Определение оптимальной продолжительности выдержки стальных отливок в форме от заливки до выбивки :: Литейные технологии

    

 
Разделы сайта
Статьи
Информация

Определение оптимальной продолжительности выдержки стальных отливок в форме от заливки до выбивки

По длительности выдержка отливок в форме часто превышает суммарное время, затрачиваемое на формовку, сборку и сушку форм. В последнее время продолжительность выдержки стальных отливок в форме на УЗТМ определялась по диаграмме, изображенной на фиг. 1 и 2, построенной на основе многолетнего опыта завода.

Продолжительность выдержки по кривым на этой диаграмме определяется в зависимости от веса отливки и преобладающей толщины ее стенок. Определение продолжительности выдержки по этим кривым позволило значительно сократить выдержку многих отливок, но не решило проблемы в целом.

Эти кривые были построены без определения скорости охлаждения различных отливок в форме и не содержали данных о температурах, при которых ту или другую отливку можно вынимать из формы, поэтому применение этих кривых для новых деталей, принципиально другой конструкции, требовало предварительной проверки. Установленные нормы выдержки стали сдерживать дальнейший рост съема отливок с единицы площади, поэтому была предпринята работа по изысканию новых резервов. Отливки, вынутые из форм, имели температуру в пределах 200—800 °С.

Пришли к выводу о возможности повышения нижнего предела температур. Известно, что на отдельных заводах применяются специальные методы ускорения охлаждения отливок в форме. В частности, для ускорения остывания толстостенных отливок типа шабота около стенок формы заформовывают массивные металлические бруски, которые нагреваются за счет теплоты остывающей отливки и этим ускоряют ее охлаждение. Ускорение охлаждения отливки имеет место главным образом в первой стадии охлаждения. После того, когда бруски нагреются и разница температуры между отливкой и брусками сильно уменьшится, скорость охлаждения отливки резко понижается. Охлаждение этим методом более эффективно, когда через заформованные рядом с отливкой бруски прогоняют увлажненный воздух в течение всего периода остывания отливки в форме. Бруски нагреваются за счет теплоты отливки и охлаждаются увлажненным воздухом. В этом случае ускорение охлаждения достигается за весь период нахождения отливок в форме и суммарное сокращение выдержки будет больше, чем без продувки воздуха.

Метод ускорения охлаждения продувкой воздуха через кирпичный канал, выложенный под отливкой по всей ее длине, впервые появился на станкостроительном заводе им. Октябрьской революции (г. Минск). Этим методом охлаждались длинные чугунные станины.

В условиях УЗТМ с индивидуальным характером производства и большой номенклатурой сложных по конфигурации деталей применение подобных способов ускорения охлаждения практически невозможно. В данных условиях они приведут к увеличению трудоемкости, в ряде случаев потребуется дополнительная формовочная площадь и ни в какой степени не гарантируют равномерности охлаждения отливки в форме. Неравномерность остывания приведет к дополнительным напряжениям в отливке, которые в пределе вызовут появление коробления и трещин.

Кроме того, применение искусственного метода, связанного с неизбежными дополнительными затратами времени и средств, может быть рациональным только после того, когда использованы все возможности естественного остывания. Поэтому на УЗТМ пошли по пути максимально возможного сокращения продолжительности выдержки, не вводя каких-либо дополнительных затрат в производство.

Предметом настоящего исследования является изучение закономерностей охлаждения различных отливок в форме, определение опытным путем минимально возможной выдержки и оптимальной температуры, при которой отливки можно выбивать из формы без трещин и коробления, и на основании этих данных построение новой диаграммы.

Непрерывное изменение интенсивности теплового потока от отливки в окружающую среду, непостоянство теплотехнических параметров металла и формы сильно усложняют определение скорости охлаждения отливки математическим путем.

Многие авторы определяли скорость охлаждения отливок математическим путем, но только для тел простейшей формы — плоской стенки, цилиндра и шара. Для отливок сложной формы существующие аналитические методы расчетов охлаждения являются приближенными и трудноприменимы в практике из-за их сложности.

Выбор нужной температуры стальных отливок при выбивке их из форм также до сих пор не решен. Не существует более или менее узаконенных для всех заводов данных о температурах отливок различных категорий, при которых их можно вынимать из формы. Для абсолютного большинства отливок основные данные для расчета скорости их охлаждения в форме являются переменными. Даже толщина стенки различных частей отливки не одинакова. Скорость охлаждения отливки зависит от следующих основных параметров: теплофизических свойств материала формы, от наличия в форме каркасов, крючков, гари, от расстояния от стенки отливки до опоки, от одной стенки отливки до другой, от количества отливок в опоке, степени просушки формы и стержня, температуры и природы заливаемого в форму сплава и т. п.

Все перечисленные и другие факторы являются переменными, и безошибочный учет их в математической зависимости, выражающей изменение температуры отливки во времени, очень сложен. Применение такой зависимости в литейной практике потребует много времени и не гарантирует от ошибок. Кроме того, для создания математических расчетов еще недостаточно опытного материала. В данном исследовании скорость охлаждения определяется опытным путем на большом количестве отливок. При построении кривых учитывали суммарное влияние всех перечисленных и других переменных факторов. Кривые отражают фактические скорости охлаждения, их применение значительно проще и меньше вероятность ошибок.


Комментарии: 0

Ваше имя *
Ваш Email *

Сумма цифр справа: код подтверждения

Главная » Статьи » Выдержка отливок в формах » Определение оптимальной продолжительности выдержки стальных отливок в форме от заливки до выбивки
Порекомендовать
Добавить в закладки