Литниковые системы для отливки из ковкого чугуна.

Особенности конструкции литниковой системы для отливок из белого чугуна (для отжига на ковкий) связаны с литейными свойствами этого чугуна. Белый чугун имеет большую усадку (до 2%), плохо заполняет форму и к тому же отличается хрупкостью. Чтобы усадка при затвердевании металла проходила более спокойно и не образовывалось трещин в отливке, расплав рекомендуется подводить через один питатель. Габаритные размеры и масса отливок позволяют это делать, так как из ковкого чугуна получают мелкие отливки, масса которых не превышает 100 кг.

Литниковая система для ковкого чугуна состоит из подводящих и питающих элементов (рис. 117). При литье ковкого чугуна расплав всегда подводят в наиболее массивное место отливки через питающую бобышку, которая представляет собой отводную прибыль. Подвод расплава в тонкие сечения для выравнивания скорости охлаждения в данном случае не дает нужного эффекта вследствие большой усадки белого чугуна. Если отливка имеет несколько утолщенных сечений, нуждающихся в дополнительном питании в процессе кристаллизации, то в этих. Местах устанавливают питающие бобышки (сливные) или ставят чугунные холодильники для увеличения скорости охлаждения. Эти сливные бобышки имеют большие размеры, так как заполняются охлажденным расплавом, прошедшим через всю форму.

Питающие бобышки компенсируют усадку в больших сечениях отливки, поэтому они должны затвердевать позже. Бобышки должны иметь определенный объем, быть выше отливки и располагаться как можно ближе к ней, чтобы расплав через шейку мог проникать в отливку в процессе ее затвердевания. Сечение шейки должно составлять не менее 75% сечения отливки. Длинная шейка малого сечения будет быстро затвердевать и связь между прибылью— бобышкой и отливкой — прекратится. Чтобы бобышка легко отламывалась от отливки, на шейке делают пережим.

Сечение шлакоуловителя должно быть меньше сечения шейки, соединяющей усадочный питатель с отливкой, чтобы после заполнения формы шлакоуловитель быстро затвердел и не питался от бобышки. Таким образом, для ковкого чугуна сечение питателей должно быть значительно больше, чем сечение шлакоуловителя. На практике соотношение между элементами литниковой системы для ковкого чугуна принимают такое:

Следовательно, литниковая система получается незаполненной, расширяющейся. При такой системе возникает опасность попадания шлака в форму. Для задержания шлака по ходу расплава устанавливают фильтровальные сетки, дроссели, гидравлические затворы (рис. 118).

Рис. 118. Тормозящие литниковые системы с установкой: а—гребенчатого шлакоуловителя; б—центробежного шлакоуловителя; в—дросселя; г—трапециевидного шлакоуловителя (принудительное заполнение); д—коленчатого шлакоуловителя; 1—воронка; 2—стояк; 3—шлакоуловитель; 4—дроссель; 5—питатели

В литейных цехах ковкого чугуна сечения элементов литниковой системы нормализованы для выпускаемой номенклатуры отливок. В основу нормализации положен метод подбора литниковой системы, разработанный Б. В. Рабиновичем для мелких отливок массой до 50 кг с толщиной стенки до 25 мм. Рекомендуются три диаметра стояка: 15, 20 и 25 мм; два размера фильтровальных сеток диаметром 45 мм, толщиной 12 мм с семью коническими отверстиями диаметрами -меньшим 7 мм и большим 9 мм и диаметром 58 мм, толщиной 12 мм с 11 коническими отверстиями диаметрами — меньшим 7 мм и большим 9 мм.

Шлакоуловитель может быть круглый или трапецеидальный определенной площади. Диаметр стояка зависит от металлоемкости формы.

Прежде всего по графику (рис. 119) определяют секундную подачу расплава в форму Q_c (кг/с) в зависимости от массы G и толщины стенки отливки. Время заполнения формы находят при следующих значениях коэффициента s, характеризующего толщину стенки:

Рис. 119. К определению секундной подачи расплава

По секундной подаче определяют общий расход металла в секунду на все отливки в данной форме:

∑Q_c= Q_c n (19)

где п — число отливок в форме.

Затем по графику, показанному на рис. 120, подбирают диаметр стояка, из трех указанных на графике принимают ближайший наибольший диаметр

Рис. 120. Пропускная способность системы при диаметре стояка: 1—15 мм; 2 — 20 мм; 3 — 25 мм	Рис. 121. К определению объема питающей бобышки

Нормализованы также размеры питающих бобышек. В зависимости от массы отливки и модуля охлаждения z₀ выбирают объем V питающей бобышки по графику, приведенному на рис. 121. Модуль охлаждения зависит от поверхности отливки и определяется отношением объема отливки (см³) к ее поверхности (см²). За величину z₀ можно принять отношение площади поперечного сечения отливки в месте соединения ее с шейкой питателя к периметру этого сечения. Практически модуль охлаждения не может быть больше половины средней толщины отливки. Полученный объем усадочного питателя следует проверить, он должен быть связан с объемом отливки соотношением

V_{усад. пит} ≥ 0,175 V_отл.