Мета роботи - вивчити вплив усадки на якість відливка, набути навичок визначення лінійної /вільної/ усадки сплавів і ливарної /ускладненої/ усадки відливків.
Короткітеоретичнівідомості
Лінійнаусадка - одназнайважливішихвластивостейсплаву-враховуєтьсяприпроектуваннітехнологічногопроцесулитва, оскількивіднеїзначноюміроюзалежитьрозмірнаточністьодержуванихвідливків.
Під часохолодженнялінійнірозміривідливкапочинаютьзмінюватисьзмоменту, колинаповерхніутвориласьдостатньоміцнатверда кіркаабокаркаскристалів, якіможутьпротидіятистатичномутиску металу. Длясплавів, якікристалізуютьсявінтервалітемператур, початоклінійноїусадкивідповідаєутворенню75-95%твердоїфази: длячистихметалівтемпературапочаткулінійноїусадкизбігаєтьсяз температуроюкристалізації.
Отже, лінійна /вільна/ усадка - цевластивістьметаліві сплавівзменшуватилінійнірозмірибеззовнішньогогальмування.
На практицівідноснувеличинулінійноїусадкисплавувизначаютьзазміноюрозміріввідливка lв довгогостержняпорівнянозпервиннимирозмірамиформи lф, %: ε = [(lф - lв)/ lф ]100.
Таблиця 33.1
| Величина лінійноїусадкиливарнихсплавів,% |
| Сірийчавун 0, 6...1,3 Бронзаолов`яна 1,4...1,6 Білийчавун 1,6... 2,3 Бронзаалюмінієва 1,5... 2, 4 Сталь вуглецева 1,5... 2,0 Латунь 1,5... 2. 2 Сталь марганцевиста Силумін 1,0... 1,2 /10...14%Mn/ 2,5...3,8 Алюмінієвісплави. 1,0... 2,0 Сталь жаростійка 1,8. Магнієвісплави 1,1...1,9 |
Щоб одержативідливокзаданихрозмірів, розміримоделінеобхіднозбільшитинавеличинулінійноїусадкиданогосплаву. Дляцього модельниккористуєтьсяусадочнимметром, якийвідрізняєтьсявідзвичайного тим, щозначеннякожноїйогоподілкизбільшенона1або 2%відповіднодлячавуннихісталевихвідливків.
У деякихметалівісплавіввідбуваютьсяфазовіперетворення, наприкладучавуні - графітизація, усталі - виділеннягазівтощо. Ціперетвореннясприяютьзбільшеннюрозміріввідливка, якеназиваєтьсяпередусадочнимрозширенням. Останнєістотновпливаєнаусадку, особливовисоковуглецевихсплавів, коливнихвідбуваєтьсяграфітизація, атакожнаусадкубагатьохлегованихісередньо- тависоковуглецевихсталей.
Підчасвиготовленняскладнихзаконфігурацієювідливківусадцісплавівчинятьопірвнутрішністержнівиступаючічастиниформи /виступи, фланцітощо/. Кріммеханічногогальмуванняусадки, навідливкивпливаєтермічне, пов`язанезрізницеютемпературокремихчастинприохолодженні. Томудійснузмінурозміріввідливкахарактеризуютькоефіцієнтомливарної /ускладненої/, анелінійно: усадки. Величиниливарноїусадкиможутьбутинеоднаковимиурізнихнапрямах, навітьумежаходноговідливка.
Ливарною усадкоюназиваютьвідноснузмінурозміріввідливкав процесікристалізаціїтаостиганняйогоуформі; визначаютьїї за формулою, %:
εл = [(lмод - lв)/ lмод ]100.
Внутрішнінапруженняувідливках.
Післязатвердінняікристалізації, атакожостиганняметалув ливарнійформідонормальноїтемпературивнаслідокусадкивиникаютьвнутрішнінапруження, якіможутьпризвестидокороблення. відливків, ашколи - ідо утвореннявнихгарячихтахолоднихтріщин. Звичайнорозрізняютьвнутрішнінапруженнятрьохвидів: механічні, термічнітафазові. Механічні(усадочні)напруженнязумовленігальмуванням усадкиформоютастержнем; вониеоднієюз основнихпричинутворення тріщинувідливках. Підчасусадкивідливоктиснесвоїмивиступаючимичастинаминастерженьабоформу(рис.33.1, а). Водночасформа перешкоджаєусадці, щоспричинюєнапруженняувідливку. Величинацих напруженьзалежитьвідпіддатливостіформиістержнів. Чимвищапіддатливістьформихстержня, тимнижчінапруженняувідливкуіймовірністьутвореннявньомутріщин. Якщонапруження, яківиникають, перевищуютьмежуміцностісплаву, тоувідливкуутворюєтьсятріщина (вгарячомустаніміцністьсплавунижча, ніжуразінормальнихтемператур). Якщосплаввідливкамаєдостатнюміцністьіпластичністьта здатнийпротидіятинапруженням, яківиникають, токонфігурація, відливкаспотворюється, вінвикривлюєтьсятакоробиться.
Гарячітріщинивиникаютьувідливкахпривисоких температурах,холодні - при низьких. Частотріщинивиникаютьнавідрізкузуповільненоюшвидкістюохолодження, в "гарячих" місцях (рис.33.1, б). Так, відливок, зображенийнарис.8, б, під часусадкидеформуватиметьсязарахунок "гарячого" вузлаБ, температураякого вища. Цейперерізвідливка найнебезпечніший. Чимдовшийвідливок, тимбільшаймовірністьутвореннятріщин. Гарячітріщинитакожвиникаютьустовщенняхвідливка, вмісцяхпереходувідтовстогоперерізудотонкого.
