Проектирование и производство литых заготовок - часть 42

142

Применяют три схемы центробежного литья (рис. 4.14)
Первая схема наиболее распространена. По этой схеме получают полые

цилиндрические отливки без стержней. Машины с горизонтальной осью вра-
щения применяют для длинных тел вращения: при

3; свободная поверхность

отливки представляет собой цилиндр. На машинах с вертикальной осью полу-
чают  короткие  тела  вращения  из-за  разностенности  по  высоте  отливки.  Сво-
бодная  поверхность – параболоид.  Разностенность  тем  больше,  чем  выше  от-
ливка.  В  формах  с  горизонтальной  осью  вращения  получают:  чугунные  водо-
проводные (напорные) трубы диаметром до 300 мм, чугунные канализационные
(сливные) трубы диаметром до 1800 мм, гильзы автомобильных и тракторных
двигателей из легированного чугуна, стальные заготовки для подшипников ка-
чения и др.

Рис. 4.14. Схемы центробежного литья.

Схемы II и III на рис. 4.14 применяют при необходимости существенного

повышения плотности отливок или изготовления тонкостенных отливок из
сплавов с низкой жидкотекучестью. Таким образом получают гребные винты,
отливки из жаропрочных и титановых сплавов.

4.10.2. Технико-экономические показатели процесса

Центробежное литье по сравнению с литьем в неподвижные формы имеет

следующие преимущества: 1. Отливки имеют плотную структуру. 2. Центро-

143

бежные отливки в меньшей степени загрязнены неметаллическими включения-
ми (в изломе отливки редко встречаются шлаковый или песчаный засор и газо-
вые  раковины). 3. Для  образования  отверстий  в  цилиндрических  отливках  не
требуется стержень. 4. Отсутствие во многих случаях литниковой системы уве-
личивает  выход  годного  до 90…95% [35]. 5. Возможность  получения  тонко-
стенных отливок. 6. Производительность труда выше, а условия лучше, чем при
литье  в  разовые  формы. 7. Центробежным  литьем  можно  получить  двухслой-
ные (биметаллические) отливки.

Центробежное литье имеет и недостатки. Один из них - сложность получе-

ния точного размера отверстия в отливке, образованного свободной поверхно-
стью. Это объясняется тем, что диаметр отверстия зависит от количества зали-
ваемого в форму металла. Вторым недостатком является четко выраженная ли-
квационная  неоднородность  сплава  по  сечению  отливки.  При  заливке,  напри-
мер,  свинцовой  бронзы,  расплав  которой  представляет  эмульсию,  во  вращаю-
щейся  форме  свинец  центробежными  силами  отбрасывается  к  периферии,  а
медь, как более легкая, вытесняется к свободной поверхности. Ликвация может
таким  образом  проявиться  настолько  сильно,  что  внутренняя  часть  отливки
окажется медной.

Точность отливок и шероховатость поверхности отливок, а, следовательно,

и припуски на обработку резанием зависят от того, в какие формы (нефутеро-
ванные или футерованные) производится заливка, и соответствует литью в ко-
киль либо литью в песчаные формы.

По стоимости центробежные отливки приближаются к кокильному литью

и литью в песчаные формы.

Контрольные вопросы

Как осуществляется центробежное литье?

Каковы технико-экономические показатели центробежного литья?

Для получения каких отливок применяется центробежное литье?

4.11. Непрерывное литье
4.11.1. Сущность и особенности процесса

Непрерывным литьем называют [36, 37] такой способ литья, в процессе

которого  из  кристаллизатора  (формообразователя)  извлекается  частично  за-
твердевшая  заготовка,  длина  которой  больше  длины  кристаллизатора.  По  ха-
рактеру силового взаимодействия затвердевающей отливки с кристаллизатором
способы  непрерывного  литья  подразделяют  на  несколько  классов  и  схем.  Для
получения  заготовок,  используемых  в  машиностроении,  нашли  широкое  при-
менение  способы  литья  в  кристаллизаторы  скольжения  с  горизонтальной  и  с
вертикальной технологической осью с вытяжкой отливки вниз.

