставки и другие элементы. Производится зачистка поверхности от остатков формовочной смеси, окалины.

Способы литья в домашних условиях

Литье чугуна в домашних условиях возможно. В середине 20 века в Китае почти на каждом огороде стояли маленькие печи и каждый производил чугунные детали.

Ванну или другую емкость с отверстием внизу необходимо обложить огнеупорным кирпичом, заполнить ее чугунным ломом, добавить кокс и раскислитель. Нагревать можно газовой горелкой. Важно помнить — чем меньше объем, тем хуже качество металла.

Художественное литье из чугуна: история, технология отливки

По мере развития металлообработки люди учились не только создавать различные детали и предметы сложных форм, но и старались сделать их красивее. Таким образом развивалось литейное искусство. По мере развития технологий декоративная отделка металлом практически не изменилась. Одной из интереснейших теv является художественное литье из чугуна. Чтобы знать, как украсить детали или готовые предметы, необходимо разбираться в процессе и используемых материалах.

Ворота из чугуна

История и суть технологии

История работы человека с металлом начинается в 4 тысячелетии до нашей эры. Об этом говорят разнообразные археологические находки. Однако качество и точность работ начало появляться во 2 тысячелетии. Археологические находки этого временного периода свидетельствуют о том, что истоки мастерства проявляются именно тогда. С этого момента металлообработка становится не только ремеслом, но и декоративно-прикладным искусством.

Суть технологии изготовления скульптур из чугуна заключается в том, что изначально создаётся полая форма, в которую заливается расплавленный металл. При застывании он повторяет все линии, грани и детали, которые обрисованы в полой форме. Когда металл застывает, его освобождают от формы. На сегодняшний момент одним из известнейших направлений работы с чугуном является каслинское литье.

Этапы изготовления скульптур:

1. Изготавливается оригинальная скульптура из пластичных материалов.
2. Создаётся литейная форма по готовой скульптуре.
3. Плавится и заливается в готовый шаблон металл.
4. После застывания металла с него снимается внешний каркас. Поверхность зачищается.

Сложнее всего изготавливать отливки с пустотами внутри.

Используемые материалы

На протяжении всей истории человек использовал различные металлы для художественной отливки. Изначально главными соединениями металлов для декоративного литья считались сплавы, в которых преобладала медь. Начиная с 19 века, начали использоваться соединения с преобладанием цинка и свинца. Чугунное художественное литье появилось чуть позже. На сегодняшний момент в этом процессе используется нержавеющая сталь и алюминий.

Серый чугун

Помимо использования железа и бронзы в художественном литье и изготовлении различных предметов большую популярность получил чугун. Из него изготавливали пушки, ядра, памятники, фонтаны. Однако в развитии декоративного направления в металлообработке чугун получил популярность только во второй половине 19 века.

Самым распространённым сплавом при изготовлении скульптур являлся серый чугун. Он обладал такими преимуществами:

1. Хорошая текучесть благодаря добавлению фосфора.
2. Низкая стоимость материала.
3. Привлекательный внешний вид.

Однако фосфор делал металл более хрупким.

Применяемые методы

Классическое искусство отливки не потеряло популярность с течением времени. Основными технологиями являются отливка в формы, изготавливаемые в земле или отливка по уже готовым предметам. На сегодняшний день эти два метода продолжают своё соперничество.

Отливка в формы

Литье в землю

Можно отливать будущие скульптуры в формы из земли, песка или глины. Главная задача заключается в том, чтобы получить отпечаток от шаблона на смеси. В дальнейшем с помощью трамбовки изменяются её качества. Формируются каналы для заполнения формы расплавленным металлом. Этот способ отличается своей простотой и низкой себестоимостью.

По выплавляемым моделям

Древний способ литья, который подразумевал под собой отливку по формам, снятым с готовых предметов или оружия. Для создания форм использовали воск, резину, гипс.

Этапы проведения работ с воском:

1. Изначально создаётся скульптура или предмет с точными размерами из воска.
2. Изготавливается форма, с помощью нанесения глиняной смеси на поверхность воска.
3. Форма запекается в печи до полного отвердевания. Воск вытекает из неё по изначально подготовленным каналам.
4. Плавка металла и переливание его в готовую форму.
5. Удаление внешнего каркаса после застывания металла.

После изготовления скульптуры её поверхность дополнительно шлифуется и обрабатывается.

Художественное литье из чугуна активно используется для создания скульптур и различных деталей. Этот металл обладает множеством преимуществ и небольшой ценой, благодаря чему он ценится среди мастеров металлообработки.