Щоб запобігтипоявігарячихтріщинувідливках, необхідновиплавлятисплавсуворозаданогохімічногоскладу; приконструюваннівідливківробитигладкіпереходивідмасивнихперерізівдотонких; забезпечуватирівномірнеохолодженнямасивнихітонкихперерізіввідливківхалодильниками; застосовуватиливниково-живильнісистеми, які даютьзмогууникнутимісцёвихперегрівів, хибні /усадочні/ ребра, де утворюютьсягарячітріщини, післячогоїхвидаляють. Формувальнуі стержньову сумішіроблятьпіддатливими, щобформаі стержень менше перешкоджалиусадціметалу. Піддатливістьзбільшуєтьсявіддодавання усуміштирси, атакожвідвикористанняштучнихсмолякзакріплювачів.Тирсавигоряєщепідчассушіннястержнівізарахунокпор, які утворюються, піддатливістьстержняпідвищується. Смолянізакріплювачівконтактізметаломдокінцякристалізаціїпоступововигоряють, і стержень знеміцнюється, чимпідвищуєсвоюпіддатливість.
Термічнівнутрішнінапруженнязумовленітермічнимгальмуванням усадкиі виникають черезрізницюшвидкостейохолодженняокремихчастинвідливка. Увідливкачавунноїмасивноїрами /рис.33.2/ тонкіребра тверднутьпершимиі чинять опірусадцімасивноїокантовки, якатвердне пізніше. Утонкихребрахвиникаютьнапруженнястиснення, ав окантовці - розтягу, щопризводитьдоутвореннятріщин. Внутрішні
напруженняможнаусунутиабопрактичнознятитермічноюобробкоювідливків,звичайновідпалюванням. Підчасвитримкиприпідвищенихтемпературахуметалівідбуваєтьсярелаксація.напруженьзарахунокпластичнихдеформацій, Режимтёрмічноїобробкипризначається
залежновідскладусплаву: йогоздатностідотріщиноутворення, масиіконфігурації відливка, способу виготовлення.
Визначеннялінійної(вільної)усадки
Лінійну усадкувизначаютьзадопомогоюприладуІ.Ф. Большакова 
. Наметалевомукорпусі1приладу(рис.33.3) кріплятьіндикаторну головку 3 здискомциферблата 2. Цінаподілкишкали - 0,01 мм. Укорпусіприладу встановлюютьопоку 5 зформоюзразка 8 розміром 20x25x200 мм. Над опокою напружинах 4 розміщенарухомакареткаб, якуштокомз`єднуютьзгодноюіндикатора. Укаретціперпендикулярнодоосіпробногозразказакріплюютьшпильку 7. Іншашпильказакріпленау_фіксатор.т 10. Нижнікінцішпильоквходитьупорожнинуформинаглибину15 мм. Відстаньміжцентрамишпильок200 ммустановлюютьзадопомогоюконтрольноїпланки 9.Передтим, якзняти контрольнупланкузішпильок, прилад приводитьувихіднийстан. Дляцьогоштокомкаретки, якийрегулюється, встановлюютьстрілкунанульшкали.Післяцьогозаливаютьметаліслідкуютьзарухомстрілкиіндикатора.
Відноснавеличиналінійноїусадки, %:ε = (Δ l/200)100,
де 
- показиіндикаторапісляповного остиганнязразка.
Визначенняливарної /ускладненої/ усадки
Ливарнуусадкувідливківвизначаютьнаспеціальномузразку, модельякогозображено. У м оделієотвори, відстаньміжцентрамияких200 мм. Після "розштовхування" моделіпередїї видаленням черезціотвори задопомогоюметалевогокернанастінціформивиконуютьконуснізаглибини. Слідомзазаливанням, охолодженням, вибиваннямтаочищеннямвідливказадопомогоюштангенциркуля вимірюютьвідстаньміжцентрамивиступівна відливкуформ, мм. Величиналиварноїусадки,ε = [(200 – lв)/200]100.
Устаткування, інструментиі матеріали
Плавильна піч; приладконструкціїІ.Ф.Большакова; моделі; опоки; вимірювальний, формувальнийі плавильно-заливальнийінструмент; секундомір; формувальнасуміш; сплавнаосновіалюмінію.
Порядок виконання роботи.
1. Виготовити форми для визначення лінійної та ливарної усадки за моделями.
2. Виплавити сплав заданого складу.
3. Залити форми металом і охолодити відливки разом з формами до кімнатної температури.
4. У процесі кристалізації і охолодження спостерігати за показами індикатора приладаБольшаковаі заносити до табл. 33.2 зміни розмірів з плином часу.
5. Видалити відливок і виміряти відстань між центрами виступів від накернювання.
6. Обчислити величини лінійної та ливарної і результати занести до табл.33.3.
7. Обчислити значення поточної лінійної усадки, занести їх до табл.33.2. і побудувати графік залежності ε від часу t.
Таблиця 33.2
| Час t, c | |
| Показання індикатора Δl,мм | |
| Поточналинійна усадка ε,% |
Таблиця33.3
| Сплав | Температура заливання, ᵒС | Показання індикатора після повного остигання Δl,мм | Линійна усадка ε, % | Відстаньміж центрами виступів на відливку lв,мм | Ливарна усадка, % |
Контрольнізапитання
1. Дайте визначеннялінійнійусадці.
2. Дайте визначенняливарній (ускладненій) усадці.
3. Назвіть наслідки ливарної усадки. Як їх зменшити.
Дата добавления: 2015-09-11; просмотров: 65 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |