ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Затвердевание металлов и сплавов иод давлением из "Кристаллизация металлов и сплавов под давлением " Расплав заливают в матрицу прессформы сверху. Во время заливки, осуществляемой непосредственно из ковша или через желоб, а также при помощи специальных заливочно-дозирующих устройств, происходит интенсивное перемешивание расплава, взаимодействие его с атмосферой воздуха, смазкой (краской) форм и материалом матриц. [c.79] При интенсивном перемешивании расплава во время заполнения матрицы возможно его окисление, захват окисной плены струей, в результате чего после приложения давления она может остаться в заготовке. Окис-ные плены и корольки не устраняются при последующем приложении давления. Поэтому для получения качественных слитков и отливок необходимо соблюдать режимы заливки, как и при литье в обычных атмосферных условиях. [c.79] В условиях кристаллизации под поршневым давлением после соприкосновения пуансона с поверхностью расплава начинается рост твердой корки и со стороны пуансона—верхнего торца формирующейся заготовки. Под действием прикладываемого давления происходит сжатие наружной боковой твердой корки по высоте и ее плотное прилегание к стенкам матрицы за счет устранения образовавшегося газового зазора, при этом последнее осуществляется через незатвердевшую часть сплава. Затвердевание заготовки (например, слитка) с момента приложения давления происходит в условиях всестороннего неравномерного сжатия. [c.80] В верхних частях формирующегося слитка твердая корка к моменту наложения давления имеет меньшую толщину, более высокую среднюю температуру и низкую прочность. Поэтому она деформируется в большей степени, чем боковая корка вблизи нижнего торца, и плотнее прилегает к стенкам матрицы. Об этом свидетельствуют четкие отпечатки на поверхности слитка всех неровностей рабочей поверхности матрицы в верхних зонах. [c.80] С течением времени увеличивается толщина и прочность твердой корки со всех сторон слитка, воспринимающей давление прессования, количество жидкой фазы во внутренних зонах уменьшается, вследствие чего давление уже не может быть передано через нее затвердевшей корке. С этого момента давление становится односторонним. [c.80] Тепловой центр смещается внутрь слитка, располагаясь примерно на равных расстояниях от верхнего и нижнего торцов (рис. 37,6), в то время как в слитке, затвердевающем при атмосферном давлении, тепловой центр смещается к верхнему торцу (рис. 37,а). [c.80] Под действием давления и сил усадки твердая корка изгибается, а на ее наружной поверхности образуется незначительный прогиб (см. ниже). Деформация затвердевшей части происходит подобно продольному изгибу. [c.80] Анализ данных о кинетике прессования кристаллизующегося расплава, полученных в результате синхронной записи на осциллографе кривых охлаждения слитка, изменения давления и перемещения пуансона, показывает, что наибольшее перемещение пуансона происходит в первые 2—3 с после начала прессования, т. е. во время набора давления в гидросистеме пресса и затвердевания отливки (рис. 38, 39). [c.81] Изменение давления прессования, температуры заливаемого расплава и начальной температуры матрицы прессформы отражается на кривых прессования (перемещение пуансона). [c.82] при прочих равных условиях изменение давления прессования отражается на величине перемещения пуансона с момента отвода теплоты перегрева в тепловом центре слитка до окончания затвердевания. При прессовании слитков (D = 70 мм, /// =1,1) из меди Ml к моменту отвода теплоты перегрева величина относительного перемещения пуансона hjH равйа 0,0262 (/г— абсолютное перемещение пуансона, мм Н — высота слитка, мм) при последующем прессовании эта величина возрастает до 0,05 при Р=50 МН/м и до 0,054 при Р=150 МН/м , хотя затвердевание отливки во втором случае закончилось при Р = 30 МН/м (см. рис. 38). [c.82] При различной температуре перегрева расплава меди в момент приложения давления (но при других постоянных параметрах) наибольшее относительное перемещение пуансона имеет место при отводе большего тепла перегрева, т. е. /1/Я=0,0262 при р=1250°С и 0,0136 при /р = 1150°С. С момента же отвода теплоты перегрева до окончания затвердевания слитка hlH= = 0,0238 и 0,0279 соответственно. Таким образом, сильно перегретый металл во время затвердевания пропрессо-вывается меньше. Поэтому повышать температуру заливки, а следовательно, и температуру расплава в момент приложения давления нежелательно, так как это приводит к недостаточной пропрессовке слитка во время затвердевания, получению грубой структуры (см. ниже), а в некоторых случаях и к образованию усадочных раковин и пор. [c.82] Повышением температуры матрицы с 20 до 100° С ( 3= 1180° С, Тд=4—5 с, Р=54 МН/м ) характер кривых перемещения пуансона при прессовании отливок типа втулок из бронзы Бр.