Технология литья в песчаные формы

Определения литья в землю Определим, какими терминами называют литейную технологию заливки металла в формы на основе песка. Аналогичными считаются формулировки: — Литье в песчаные формы, смеси; — Литье в песчано-глинистые формы, смеси; — Литье в землю. Все эти термины обозначают одну и туже технологию литья. Применение далее любого из названий, будем считать аналогами. Литейная продукция Литье в песчаные формы – метод литья металлов и сплавов, при котором расплавленный металл заливается в форму сделанную из плотно утрамбованного песка. Для связи песчинок между собой, песок смешивают с глиной, водой и другими связующими материалами. Более 70% всех металлических отливок производится с помощью процесса литья в песчаные формы. Основные этапы Есть шесть шагов в этом процессе: -Поместить модель в опоку с песком, чтобы создать форму. -В необходимых местах присоединяются литниковая система и выпоры. -Удалить из опоки модель и соединить полуформы. -Заполнить полость формы расплавленным металлом. -Выдержать застывающий металл в опоках согласно технологии. -Выбить отливку и освободить от литников и выпоров. По чертежам и литейным технологиям, разработанных технологом или конструктором, опытный модельщик изготавливает модель детали из дерева, металла или пластмассы или пенополистирола. Металл в процессе охлаждения даёт усадку, и кристаллизация может быть неоднородной из-за неравномерного охлаждения. Таким образом, модель должна быть чуть больше, чем готовая отливка, с применением, так называемого, коэффициента усадки металла. Различные усадочные коэффициенты используются для различных металлов. Модели в процессе формовки оставляют в песке полости-отпечатки в форме, в которые помещают стержень из песка. Такие стержни иногда усиливается проволочной арматурой, которые используются для создания полостей, которые не могут быть сформированы основной моделью, например, внутренние проходы клапанов или места охлаждения в блоках двигателей. Литниковая система для входа металла в полости формы представляют собой направляющую и включает воронку, литники, которые поддерживают хороший напор жидкого металла, для более равномерного заполнения полости формы. Газ и пар, образующихся при литье выходят через проницаемые пески или через стояки, которые изготавливаются либо в самой модели, или в виде отдельных частей. Опоки для формовочных материалов Для формовки используют две или несколько опок. Опоки изготавливаются в виде ящиков, которые могут быть соединены друг с другом и скреплены между собой. Модель утапливается в нижней части опоки вплоть до её самого широкого поперечного сечения. Затем монтируется верхняя часть модели. К нижней части опоки зажимами прикрепляется верхняя и туда добавляется и утрамбовывается формовочная смесь таким образом чтобы она полностью закрывала модель. В необходимых местах устанавливаются литники и выпора. Затем опока половинится и из неё вынимается модель, деревянные литники и выпора. Охлаждение металла Для управления кристаллизацией структуры металла, в форму можно поставить металлические пластины, холодильники. Соответственно быстрое локальное охлаждения образует более детальную структуру металла в этих местах. В черной отливке эффект аналогичен закалке металла в кузнице. В других металлах, холодильники могут быть использованы для управления направленной кристаллизации отливки. При управлении способом охлаждения литья можно предотвратить внутренние пустоты или пористость внутри литья. Производство Для получения полостей в отливке, например, для охлаждающей жидкости в блоке двигателя и головок цилиндров используются стержни. Обычно стержни для литья ставятся в форму после удаления модели. После сушки опоку с формой устанавливают на литейный плац для заполнения расплавленным металлом, обычно сталь, бронза, латунь, алюминий, магний и цинк. После заполнения жидким металлом опоки не трогают до охлаждения отливки. После выбивки отливки, стержни удаляются из литья. Металл литников и прибылей любым способом должен быть отделен от отливки. Различные термические обработки могут быть использованы для снятия напряжений от первоначального охлаждения и добавить твёрдости в случае закалки в воде или масле. Поверхность литья может быть дополнительно упрочена дробеструйной обработкой, которая добавляет устойчивости к растрескиванию, растягивает и разглаживает шероховатую поверхность. Разработка технологии Чтобы было возможным удалить модель не нарушая целостности формовочной смеси все части модели должны быть предварительно рассчитаны технологом и иметь знаковые части для установки стержней. Небольшой уклон должен использоваться на поверхностях, перпендикулярных линии разъема, для того, чтобы была возможность удалить модель из формы. Это требование также распространяется на стержни, так как они должны быть удалены из полостей, которые они образуют. Выпора и стояки должны быть расположены так, чтобы обеспечить оптимальный поток металла в форму и газов из неё для того, чтобы избежать недолива литья. Способы литья в землю Различают два способа литья в песчаные формы, первый с использованием «сырого» песка, так называемые сырые формы, а второй метод — жидкостекольный. Сырые формы Мокрый песок, используются, чтобы сделать форму в опоке. Название произошло от того, что мокрым песком пользуются в процессе формования. «Сырой песок» – это смесь: -кремнеземистый песок (SiO2), или хромистые пески (FeCr2O), или циркониевый песок (ZrSiO4), от 75 до 85%, и другие составляющие, включая графит, глину от 5 до 11%, воды от 2 до 4%, других неорганических элементов от 3 до 5%, антрацит до 1%. Есть много формовочных смесей с глиной, но все они различны по пластичным свойствам смеси, качеству поверхности, а также возможностью применения в литье расплавленного металла в отношении пропускной способности для выхода газов. Графит, как правило, содержится в соотношении не более 5%, он частично сгорает при соприкосновении с расплавленным металлом с образованием и выделением органических газов. Сырые смеси как правило для литья цветных металлов не используются, так как сырые формы приводят к сильному окислению, особенно медного и бронзового литья. Сырые песчаные формы для литья алюминия не используют. Для алюминиевого литья используют более качественные формовочные смеси. Выбор песка для формовки зависит от температуры заливки металла. Температура заливки меди, стали и чугуна выше других металлов, поэтому, глина от воздействия высокой температуры далее не регенерируется. Для заливки чугуна и стали на основе железа как правило, работают с кварцевым песком – он относительно недорог по сравнению с другими песками. Так как глина выгорает, в новую порцию песчаной смеси добавляют новую порцию глины и некоторую часть старого песка. Кремний является нежелательным в песке, т.к. зерна кварцевого песка имеют тенденцию взрываться при воздействии высокой температуры во время заливки формы. Эти частицы находятся во взвешенном состоянии в воздухе, что может привести к силикозу у рабочих. В литейном цехе имеется активная вентиляция для сбора пыли. Мелкие древесные опилки (древесная мука) добавляется, чтобы создать место, при ее выгорании, для зерен песка, когда они расширяются без деформации формы. Технология ЖСС (жидко-стекольная смесь) Эта технология состоит в следующем: в состав формовочной смеси входит прокаленный песок без глины, затем его в специальной емкости перемешивают с жидким стеклом и перемешанной массой заливают модель. Залитую форму накалывают для последующего подвода углекислоты. Опоку накрывают колпаком и подают газ СО2. После чего залитый формовочный состав ЖСС приобретает твердость. В обоих методах, песчаная смесь остается вокруг модельной оснастки, образуя полости формы для заливки металла. Формовка жидкостекольными смесями позволяет получить две полуформы, которые после затвердевания собирают. Модель удаляется, образуя полость формы. Эту полость заливают жидким металлом. После того, как металл остыл отливки очищают от формовочного состава. Форма из ЖСС полностью разрушается при извлечении отливки. Точность литья напрямую связана с типом формовочной смеси и формовки. Сырые формы создают на поверхности отливки повышенную шероховатость. Поэтому литье в землю можно сразу отличить от литья по ЖСС и ХТС. Литье в формы из мелкого песка значительно чище и менее шероховато. Технология ЖСС позволяет изготавливать отливки с гладкой поверхности, особенно при использовании пластиковых моделей. В отдельных случаях, например при литье корпусных деталей, можно обойтись даже без механической обработки на больших поверхностях – это позволяет отливать крупногабаритные чугунные блоки цилиндров. Остатки пригоревшей к отливке формовочной смеси удаляются дробеструйной обработкой. С 1950 года, частично автоматизированные литейные процессы литья были переработаны для полностью автоматизированных производственных линий. Холодно твердеющая смесь (литье в ХТС) Использование органических и неорганических связующих, которые укрепляют формы для литья химически связывают песок. Этот тип формовки получил свое название от того, что он не требует просушки, как другие виды песчаной формовки. Литье в ХТС является более точным, чем литье в землю. Размеры форм ХТС меньше, чем при литье в песчаные смеси, но дороже. Таким образом, ХТС используется реже, в тех случаях, когда требуется более качественное литье. Наше предприятие готово поставлять вам отливки по ХТС. Формовка ХТС Формы из холодно твердеющей смеси, требуют быстрой формовки, в отличие от песчано-глинистых смесей, т.к. они содержат быстро твердеющие жидкие смолы, ускорители затвердевания и катализаторы. Вместо трамбовки смеси (как при литье в землю), формовочную смесь ХТС заливают в опоку и дожидаются, когда смола затвердеет. Обычно затвердевание происходит при комнатной температуре в течение 20 минут. Литье в ХТС значительно улучшает качество необработанных поверхностей стальной отливки по сравнению с другими технологиями литья в песчаных формах. Обычно для изготовления модельной оснастки по ХТС используют дерево, металл или пластик МДФ. Чаще других формовка холодно твердеющими смесями применяется при литье меди, литье алюминия, углеродистой стали, жаропрочной и нержавеющей стали, а также легированного чугуна, так как значительно снижает вероятность образования литейного брака. Похожие статьи: Следующие статьи:

