2.5.8. Заполнение форм расплавом

Как уже отмечалось, заполнение собранных форм расплавом может быть гравитационным (под собственным весом) и принудительным (под атмосферным или сверхатмосферным давлением).

При гравитационном заполнении (заливке) струя расплава из необогреваемой или обогреваемой емкости поступает под собственным весом в литниковую чашу литниковой системы. Заливку осуществляют как в неподвижную форму, так в движущуюся на конвейере. Расплав заливают из литейных ковшей или с помощью заливочно-дозирующих устройств. Литейный ковш представляет собой, как правило, не обогреваемую металлическую ёмкость, футерованную изнутри огнеупорным материалом (рис. 2.38). По способу регулирования расхода расплава при заливке различают поворотные, шиберные и стопорные ковши. В поворотных ковшах расплав выливается через носок при его повороте вокруг горизонтальной оси, а в стопорных и шиберных - через отверстие в днище ковша, которое может быть закрыто стопором или шибером. Регулирование расхода в стопорных и шиберных ковшах менее плавно, чем в поворотных, которые по геометрии рабочей полости разделяют на конические, барабанные и секторные. Ковши в зависимости от их вместимости транспортируют вручную или подъёмными механизмами.

З

Рис. 2.38. Заливочные ковши:

а - поворотный конический, б – стопорный, в - поворотный барабанный,

1 - сливной носок, 2 - ручной штурвал, 3 - червячный механизм, 4 - пробка стопора, 5 - огнеупорный стакан, 6 - керамические трубки стопора, 7 - подъем и опускание, 8 - горизонтальный цилиндр, 9 - горловина

аливочно-дозирующие устройства одновременно выполняют автоматическое дозирование и заливку расплава. По принципу действия их разделяют на электромеханические, пневматические, электромагнитные и комбинированные. В электромеханических используют все перечисленные ковши, которые срабатывают от электромеханического привода. Дозирование порции расплава осуществляют по времени его выдачи или по массе, а в наклоняющихся ковшах и по объему (рис. 2.39, а, б).

В

Рис. 2.39. Заливочно-дозирующие устройства:

а - секторного типа; б - со стопорной выдачей расплава; в - с вытеснением расплава газом; г - с пневмостопорной выдачей расплава

пневматических устройствах дозу расплава вытесняют из емкости сжатым воздухом или инертным газом (рис. 2.39, в). Расход расплава регулируют изменением давления газа, а требуемую дозу определяют по времени или массе. В комбинированном пневмостопорном устройстве (рис. 2.39, г) используется принцип вытеснения расплава газом и стопорной выдачи расплава. В электромагнитных устройствах расплав вытесняют из емкости с помощью бегущего электромагнитного поля или магнитодинамического насоса (МДН).

Расплав в формы заливают короткой струей без её разрыва и разбрызгивания, вначале слабой струей, а затем более мощной для быстрого заполнения стояка и литниковой чаши. Это уменьшает окисление расплава и инжекцию воздуха в струю расплава, после чего поддерживают уровень расплава в чаше постоянным. Режим заполнения полости формы расплавом регулируется его статическим напором и размерами элементов литниковой системы. Заливку прекращают при появлении расплава в выпоре, после заполнения верхней прибыли или повышения его уровня в чаше.

Температуру заливки конкретного сплава определяют по степени его перегрева выше температуры плавления (ликвидуса). Выбор перегрева зависит от его влияния на структуру и механические свойства сплава, толщины (минимальной и преобладающей) и протяженности стенок отливки, склонности сплава к пленообразованию, теплофизических свойств материала формы и ее начальной температуры, движущей силы, определяющей перемещение расплава в полости формы, и других факторов. Пленообразующие сплавы (бронзы, алюминиевые и магниевые сплавы и высоколегированные стали) и чугуны перегревают на 100 … 200С, углеродистые и низколегированные стали на 30 … 60С для толстостенных отливок и до 100С - для тонкостенных.

Принудительное заполнение форм используется в специальных методах литья, где и будет рассмотрено позже.