АЖ9-4, схема изготовления которых показана на рис. 33,6, не изменяется, но абсолютная величина возрастает в сравнимые моменты времени (рис. 39). Это можно объяснить тем, что при более высокой начальной температуре матрицы до момента приложения давления образуется твердая корка меньшей толщины и прочности. Поэтому она сжимается (деформируется) в большей степени. [c.82] При пуансонном прессовании (рис. 33, б, г) во время внедрения в расплав выступающая часть пуансона прорывает поверхностную пленку (корку), заставляя перемещаться выдавленный расплав в полость между матрицей и пуансоном. Наиболее горячий металл устремляется вверх вдоль выступающей части пуансона или на некотором расстоянии (2—3 мм) от него и по достижении его горизонтальной части, оформляющей верхний торец отливки, резко поворачивает вниз. Поскольку поверхностная пленка прорывается неравномерно по образующейся пуансона, то часть расплава растекается над поверхностью пленки, заполняя пространство между пуансоном и матрицей. [c.83] Одновременно с этим менее перегретый расплав, прилегающий к затвердевшей до приложения давления боковой твердой корке, выдавливается вверх, перемещая при этом окисленную верхнюю пленку в том же направлении. Оба потока встречаются несколько выше (3— 4 мм) уровня залитого в матрицу расплава. В результате образуется граница встречи двух потоков, которая в некоторых случаях не устраняется при последующем наложении давления, т. е. металл не сваривается, а образуется дефект типа спая. Он распространяется от наружной поверхности в тело отливки (рис. 40). [c.83] Под атмосферным давлением Под поршневым давлением. Под пуансонным давлением. [c.84] Отливки типа стакана и втулки можно изготовлять из бронзы Бр.АЖ9-4 с кристаллизацией под давлением (пуансонным). Это тем целесообразнее, чем толще стенка отливки, так как при этом уменьшается протяженность спая. Как уже указывалось выше, в отливках из латуни ЛМцА57-3-1 протяженность спаев незначительная, поэтому при оптимальных режимах литья они получаются без спаев. [c.84] Уменьшить время выдержки Тд можно за счет повышения скорости внедрения пуансона в расплав. Однако при скорости, равной 0,6—0,8 м/с, возникает вихревое движение металла в прессформе, происходит захват воздуха, выбрызгивание расплава в зазор между матрицей и пуансоном, могут возникнуть трещины на внутренней поверхности отливки. Поэтому рекомендуемые значения скорости находятся в пределах 0,08—0,2 м/с. Для каждого сплава характерны определенные значения скорости внедрения пуансона, обеспечивающие достижение наиболее благоприятного сочетания структуры и механических свойств. Для сталей они меньше, для алюминиевых сплавов больше. [c.85] На рис. 42 приведены данные об относительном перемещении пуансона во время прессования втулок (схема изготовления которых показана на рис. 33, г) и стаканов (схема их изготовления показана на рис. 33,в). Видно, что в сравнимые моменты времени втулки про-прессовываются в большей степени, чем стаканы, так как давление в первом случае прессующим пуансоном передается через верхний торец и внутреннюю боковую поверхность. У стаканов давление передается и дну, которое препятствует пропрессовке. [c.85] С увеличением толщины стенки стакана или втулки относительное перемещение прессующего пуансона во вре.мя выдержки кристаллизующейся отливки под давлением также возрастает (рис. 43), что связано не только с увеличением общей массы заготовки и ее усадки, но и лучшей пропрессовкой кристаллизующейся массивной отливки вследствие более медленного роста боковой твердой корки. [c.86] Вернуться к основной статье