литье под давлением, сплавов в формы, технология

Человечество используем металлы и их сплавы несколько тысячелетий. Сначала металлы находили в виде самородков и россыпей, позже доисторические племена научились перерабатывать металлосодержащие руды. Проверенным способом получения изделий из металлов было литье в земляные формы.

Литье в песчаные формы

Отливали наконечники для стрел и мечи, сельскохозяйственные орудия и инструменты, утварь и украшения. За прошедшие с тех пор тысячелетия человек изобрел множество новых приемов обработки материалов и методов литья, включая литье под давлением, газифицируемые формы и порошковую металлургию. Старинный способ также сохранился, но используется в основном в скульптурных мастерских и художественных промыслах.

Особенности литья металлов

По сравнению с другими материалами, такими, например, как воск или гипс, литье металлов отличается некоторыми особенностями. Первая из них — высокая температура перехода из твердое в жидкое состояние. Воск, гипс и цемент затвердевают при комнатной температуре. Температура плавления металлов гораздо выше — от 231 °C у олова до 1531 °C у железа. Перед тем, как приступить к литью металла, его необходимо расплавить. И если олово можно расплавить в глиняной плошке на простом костре из подобранных рядом сучьев, то для плавления меди, не говоря уже о железе, понадобится специально оборудованная печь и подготовленное топливо.

Олово и свинец — самые мягкие и легкоплавкие металлы — можно отливать даже в деревянные матрицы.

Для литья более тугоплавких металлов потребуются формы из смеси песка и глины. Некоторые металлы, как, например, титан, требуют для литья металлические формы.

После заливки изделию требуется остыть. Многоразовые матрицы разбирают, одноразовые формы разрушают, и отливка готова к дальнейшей механической обработке или к использованию.

Металлы для заливки

Черные металлы

В металлургической промышленности различают цветные и черные металлы. К черным относятся железо, марганец, хром и сплавы на их основе. Сюда входят все стали, чугуны и ферросплавы. Черные металлы дают более 90% мирового потребления металлических сплавов. Из стали производят корпуса и детали транспортных средств от самоката до супертанкера, строительные конструкции, бытовую технику, станки и другое промышленной оборудование.

Чугун

Чугун — отличный металл для литья крупных прочных и долговечных конструкций, не подверженных напряжениям изгиба или скручивания.

Цветные металлы, в свою очередь, в зависимости от физических свойств, и прежде всего, удельного веса, делятся на две большие группы

Легкие цветные металлы

В эту группу входят алюминий, титан, магний. Эти металлы встречаются реже, чем железо, и стоят дороже. Их применяют в тех отраслях, где нужно снизить вес изделия — аэрокосмическая промышленность, производство высокотехнологичных вооружений, производство вычислительной и телекоммуникационной техники, смартфонов и малых бытовых приборов.

