Технологія конструкційних матеріалів

Сутність ливарного виробництва і ливарні властивості сплавів

Литтям називають виготовлення заготівок для виробів заповненням, наперед виготовлених ливарних форм, розплавленим, металом, сплавом або іншим конструкційним матеріалом. Відливками називають вироби, виготовленні литтям. Ливарні форми можуть бути разовими та багаторазовими. Разові форми використовують лише один раз; для звільнення відливка від форми останню руйнують. Багаторазові форми використовують сотні й тисячі разів; відливки витягають з форми витрушуванням або виштовхуванням.

Галузь машинобудування, яка займається виготовленням виробів литтям, називають ливарним виробництвом. Жодна галузь машино- та приладобудування не обходиться без деталей, виготовлених литтям. Частка деталей, виготовлених литтям, у машинах становить близько 50%, а у верстатах - близько 80%. Литтям виготовляють блоки циліндрів і поршні двигунів внутрішнього згоряння, лопаті газових турбін

тощо.

Найбільшу кількість відливків - близько 70% загальної маси - виливають із сірого чавуну, далі йдуть сталеві відливки, відливки з мідних, алюмінієвих та інших сплавів. Чисті метали мають незначні ливарні властивості, тому з них не виготовляють відливків. Із сплавів для виготовлення відливків використовують лише ті, які мають добрі ливарні властивості. Ливарними сплавами називають ті сплави, які мають добрі ливарні властивості. До них належать чавуни, сталі, бронзи, силуміни тощо. Найважливіші ливарні властивості сплавів - текучість розплаву, усадка,ліквація, температура плавлення. Текучістю називають здатність розплаву швидко заповнювати порожнину ливарної форми. Усадкою називають властивість розплавів зменшувати свій об'єм при охолодженні від температури заливання до кімнатної. Ліквацією (від лат. «liguatio» - розтоплення, розплавлення) називають неоднорідність хімічного складу сплаву в різних частинах відливка після кристалізації й охолодження до кімнатної температури. Ліквація істотно впливає на властивості відливка: чим вона менша, тим кращі механічні властивості відливка.

1. Чавуни. Для виготовлення відливків використовують сірий і білий чавуни.

Для виготовлення відливків використовують сірий чавун, який містить 2,7-3,6% С, 1,5-3,5% Si, 0,4-1,0% Мn, до 0,3% Р і до 0,1% S. Із чавуну виготовляють деталі машин і механізмів, які не зазнають великих ударних навантажень. Шихта складається з твердого чавуну або сталевого скрапу, феросплавів, палива (коксу) і флюсів у певних пропорціях. У ливарних цехах чавун плавлять переважно в печах стовбурного типу, які називають вагранками.

2. Сталі. Сталі мають гірші ливарні властивості: меншу текучість, що утруднює заповнення ливарної форми, більшу усадку ( 2%), вищу температуру плавлення (1400-1540°С). Проте добрі механічні властивості сталевих відливок надають сталі широкого використання в ливарному виробництві. Відливки виробляють із доевтектоїдних вуглецевих сталей, які містять до 0,8% С. Крім вуглецевих сталей відливки виробляють із конструкційних4 легованих сталей, зносостійких та інших сталей з особливими властивостями. Для ливарних цехів сталь виплавляють у кисневих конвертерах, мартенівських та електричних печах.

3. Сплави кольорових металів. Для виготовлення відливків використовують мідні, алюмінієві та інші сплави, які мають добрі ливарні властивості. Мідні сплави розплавляють у дугових, індукційних і полуменевих печах. Для розплавлення алюмінієвих сплавів використовують електричні печі спеціальної конструкції. Лиття в разові ливарні форми