При непрерывном горизонтальном литье расплав 1 (рис. 4.15) заливают в

металлоприемник 2, из которого он попадает в полость охлаждаемого кристал-

144

лизатора 3 и затвердевает, образуя отливку 4. Эту отливку циклически (движе-
ние- остановка) извлекают из кристаллизатора вытягивающим устройством 5.

Рис. 4.15. Схема процесса горизонтального непрерывного литья.

Горизонтальным непрерывным литьем получают сплошные круглые и

прямоугольные  заготовки,  под  последующую  обработку  давлением  из  алюми-
ния, магния, меди и их сплавов, конструкционных сталей; полые цилиндриче-
ские заготовки из сплавов на основе меди под обработку резанием; заготовок из
чугуна для использования в машиностроении (получение сплошных профилей
простой и сложной конфигурации, а также полых цилиндрических). Чугунные
заготовки используют в станко-, судо-, автомобиле- и тракторостроении, хими-
ческой, авиационной и стекольной промышленности. Детали из этих заготовок
устанавливают на металлорежущие станки, автоматы, полуавтоматы, деревооб-
рабатывающие,  литейное,  кузнечно-прессовое  и  текстильное  оборудование.
Толщина стенок таких заготовок должна быть не менее 8…10 мм. Заготовки из
медных сплавов диаметром 0,04…0,2 м используют для изготовления подшип-
ников скольжения, валов, осей, элементов гидроаппаратуры. Заготовки диамет-
ром 0,012 м  подвергают  волочению  на  проволоку,  из  которой  изготавливают
сетки бумагоделательных машин. Из конструкционной стали получают профи-
ли круглого, прямоугольного сечений, уголок, швеллер, арматурный профиль.

Кристаллизатор имеет внутреннюю полость, профиль которой соответст-

вует поперечному сечению отливки. Рабочую часть кристаллизатора, контакти-
рующую с металлом, выполняют из меди, твердых алюминиевых сплавов, ста-
ли или графита. Обычно ее охлаждают водой. Выбор материала и протяженно-
сти кристаллизатора зависит от теплопроводности, заливаемого сплава, склон-
ности его к образованию трещин и размеров поперечного сечения отливки. Вы-
сокотеплопроводные алюминиевые и медные сплавы льют в короткие (не более
300 мм), а стали и чугуны в длинные (1000…1500 мм) кристаллизаторы. Для
получения отливок с внутренними полостями в кристаллизатор устанавливают
стержень соответствующего сечения.

При вертикальном литье машиностроительных заготовок в полость водо-

охлаждаемого кристаллизатора 1 (рис. 4.16) вводят затравку 2 с установленным
на ней стержнем 4. Через заливочное устройство 3 в пространство, образован-

145

ное рабочей поверхностью кристаллизатора и стержнем, подают жидкий ме-
талл.

После затвердевания металла в захватывающих элементах затравки и обра-

зования со стороны кристаллизатора прочной корки начинают вытягивание за-
твердевающей заготовки.

Рис. 4.16. Схема процесса вертикального непрерывного литья.

Этот способ литья наиболее эффективен для получения полых заготовок.
При непрерывном литье в кристаллизаторе ограниченной протяженности

получают литые заготовки неограниченной длины. В полости кристаллизатора,
в  его  различных  частях  одновременно  происходит  охлаждение  расплава,  за-
твердевание и охлаждение отливки, причем все ее части последовательно про-
ходят одни и те же зоны кристаллизатора и формируются в одинаковых усло-
виях. Это обеспечивает однородность свойств отливки по длине. Высокий гра-
диент  температур  по  сечению  отливки  внутри  кристаллизатора  и  постоянное
пополнение  расплава  в  его  полости  создают  предпосылки  для  направленного
затвердевания и непрерывного питания отливки, поэтому отливки получаются
плотными.

Особенностью этого способа является также извлечение из формы (вытя-

гивание из кристаллизатора) отливки до ее полного затвердевания. Оно закан-
чивается вне кристаллизатора в условиях естественного или искусственного
охлаждения, например, водой, что позволяет повышать производительность
труда.

4.11.2. Технико-экономические показатели процесса

Непрерывное литье обладает рядом достоинств, присущих практически

всем способам. Высокая интенсивность охлаждения расплава способствует на-
правленной его кристаллизации, уменьшению ликвационной неоднородности,

содержание .. 40 41 42 43 ..