Титан

Титан благодаря своему отличному взаимодействию с тканями человеческого организма широко применяется для протезирования костей суставов и зубов.

Тяжелые цветные металлы

Сюда относятся медь, олово, свинец, цинк и никель. Их применяют в химической промышленности, производстве электроматериалов, в электронике, на транспорте – везде, где требуются достаточно прочные, упругие и коррозионно-стойкие сплавы.

Благородные металлы

В эту группу входят золото, серебро, платина, а также более редкие рутений, родий, палладий, осмий, иридий.

Первые три известны человеку с доисторических времен. Они редко (относительно меди и железа) встречались в природе и поэтому служили платежным средством, материалом для ценных украшений и ритуальных предметов.

Золото и платина

С развитием цивилизации золото и платина сохранили свою роль средства накопления богатств, однако стали весьма широко использоваться в промышленности и медицине из-за своих уникальных физико-химических свойств.

Методы литья металлов

Основные методы литья металлов следующие:

Традиционный метод

Металл поступает в форму под действием силы тяжести. Применяются песчано-глиняные или металлические матрицы. Недостаток метода — высокая трудоемкость изготовления форм и других операций, тяжелые условия труда и низкая экологичность

Литье под низким давлением

Суть метода заключается в том, что тигель с металлом и матрицы для отливок располагаются в герметичной камере. Металлопровод, сделанный из титанового сплава, опускается из формы в расплавленный металл. В это время в камеру подают низкое избыточное давление воздуха или инертного газа. Металл попадает в матрицу под давлением, скорость потока весьма высока и при этом регулируется. Форма заполняется полностью и равномерно.

Метод позволяет получать высококачественные отливки, в том числе особо тонкостенные. Качество поверхности также превосходит отливки, получаемые традиционным методом. Литейные газы удаляются через отводящий трубопровод в систему очистки, откуда попадают в атмосферу. Метод отличается высокой автоматизацией операций, улучшенными условиями труда персонала и высокой экологичностью. К тому же при таком литье и материалы, и расход энергии существенно экономятся.

Литье под высоким давлением

Метод применяется как в черной, так и в цветной металлургии и позволяет получать наиболее точные и однородные отливки. Металл под высоким напором поступает в матрицу со скоростью до 120 м/с и мгновенно заполняет ее.

Деталям, полученным таким методом, практически не требуется финишная механическая обработка. Таким методом можно отливать детали практически любой конфигурации, с тонкими стенками, с готовыми отверстиями и даже с готовой резьбой.

Инжекционное литье

Инжекционный метод от обычного литья под давлением тем, что металл попадает в матрицу в виде порошка, смешанного со связующим веществом. Формы делают из высокопрочных сталей.

Высокая текучесть смеси позволяет заполнить мельчайшие детали рельефа форм самой сложной конфигурации, включающих внутренние полости. Достоинством этого метода является высокая точность поверхности, делающая ненужной дополнительную механическую обработку или сводящую ее к минимуму. Другим преимуществом является высочайшая физико-химическая однородность отливки.

Существуют и другие методы литья деталей, имеющие нишевое применение.

Основные способы литья металлов

Литье в землю

Традиционный способ. Изготавливается простая или составная модель из дерева или других модельных материалов, потом по модели делается матрица из песчано-глиняной смеси. Подробнее об этом способе читайте в соответствующей статье.

Технология литья в землю

Модель извлекают из формы, части ее собирают вместе, создают литниковую систему. Форму накалывают тонкими острыми иглами, чтобы обеспечить газоотведение. Производят отливку, ждут ее остывания,

Литье в металлические формы

Разъемную форму, называемую кокилем, изготавливают из металлических деталей. Части матрицы получают путем отливки или, если требуется обеспечить высокое качество поверхности и точность размеров, путем фрезерования. Формы смазывают антипригарными составами и производят заливку.

Литье в металлические формы

После остывания кокили разбирают, извлекают отливки, очищают. Металлическая матрица выдерживает до 300 рабочих циклов.

Литье по газифицируемым моделям

Модель выполняется не из дерева или воска, а из легкоплавкого и газифицируемого материала, преимущественно полистирола. Модель остается в форме и испаряется при заливке металла.

Литье по газифицируемым моделям

Преимущества способа:

• модель не требуется извлекать из матрицы;
• можно изготовлять модели сколь угодно сложных отливок, не нужны сложные и составные формы;
• существенно снижена трудоемкость моделирования и формования.

Литье по газифицируемым моделям приобретает большую популярность на современных металлургических производствах.

Формы для литья

Самый древний вид форм — это формы из песчано-глиняной формовочной смеси, или «земли». Исторически центры металлургии возникали рядом с местами залегания уже готовых по своему составу для литья песков, например, рядом с всемирно известным Каслинским чугунным заводом. Смеси делятся на обмазочные и наполнительные.

формы из песчано-глиняной формовочной смеси

Для построения любой матрицы требуется модель — макет будущего изделия в натуральную величину, но несколько больших размеров — на величину литейной усадки.

Модель помешают по центру опалубки, или опоки, и наносят на нее слой обмазочной смеси — термостойкой и пластичной. Потом начинают послойно, тщательно трамбуя каждый слой, заполнять опоку наполнительной смесью. Требования к наполнительным смесям намного ниже, чем к обмазочным — они должны выдерживать давление залитого металла, сохраняя конфигурацию отливки, и обеспечивать выход плавильных газов. После модель извлекают из формы и на ее место заливают расплав.

Для отливок сложной конфигурации, имеющих замысловатые детали и внутренние полости, применяют составные модели и формы из нескольких частей.

Металлические формы

Литье также осуществляется и в металлические формы. Их применяют при больших тиражах отливаемых деталей, в тех случаях, когда требуется высокая точность размеров и низкая шероховатость поверхности отливки, а также для некоторых металлов, активных в нагретом состоянии. Температура плавления материала формы должна быть существенно выше, чем температура отливаемого расплава.

Область применения

Различные способы литья имеют свои преимущественные сферы применения.

Так, литье в песчаные формы применяется при единичных отливках или малых сериях. Проверенный тысячелетиями способ понемногу уходит с промышленных предприятий, но продолжает использоваться на художественных промыслах и в скульптурных мастерских.

Литье в металлические формы применяется в случаях, когда требуется

• большие тиражи отливок;
• высокая точность размеров;
• высокое качество поверхности.

Также литье в металл популярно в ювелирной промышленности и в производстве металлических украшений.

Литье под давлением все шире используется предприятиями, сфокусированными на качестве своих изделий, следящими за экологией, охраной труда и эффективным расходованием материальных и энергетических ресурсов.

Литье по газифицируемым моделям применяется в тех случаях, когда планируются большие тиражи отливок, требуется высокая точность и экономия трудоемкости.

11. Основные виды дефектов отливок и причины их образования

Для успешной борьбы с браком нужно хорошо знать причины возникновения и способы предупреждения образования дефектов. На рис.  12.1 приведена классификация поверхностных дефектов, а на рис. 12.2 — их схематическое изображение.

Пригар

Пригар — это слой формовочных материалов, сцементированных металлом, его оксидами и различными силикатными фазами, прочно сцепленный с поверхностью отливки.

Механический пригар образуется в результате проникновения жидкого металла в поры поверхности формы.

Химический пригар — это пригоревшая корка на поверхности отливки, образовавшаяся в результате физико-химического взаимодействия оксидов железа с материалами формы и ее атмосферой.

Термический пригар образуется в результате расплавления легкоплавких примесей формовочной смеси и приваривания их вместе с зернами песка к поверхности отливки.

В большинстве случаев наблюдается комплексный пригар, т. е. химико-механический.

Основными направлениями борьбы с пригаром являются: применение формовочных смесей, обеспечивающих восстановительную атмосферу в форме, уменьшение размеров пор, препятствующее проникновению металла и уменьшающее площадь контакта продуктов химических реакций с формовочным материалом.

Приливы

Приливами называют различные утолщения тела отливок, не соответствующие чертежу заготовки.

Заливы — это утолщения, образованные по плоскости разъема формы. Они обусловлены отклонениями размеров модельного комплекта и/или опочной оснастки, а также неудовлетворительным скреплением опок между собой. Предупредить появление этого дефекта позволяет обеспечение высокой точности используемой литейной оснастки и надежное скрепления опок.

Подутость появляется в результате статического давления жидкого металла на стенки недостаточно уплотненной формы. Такой дефект называют также распором. Его можно предотвратить, добиваясь необходимой степени уплотнения формовочной смеси.

Наростами называют утолщения, возникающие в результате разрушения поверхности формы струей жидкого металла размытого участка. Исключить размывы поможет правильный подвод металла и повышение поверхностной прочности формовочных смесей.

Просечки (или гребешки, заусенцы) появляются в результате затекания металла в трещины формы или стержня. Трещины образуются, главным образом, в результате теплового расширения форм и стержней. Устранение дефекта: использование различных средств, ускоряющих затвердевание метала, в том числе – за счет повышения теплоаккумулирующей способности формы. Например, при изготовлении стальных отливок в смесь вводят пылевидные фракции оксидов железа.

Обвалы образуются из-за разрушения части формы вследствие недостаточной прочности смеси.

Задиры, обжимы появляются в результате неудовлетворительного состояния модельно-опочной оснастки. Задиры возникают при соприкосновении между собой при сборке верхней и нижней полуформ с частичным их разрушением. Обжимы — это результат чрезмерного обжатия некоторых частей формы.

Дефекты поверхности

Песчаными засорами называют дефекты, обусловленные частичным разрушением форм и стержней.

Засоры представляют собой локализованные скопления частиц формовочных материалов, реже — частиц материалов футеровки плавильных агрегатов и шлаковых включений. Их появление чаще всего бывает вызвано несовершенством технологии либо отступлением от нее.

Небрежное хранение и транспортировка форм, в том числе керамических оболочек, приводит к засорению поверхности отливок частицами, занесенными извне. Поэтому перед окончательной сборкой формы обычно продувают сжатым воздухом или используют эжектор, работающий по принципу пульверизатора.

Причиной появления песчаных засоров может быть, кроме того, неудачная конструкция литниковой системы. Так, если струя металла направлена не по касательной к стенкам, а перпендикулярно, форма может разрушаться.

Появление шлаковых включений бывает вызвано тем, что канал литниковой системы не выполняет одну из своих функций — удерживать вкрапления шлака. Сравнительно редко встречаются засоры, обусловленные разрушением футеровки плавильных агрегатов, в частности разрушением при загрузке шихты. Чтобы свести до минимума вероятность появления засоров такого происхождения, надо внимательно осматривать футеровку перед плавкой.

Таким образом, мерами профилактики песчаных засоров являются: строгое соблюдение технологической дисциплины, аккуратная сборка форм, осмотр и очистка форм перед заливкой, рациональное конструирование литниковых систем, тщательный осмотр футеровки плавильных агрегатов.

