2020-01-14
279
Важнейшие свойства сплава зависят от химического состава, необходимый состав можно получить путем подбора компонентов шихты с известным содержанием контролируемых элементов.
Для расчета шихты необходимо знать химический состав всех исходных шихтовых материалов и приготавливаемого сплава. Кроме того, необходимо учесть угар элементов, зависящий от типа плавильного агрегата.
Методом подбора, задаются массами компонентов шихты так, чтобы их сумма была равна 100%. Далее рассчитывают, какую долю каждого элемента химического состава вносит каждая составляющая шихты.
В числе исходных шихтовых материалов в обязательном порядке используется весь возврат производства, полученный при составлении баланса металла на одну форму (сумма брака, литников и прибылей, скрапа и сливов, выраженная в процентах). Остальные компоненты шихты выбираются и рассчитываются исходя из обеспечения заданного в технических условиях на изделие химического состава, с учетом угара элементов в зависимости от принятого плавильного агрегата. Этими компонентами являются свежие сплавы в чушках, ферросплавы и корректировки по отдельным элементам химического состава.
Примем следующие шихтовые материалы:
возврат производства, алюминий в чушках АК11М2 (Si - 10-12%, Cu - 1.5 - 3.5%, ост. Al, примеси - 3%).
Угар элементов: 1%кремния, 1%меди и 2%алюминия.
АК12 (АЛ2), состав по ГОСТ 2685 - 63:
Таблица 7. Расчет шихты для плавки сплаваАК12 (АЛ2)
| Компо- ненты шихто- вых ма- териа- лов | Марка мате- риала | ГОСТ | Содер- жание мате- риала в ших- те, % | Содержание основных элементов, % | |||||
| Al | Si | Cu | |||||||
| в комп. | в ших. | в комп | в ших | в комп | в ших | ||||
| Возврат произв. - | 60 | 86 | 51.6 | 12 | 7.2 | 0.6 | 0.036 | ||
| Алюминий в чушках | АК11М2 | 2685-63: | 40 | 86 | 34.4 | 12 | 4.8 | 1.5 | 0.6 |
| ИТОГО | 100 | 86 | 12 | 2.1 | 0.636 | ||||
| Угар | 2 | 1.72 | 1 | 0.12 | 1 | 0.00636 | |||
| 84.28 | 11.88 | 0.62 | |||||||
| Хим. со- став по ТУ | 84-86 | 10-13 | 0.6 | ||||||
Формовка. Заливка форм.
Оболочки формуют в целях предотвращения трещинообразования и разрушения в результате заливки. Наиболее распространена засыпка оболочки сухим наполнителем и прокалка или предварительно нагретым наполнителем перед заливкой. Огнеупорным наполнителем служит обычный кварцевый песок, но необходимо учитывать, что при нагреве кварцевый песок растрескивается, создавая дополнительное давление на оболочку, следовательно, лучше наполнять уже нагретым песком или шамотом, не подвергающимся растрескиванию.
Последовательность формовки:
В контейнер на дно насыпается наполнитель
1. Устанавливается модельный блок, причем верхний уровень должен быть равен уровню контейнера.
2. Верх литника накрываем колпачком.
3. Наполняем.
4. Уплотняем на встряхивающей машине с амплитудой колебания 0.5-0.6 1000 ударов в минуту.
При использовании в качестве наполнителя кварцевого песка сначала нужно проводить медленный нагрев 200С в мин. до 7000С, а после 500Смин. до 800 - 9000С. Выдержка около часа.
После этого оболочка подается под заливку.
При этом для различных сплавов различна температура подачи под заливку: сталь и чугун 800 - 9000, для никелевых сплавов 900 - 1000, медных - 600 - 700, алюминиевых, как в нашем случае 200 - 2500С.
Технологический процесс изготовления изделия
Изготовление моделей
Материал модели.
