ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Литье в углеродные формы тугоплавких сплавов из "Специальные способы литья " В отличие от традиционного литья возможности современной литейной технологии тугоплавких металлов ограничены. Одна из основных причин, сдерживающих освоение и развитие производства отливок из рассматриваемой группы металлов, — это нерешенные технологические проблемы литейной формы. [c.188] В современной практике при литье тугоплавких металлов с температурой заливки 2500—3500 °С в качестве материала формы применяют исключительно графиты, а для литья менее тугоплавких металлов, например титана, углеродные формовочные материалы используются при изготовлении отливок ответственного назначения [1,8, 10]. [c.188] Плавка тугоплавких металлов и заливка углеродных форм. Плавка и заливка титана и тугоплавких металлов осуществляется в плавильно-зали-вочных печах в вакууме или атмосфере инертных газов [3, 10]. Наиболее широкое промышленное применение получил электродуговой гарнисажный метод плавки с расходуемым (расплавляемым) электродом , изготовленным из металла, предназначенного для отливки. Расплавленный металл электрода накапливается в графитовом тигле, после чего сливается в литейные формы или приемную чашу при центробежной заливке форм. [c.188] Механические и термические процессы формообразования. Основные свойства углеродных форм (точность, прочность, плотность и термохимическая инертность) зависят как от химического состава углеродной формовочной композиции УФК и соотношения в ней наполнителя и связующего, так и от характера механического и теплового воздействия при формообразовании. [c.189] Примечания 1. Характерный тип химической структуры и элементный состав приведены для заполимеризованного связующего материала при температуре 130—180 °С. [c.190] АУ — уменьшение объема при карбонизации и охлаждении формы. [c.190] В композиции, соответствующей модели плавающего наполнителя, определяющее влияние на изменение объема оказывают А У. и особенно А У. [c.191] На рис. 9 приведены графики упругого последействия и усадки форм, изготовленных прессованием (5 МПа) в зависимости от температуры термообработки и вида связующего материала. С повышением давления усадка уменьшается, однако увеличивается упругое последействие. Таким образом, при разработке технологических процессов на основе известных методов формообразования (набивкой, прессованием, по выплавляемым моделям) неизбежно повышение одних свойств в результате снижения других. [c.192] Изготовление форм по выплавляемым моделям. Процесс изготовления углеродных форм по выплавляемым моделям в основном аналогичен традиционному на основе оксидов 9]. Составы формовочных материалов и режимы термообработки таких форм приведены в работах 1, 2, 7, 8, 10]. [c.192] В качестве наполнителя суспензии применяют сухие коллоидно-графито-вые препараты или пылевидные фракции искусственного графита (менее 0063), а в качестве связующего материала 40—50%-ный раствор высоко-коксующихся фенолоформальдегидных или фурановых смол в этиловом или изопропиловом спирте, ацетоне, эти-лальдегидной фракции и в других растворителях. Оптимальные массовые соотношения графитового наполнителя и смолы (на сухой остаток) в суспензии обычно близки к соотношению 1 1. Соотношение связующего и растворителя поддерживается таким, которое обеспечит необходимые технологические свойства суспензии и, прежде всего, вязкость. [c.192] Для отверждения суспензии на модели в ее состав вводят различные катализаторы отверждения смолы керосиновый контакт Петрова, бензол-сульфокислоту, пар атолуолсульфокис-лоту, соляную кислоту, мал еиновый ангидрид и др. [c.192] Формование углеродной оболочки на выплавляемой модели осуществляется последовательными циклами, состоящими в окунании блока моделей в суспензию, обсыпке крупнозернистым порошком графита в псевдоожиженном слое и подсушке блока. [c.192] Модели удаляют либо вытопкой в перегретом расплаве модельной массы, либо вытопкой в горячей воде, либо удаляют, последовательно используя эти два способа. ТермоСтабилизация форм осуществляется нагревом в без-окислительной атмосфере до 1000— 1200°С или в вакуумной печи до 1700—1800°С в зависимости от назначения форм. Прочность оболочек на разрыв составляет 1,2—1,8 МПа, линейная усадка 3—4,5%. [c.192] С целью повышения прочности оболочек в состав суспензии вводят карбидообразующие порошки (например, титана) или проводят пропитку оболочек водно-ацетоновой эмульсией коллоидно-графитового препарата с последующим обжигом. Для улучшения заполняемости металлом тонких сечений формы ее изготавливают из менее теплопроводного, чем графит, термостабилизйрованного кокса каменноугольного пека. [c.193] Для реализации этого метода соотношение наполнителя и связующего материала должно соответствовать модели жесткого каркаса . Технологическая схема процессов изготовления углеродных форм в условиях изохорной карбонизации ИКД-методом приведена на рис. 11. [c.193] Различным степеням уплотнения и прочности соответствует оптимальное соотношение связующего и наполнителя (рис. 12). Углеродные формы, изготовленные ИКД-методом, могут быть применены в качестве кокилей для литья магниевых, алюминиевых и медных сплавов. Этим же способом изготовляют кокили для отливки художественных барельефов из традиционных цветных сплавов, используя модели не только из металла, но и из пластмассы, фарфора или других материалов. При этом температура термообработки форм в оснастке может быть понижена до 120—160 С. [c.193] Взаимодействие углеродных форм с отливкой. Графитовый кокиль практически инертен к цветным легкоплавким металлам и медным сплавам в условиях заливки. Однако при литье тугоплавких металлов и их сплавов интенсивность взаимодействия отливки с формой является одним из основных факторов, затрудняющих производство качественного литья. Результаты прогнозирования интенсивности и характера взаимодействия отливок из различных -металлов с углеродной формой посредством оценки свободной энергии образования карбидов, теплового и объемного эффектов образования карбида, электроотрицательности и температуры плавления металла не только не однозначны, но часто прямо противоположны результатам эксперимента и производственной практики (табл. 3). [c.193] Из приведенной зависимости следует, что при литье сплавов на основе металлов IV группы (Ti, Zr, Hf) прежде всего необходимо обеспечить низкую пористость контактного слоя поверхности формы, т. е. показатель y/d этого слоя должен быть минимальным, приближаясь к единице. Для литья -металлов V и особенно VI групп необходимы формы из мелкокристаллических графитов с высокой теплоаккумуляционной способностью, т. е. с минимальным значением отношения Ьа/Ьф для всего объема формы. [c.196] Электронная плавка металлов. М. Металлургия, 1972. 350 с. [c.197] Вернуться к основной статье