Ужимины появляются при сырой формовке вследствие разрыва слоя формовочной смеси в зоне конденсации влаги и затекания металла в полость разрыва. Как правило, это происходит при использовании смесей повышенной влажности и на тех участках формы, которые при ее заполнении металлом находятся продолжительное время под воздействием теплового излучения зеркала жидкого металла. Избежать появления ужимин позволяют применение смесей с минимальной влажностью; прошпиливание участков формы, предрасположенных к образованию ужимин; заливка металла в сухие формы.

Спаи (иногда их называют неслитинами) — результат соприкосновения двух потоков охлажденного металла. Поверхности этих потоков из-за низкой температуры не могут слиться. К тому же эти поверхности, как правило, покрыты слоем оксидов, также мешающих слиянию потоков. Основными мерами борьбы со спаями являются: повышение температуры металла; применение формовочных материалов с относительно низкой теплоаккумулирующей способностью; сокращение времени заливки металла, в том числе за счет использования центробежного метода.

Пленами называют дефекты, образующиеся в результате окисления легко окисляющихся легирующих добавок сплава. Окисленный металл в виде плен попадает как внутрь тела отливки, так и на ее поверхность. Предупредить образование плен позволяют плавка и заливка металла в вакууме или в среде нейтральных газов, повышение температуры металла и создание в полости формы восстановительной атмосферы.

Морщинистость (складчатость) — это формирование на поверхности отливки множества беспорядочно расположенных морщин или складок. Причину возникновения дефекта усматривают в скоплении на поверхности формы большого количества углерода, выделяемого при температурном разложении углеводородов, которые входят в состав связующих материалов. Предотвратить морщинистость можно путем уменьшения органических составляющих смеси и улучшением вентиляции формы. Этому способствует также повышение температуры заливаемого металла.

Выпот на чугунных отливках образуется при затвердевании, которое сопровождается увеличением объема при выделении графита. Внутри жидкого металла, заключенного в затвердевшей корочке, возникает повышенное давление, которое «стравливается» прорывом оболочки и образованием поверхностных шарообразных включений. Этот дефект может образоваться за счет повышенного давления газов, интенсивно выделяющихся из сплава при понижении температуры.

Апельсиновая корка — дефект поверхности отливки, вид которого в определенной степени оправдывает его название. Образование дефекта связывают с отделением стенки формы отливки во время затвердевания и повторным расплавлением первоначально затвердевшей корки металла. Меры борьбы с этим дефектом аналогичны применяемым для борьбы с просечками — повышение теплоаккумулирующей способности формы.

Корольками называют дефекты отливок, образованные брызгами металла при заливке в форму. Причин разбрызгивания металла может быть несколько: неправильная конструкция литников системы, неправильное заполнение формы, чрезмерное увлажнение смеси. Образовавшийся из брызг шарик металла затвердевает и попадает на еще не заполненную металлом поверхность формы. Металл шарика может не слиться с металлом отливки.

Коробление отливки, т. е. искажение ее конфигурации, в том числе и геометрии поверхности, происходит из-за возникновения напряжений в отливке и развития необратимых деформационных изменений. Коробление предупреждается равномерным охлаждением отливки до полного остывания.

Трещины

Горячие трещины возникают в отливках в процессе затвердевания при температурах, близких к температуре солидуса, вследствие достижения усадочными напряжениями предела прочности металла. Линейная усадка металла начинает проявляться с момента образования сплошного скелета из сросшихся дендритов поверхностной корки отливки. В этот момент металл обладает очень низкими прочностными и пластическими свойствами. Напряжения, возникающие вследствие торможения линейной усадки, быстро достигают предела прочности, что и приводит к разрушению образовавшегося кристаллического скелета. Трещины носят междендритный характер, поэтому имеют неровный, рваный профиль. Поверхность горячих трещин сильно окислена. Снизить вероятность появления горячих трещин позволяют создание максимально податливой литейной формы; применение сплавов, имеющих более высокий предел прочности при температурах образования трещин; отработка конструкции отливки с точки зрения ее технологичности.

Холодные трещины образуются при температурах, лежащих ниже температуры перехода металла из области пластических деформаций в область упругих (для стали – ниже 620–650 °С, для чугуна – ниже 400–650 °С). В отличие от горячих трещин холодные трещины имеют прямолинейный профиль. В процессе их образования разрушаются как границы зерен, так и сами зерна металла. В зависимости от температуры образования поверхность холодных трещин может иметь цвета побежалости или оставаться совсем неокисленной. Холодные трещины возникают под воздействием внутренних напряжений – термических или фазовых, когда структурные превращения протекают с изменением объема. С холодными трещинами борются путем конструктивного или технологического упрочнения отливки в местах возможного возникновения трещин, а также создания условий равномерного охлаждения всех узлов отливки.

Межкристаллические (межзеренные или сеточные) трещины характерны для отливок из легированных сталей. Они возникают в стальных отливках в результате развития внутренних усадочных напряжений на границах первичных зерен аустенита. На этих границах могут выделяться фазы, достигшие предельной растворимости в аустените. Чаще всего это неметаллические включения сульфидов и нитридов алюминия. Межкристаллические трещины, как правило, образуются внутри отливки, но иногда они могут выходить и на поверхность. При изготовлении стальных отливок для предупреждения этого дефекта снижают содержание в стали серы и азота. Желательно при заливке создать восстановительную атмосферу в форме.

Газовые дефекты

Ситовидная пористость – дефект в виде множества мелких газовых включений, которые могут выходить на поверхность или располагаться в подповерхностных слоях.

Появление ситовидной пористости предупреждают путем уменьшения содержания влаги в форме, применения связующих, не содержащих азот, и создания восстановительной атмосферы в форме.