В производстве художественных отливок в основном используются воскообразные составы с tпл< 1000С (» 850), что позволяет удалять массу из формы не только горячим воздухом, но также горячей водой или паром. Эти воскообразные составы используют, как в расплавленном, так и в пластифицированном, пастообразном состоянии. При пластификации замешивается 12 - 16% воздуха, при нагревании воздух расширяется, компенсируя усадку.
Главными составляющими являются: парафин, стеарин, натуральный и синтетический церезин, буроугольный или горный воск, сложные эфиры высших кислот и редко натуральный воск.
Добавки, улучшающие прочность и теплостойкость: кубовые остатки термического крекинга парафина, касторовое масло, этилцелюлоза, полиэтилен….
В расплавленном состоянии модельные составы должны обладать хорошей жидкотекучестью (для четкого отпечатка) tпл. не должна быть выше 800С, а температура размягчения не выше 35 - 450С.
Усадка состава при охлаждении должна быть стабильной и минимальной.
Модельный состав не должен прилипать к полости пресс-формы и не вступать в химическое взаимодействие с материалом пресс-формы.
После заполнения и затвердевания пресс-формы модельный состав должен быть прочным и твердым.
Модельный состав должен обеспечивать соединение частей модели и сборку спайкой и склеиванием, хорошо смачиваться суспензией, не растворяясь и не вступая с ней в химическое взаимодействие.
Плотность модельного состава должна быть минимальной <1.
Свойства не должны изменяться при повторном использовании
Модельный состав должен быть безвредным для рабочих и окружающей среды, не содержать дефицитных составляющих. Технология его изготовления и из него модели должна быть простой.
Таблица 8. Модельные составы и их технические характеристики.
| Обозначение | Т0С | sизг М/Па | Зольность% не более | свободн. лин. усадка % | |||
| Каплепад. | Теплоуст | Расплав | Пастоообр. | ||||
| П25Б35Тэ5 | 77 - 65 | 40 | 4.8 | 0.15 | 0.3 - 1.5 | 0.8 - 0.9 | |
| П70Б15Т15 | 74 - 79 | 32 | 3.5 | 0.15 | 1.2 - 1.3 | 0.7 - 0.8 | |
| П59Б25Псм15 | 75 - 85 | 33 | 3.0 | 0.15 | 1.1 - 1.5 | 0.7 - 1.0 | |
| П40Ц45Б10Пэв5 | 75 - 85 | 35 | 5 | 0.15 | 1.1 - 1.3 | 0.7 - 0.8 | |
| П60Ц22Б10Пэв8 | 78 - 90 | 33 | 4.5 | 0.1 | 1.3 - 1.5 | 0.7 - 0.8 | |
| П70Цс13Б12Ко5 | 70 - 82 | 31 | 3 | 0.02 | 1.2 - 1.4 | 0.6 - 0.8 | |
| П67Ц25Пэв8 | 75 - 80 | 40 | 5 | 0.02 | 1.2 - 1.5 | 0.9 - 1.1 | |
| П50С50 | 47.5 - 53 | 30 | 2.4 | 0.03-0.01 | 1.3 - 1.5 | 0.8 - 1.1 | |
| Р3 | 77 - 84 | 39 | 3.1-4 | 0.12 | 1.04 | ||
П - парафин, Б - буроугольный воск, Т - торфяной воск, Тэ - трителоамин, Псм - пластичный смазочный материал, Ц - церезин, Пэв - полиэтиловый воск, Цэс - синтетический церезин, Ко - кубовые остатки термического крекинга парафина, С - стеарин.
Используем модельный составР3:
Парафин 50-60%, синтетический церезин 20-24%, кубовые остатки термического крекинга парафина 4-6%, буроугольный воск 10-14.
Легкоплавкие модельные составы приготавливают расплавлением составляющих в водных или масляных банях с электроподогревом. Исходные материалы перед загрузкой измельчают до размеров 30 - 50 мм.
Материалы загружаются в порядке возрастания температуры растворимости.
Расплавленный модельный состав перемешивают и фильтруют через металлическую сетку с размером ячейки 0.2. Пастообразный на мешалке со скоростью 2800 оборотов в минуту.