Газовые раковины – это полости в металле отливки, образованные пузырьками газа. Они возникают вследствие выделения газа из металла или материала формы. Во втором случае обычно образуются открытые газовые раковины, появление которых связано с высокой газотворной способностью формовочного материала и плохой вентиляцией формы (низкая газопроницаемость, недостаточное число вентиляционных каналов).

Вскип – местное поражение отливки газовыми раковинами в результате соприкосновения жидкого металла с участком форм, обладающим повышенной газотворностью. Предотвратить появления вскипания можно, устранив причины, способствующие образованию очагов газотворности в материале формы, и улучшив ее вентиляцию.

Изменение структуры металла

На поверхности отливок из серого чугуна может формировать структуру белого чугуна – отбел. Это явление бывает обусловлено повышенной скоростью охлаждения и пониженным содержанием углерода и кремния в чугуне.

В белом чугуне, наоборот, можно встретить поверхностный слой, имеющий структуру серого чугуна – половинчатость, которая связана с повышенным содержанием углерода и кремния.

Поверхностные слои отливок из высокопрочного чугуна содержат пластинчатые графитовые включения вместо шаровидных. Это явление связывают с насыщением поверхностной пленки металла водородом и кислородом, поступающими из формы. Образующийся при этом оксид магния снижает модифицирующее воздействие магния.

Изменение химического состава

При формировании отливки в поверхностном слое происходят процессы, в результате которых изменяется химический состав этого слоя: окисление, обезуглероживание, науглероживание, обезлегирование, насыщение газами и продуктами взаимодействия с формой.

При изготовлении стальных отливок окислительная атмосфера формы за счет диоксида углерода и воды является обезуглероживающей, восстановительная атмосфера, создаваемая оксидом углерода и метаном, – науглероживающей.

Атмосфера, образующаяся при термодеструкции синтетических смол, которые используются в качестве связующих материалов, является сугубо науглероживающей. В отличие от нее газовая фаза, возникающая при заливке металла в жидкостекольные формы, является окислительной, т. е. обезуглероживающей.

Если при охлаждении поверхность отливки отходит от стенки формы вследствие усадки, то наряду с науглероживанием поверхности в первые моменты затвердевания возможно обезуглероживание за счет кислорода воздуха, попадающего в зазор между отливкой и формой.

Обезлегирование при литье по выплавляемым моделям происходит за счет взаимодействия легирующих элементов с оксидами кремния материала формы. Глубина обезлегированного слоя зависит от материала формы, толщины стенок отливки и температуры заливаемого металла.

Обезлегирование можно в значительной степени подавить снижением содержания силикатного связующего в оболочке, использованием в качестве огнеупорной основы материалов, не содержащих диоксида кремния, ускоренным охлаждением в период взаимодействия отливки с формой, понижением температуры формы и металла, а также поверхностным легированием путем ввода в огнеупорную суспензию солей соответствующих элементов.

Внутренние дефекты

Усадочные раковины и усадочная пористость образуются в отливках в результате сокращения объема металла при переходе из жидкого состояния в твердое.

Эффективных средств борьбы с рассеянной усадочной пористостью практически нет. Этот вид внутренней несплошности металла можно заметно сократить, уменьшая размеры области затвердевания путем повышения скорости затвердевания за счет использования формовочных материалов с повышенной теплоаккумулирующей способностью.

При литье под давлением рассеянная пористость значительно меньше по сравнению с литьем тех же сплавов в песчаные формы.

Если по каким-либо причинам усадочная пористость недопустима, подыскивают другой сплав, обладающий аналогичными эксплуатационными свойствами, но имеющий меньший температурный интервал кристаллизации.

Причиной развития внутренних газовых дефектов, как правило, является нарушение технологии выплавки и, гораздо реже, взаимодействие расплава с материалом формы. При стационарной заливке титановых сплавов взаимодействие между металлом и формой является основной причиной газовой пористости.

Ликвация – это явление химической неоднородной в различных точках отливки, обусловленное процессом кристализации.

Основание | технология | Britannica

Изготовление церковных колоколов Обзор изготовления церковных колоколов с обсуждением процесса литья. Contunico © ZDF Enterprises GmbH, Майнц Посмотрите все видеоролики к этой статье

Литье , процесс заливки расплавленного металла в полость, которая была отлита в соответствии с шаблоном желаемой формы. Когда металл затвердевает, в результате получается отливка — металлический объект соответствующей формы. В какой-то момент в процессе изготовления так отливают самые разные металлические предметы.

Подробнее по этой теме

Сталь

: Сталелитейное производство

Литейные заводы, которые разливают сталь в товарную продукцию, в основном используют индукционные печи без сердечника или электродуговые печи для плавки лома ….

Чаще всего формы изготавливаются из песка и глины; керамика, песок с цементом, металлы и другие материалы также используются для форм. Эти материалы набиты на поверхность рисунка (обычно из дерева, металла или смолы), которая образует полость, в которую должен заливаться расплавленный металл.Рисунок удаляется из формы, когда его форма может быть сохранена материалом формы. Формы обычно состоят из двух половин, и эти две половинки соединяются вместе после удаления с них рисунка. Штифты и втулки обеспечивают точное соединение двух половин, которые вместе помещены в пресс-форму. Затем металл через специальные затворы заливается в форму и распределяется направляющими по разным участкам отливки. Форма должна быть достаточно прочной, чтобы противостоять давлению расплавленного металла, и достаточно проницаемой, чтобы позволить выход воздуха и других газов из полости формы; в противном случае они останутся дырами в отливке.Материал формы должен также противостоять сплавлению с расплавленным металлом, а песок на поверхности формы должен быть плотно уплотнен, чтобы получить гладкую поверхность отливки.

Изготовление лекал для литейных цехов требует осторожности и умения. Образцы равномерно больше, чем желаемая отливка, чтобы компенсировать усадку при падении температуры и переходе от жидкой фазы к твердой. Узоры из пенополистирола остаются в форме и испаряются при контакте с разлитым металлом; восковые модели выплавляются из формы перед заливкой расплавленного металла.Металлические формы используются при литье под давлением. Часто внутри отливки требуется пустое пространство; в этом случае в одну из половинок формы помещается стержень из мелкого песка. В этом отношении также используются стержневые ящики из дерева, металла или смолы.

Современные литейные цеха, способные к крупносерийному производству, характеризуются высокой степенью механизации, автоматизации и робототехники, а микропроцессоры позволяют точно управлять автоматизированными системами. Достижения в области химических связующих привели к созданию более прочных форм и стержней и более точных отливок.Точность и чистота повышаются в условиях вакуума, и дальнейшее развитие ожидается от литья в условиях невесомости в космосе.

Получите эксклюзивный доступ к контенту нашего 1768 First Edition с подпиской. Подпишитесь сегодня .

Кастинг: Джеки Хо. Литье  Процесс, при котором материал вводится в форму в жидком состоянии, и ему дают затвердеть внутри формы,

Презентация на тему: «Отливка: Джеки Хо. Отливка  Процесс, при котором материал вводится в форму в жидком состоянии, и ему дают затвердеть внутри формы», — стенограмма презентации:

1 Кастинг: Джеки Хо

2 Литье  Процесс, при котором материал вводится в форму в жидком состоянии, и ему дают затвердеть внутри формы, создавая готовую деталь.

3 Литье в песчаные формы  Полость, образованная узором из дерева или металла  Требуется стояк, так как расплавленный металл дает усадку при затвердевании Материал, используемый при литье в песчаные формы: низкотемпературная сталь, сплавы Al, Mg и Ni

4 Подъемник используется для учета усадки расплавленного металла при его затвердевании.Функция стояка — просто подавать расплавленный металл в пустоту, где происходит усадка.

5 Отливка в постоянную форму Форма:  На подготовку уходит несколько недель  Изготовлена ​​из чугуна  Перед заливкой предварительно нагревается до 200 ° C  Расширяется во время заливки  Полость больше желаемых размеров Материал, используемый при отливке в постоянную форму: Fe, Al, Mg , Сплавы на основе меди

6 Литье под давлением  Подобно постоянному литью в форму (разница в том, что в этом типе литья используется высокое давление) (разница в том, что при этом типе литья используется высокое давление)  Полость формы может быть очень точной  Очень техничная и высокая квалификация требуется для создания матрицы. Металл, используемый при литье под давлением: сплавы на основе не Fe, Al, Mg, Zn, Cu.

7 Центробежное литье  Имеет прядильную камеру со скоростью 300-3000 об / мин  Вращение при заливке расплавленного металла  Расплавленный металл отбрасывается в сторону, где он затвердевает  Полученные детали имеют мелкозернистую внешнюю поверхность и примеси во внутреннем диаметре. Материал, используемый при центробежном литье: Fe, сталь, нержавеющая сталь и сплавы Al, Cu, Ni

8 Преимущества  Литье в песчаные формы  Производство крупных деталей  Возможность вторичной переработки  Быстрая подготовка песчаной формы  Постоянное литье в формы  Высокая производительность  Низкая стоимость производства на единицу

9 Преимущества (продолжение)  Литье под давлением  Подходит для массового производства  Срок службы до 500000 отливок  Очень высокая производительность  Центробежное литье  Очень мелкозернистая внешняя поверхность  Стойкость к атмосферной коррозии

10 Недостатки Литье в песчаные формы  Возможно производство в ограниченных количествах  Металл попадает в отходы в стояке  Постоянное литье в форму  Формы занимают место для хранения  Литье под давлением  Требуется много времени для подготовки формы  Центробежное литье  Подходит только для производства цилиндрических деталей

.

Расплавленного золота выливают в формы для слитков. Заливка расплавленного золота в формы для слитков. Отливка металла или золота Stock Image

Похожие изображения

Литье золота на фабрике

Расплавленное золото

Награда за музыкальный диск с золотой литой или плавленной пластиной

Расплавленный золотой слиток весом 250 грамм на фоне долларовых купюр

Расплавленное золото в специальной чаше, крупный план.Рабочий процесс в ювелирной мастерской

Сибирь, Россия — расплавленное золото

Раскаленное докрасна раскаленное расплавленное золото выливают в изложницу

Расплавленное золото разливается из литейного тигля

Расплавленное золото

кусочек расплавленного золота. Капля расплавленного золота

Туземцы выливают расплавленное золото в испанского конкистадора

Фотография на фоне расплавленного металла в золоте.

Расплавленное золото заливается в формы для статуи Будды

Проверка золота

.

Расплавленного золота выливают в формы для слитков. Заливка расплавленного золота в формы для слитков. Отливка металла или золота Stock Image

Похожие изображения

Литье золота на фабрике

Расплавленное золото

Награда за музыкальный диск с золотой литой или плавленной пластиной

Расплавленный золотой слиток весом 250 грамм на фоне долларовых купюр

Расплавленное золото в специальной чаше, крупный план.Рабочий процесс в ювелирной мастерской

Сибирь, Россия — расплавленное золото

Раскаленное докрасна раскаленное расплавленное золото выливают в изложницу

Расплавленное золото разливается из литейного тигля

Расплавленное золото

кусочек расплавленного золота. Капля расплавленного золота

Туземцы выливают расплавленное золото в испанского конкистадора

Фотография на фоне расплавленного металла в золоте.

Расплавленное золото заливается в формы для статуи Будды

Проверка золота

.