Ливарні властивості сплавів

 

Можливість отримання художнього відливання з точними і гладкими поверхнями без пригару, раковин і тріщин визначається ливарними властивостями сплавів. Основними ливарними властивостями є рідкоплинність, газопоглинання, схильність до утворення усадкових раковин, ліквація, ливарна напруга.

Рідкоплинність – здатність сплавів в рідкому стані заповнювати порожнину форми і точно відтворювати у відливанні її контури. Залежить від 3х чинників: природи сплаву, властивостей ливарної форми і умов заливки.

Газопоглинання У рідких сплавах, використовуваних для художніх відливань, розчинність газів з підвищенням температури збільшується. Основну частку розчинних газів складає водень. Для зниження газозмісту сплаву слід ретельно готувати шихту, попереджати поглинання газів під час всіх технологічних операцій.

Неметалічні включення. Їх джерелами служать: грязь, окислений метал, погано зчищений шлак з дзеркала металу, хімічні реакції при модифікації сплаву. Ефективним засобом для видалення включень є витримка рідкого металу перед розливанням або рафінування сплаву.

Усадка. Усадка ливарні складається з усадки в рідкому, твердожидком і твердому станах. Наслідком усадки є усадкова раковина, усадкова пористість, деформації і тріщини. Раковини і пористість, якщо вони не виходять на поверхню відливання, не є дефектами для художніх відливань. Попередження усадки – правильна система літника і виконання режимів плавки, заливки і твердіння сплаву.

Ліквация – неоднорідність хімічного складу сплавів по перетину відливань, що виникає при їх кристалізації, залежить від температурного інтервалу кристалізації. Для художніх відливань ликвация не має великого значення, за винятком відливань з благородних металів.

Напруга у відливаннях. Виникають із-за неподатливості форми і нерівномірного охолоджування частин відливання. Якщо вони не викликають деформації відливання або тріщин, то напруга не є ознакою бракування художнього відливання.

Види сплавів

Сірий чавун. Для художнього литва використовують чавун з пластинчастим графітом, його «м'які марки» без включень цементита. Сірий чавун володіє хорошими ливарними властивостями, щодо низькою температурою заливки (1300-1450 ^0С), хорошою рідкоплинністю. Хімічний склад чавуну % С 3,3-3,7; Si 1,4-2,6; Mn 0,5-0,8; -S до 0,15; Р до 1 %. Кращий чавун отримують при плавці на деревному вугіллі (вагранка) або в тиглі (газова, індукційна і ін. печі). Фосфор сприяє графитизации і сильно збільшує жидкотекучесть.

Бронза. Найбільш поширений матеріал художніх відливань. Сплави міді з оловом називають олов'яною бронзою. Враховуючи високу вартість олова, застосовують, так звана безоловянные бронза, Al, що містять, Fe, Mn, Ni, Pb, P, Zn і Sb. У промисловості використовують різні марки бронзи. У табл. 4 і 5 приведені склади і їх фізичні властивості, за винятком бронзи з високим вмістом свинцю, оскільки свинець знижує жидкотекучесть і ликвирует.

Є Бронза олов'яна та Бронза безолов'яна

залізо викликає розсіяну пористість, марганець і нікель збільшують газонасиченість і зменшують рідкоплинніс ть.

Чисті мідно-олов'яні сплави мають різні кольори (відтінки) залежно від складу

Латунь. До них відносяться мідноцинкові сплави із змістом цинку до 50 %. Існує декілька марок латуні; якнайкращими ливарними властивостями володіє латунь, що містить 57-80 % Cu і 0,84 % Pb, решта Zn. Латунь кристалізується у вузькому інтервалі температур, мають хороші рудкоплинність. Температура плавлення латуні 885-900 ^0С.. Кольори (відтінки) латуні залежать від змісту цинку (чим його більше, тім.блидніше)

Мідно-нікелеві сплави. Сплави мають низькі ливарні властивості при їх високій вартості. Сплави застосовують в тих випадках, коли художнім відливанням намагаються надати вигляду срібних виробів з чорнінням. Для художніх виробів рекомендується використовувати сплави типу мельхиоров і нейзильберов

Додавання до цих сплавів кремнію покращує їх ливарні властивості. Температура плавлення сплавів 1080-1180 ^0С. До мідно-нікелевих сплавів також відносяться сплави, що імітують срібло (табл).

Сплави, що імітують за кольором срібло (склад %)

 

Нікель	Чавун	Мідь	Алюміній	Олово	Свинець	Залізо
				-	-	-
	24,5		0,15		0,35	-
			-	-	-	-
			-	-	-
			-	-	-	-
			-	-	-	-
			-	-	-	-
			-	-	-
-		-	-		-	-
-	8,3	-	-		0,4	0,3

 

У табл. останні дві строчки відносяться до оловяно-цинкових сплавів з низькою температурою плавлення.

Цинкові сплави. Їх широко застосовують для відливання невеликих, головним чином, плоских художніх виробів (барельєфів, медалей, знаків і т. п.), а також декоративних деталей різного призначення в побутових машинах при великосерійному або масовому виробництві. Об'ємні художні відливання виготовляють в кокілях методом наморожування з подальшим выливом металу.

Цинкові сплави підрозділяються на дві групи: ЦА із змістом %: Al 3,54,5; -Cu до 3,7; Mg 0,020,06; -Znостальное і ЦАМ із змістом %: Al 911; Cu 1,05,5; Mg 0,030,06; Znостальное. Температура заливки сплавів 500 ^0С.

Всі цинкові сплави мають хорошу жидкотекучесть, що дозволяє отримувати з них відливання з чистою поверхнею і чітким малюнком.

Алюмінієві сплави. Художні відливання з цих сплавів виготовляють практично всіма способами литва. Це пояснюється хорошими ливарними властивостями що поєднуються з низькою температурою заливки (до 750 ^0С). До негативних властивостей відносяться схильність сплавів до окислення, насичення воднем, що приводить до газової пористості.

Существует 5 групп алюминиевых сплавов: Al-Si-Mg, Al-Cu, Al-Si-Cu, Al-Mg и Al - прочие элементы. Наилучшие литейные свойства у так называемых силуминов – Al-Si-Mg. Их состав, %: Mg 0,1-0,55; Si 6,0-13,0; Mn до 0,6; Ti до 0,3; Ni до 0,4; Sb до 0,25. Плотность сплава 2400-2500 кг\м³.

Дорогоцінні метали. До них відносяться благородні метали: срібло, золото, платина, паладій, радій, осмій і рутеній. Найчастіше в художніх ювелірних виробах використовують срібло, золото, платину і паладій у вигляді сплавів один з одним, а також з Cu, Ni, Zn.

Срібні сплави. Для литва використовують, головним чином чотири мазкі Срм925, Срм916, Срм900 і Срм875 – сплави срібла з міддю, де цифри указують середню масу срібла (гр) в 1 кг сплаву. Щільність сплавів 1028010360 -кг\ м3, температура плавлення близько 900 0С.

Золоті сплави. Для художніх відливань використовують дев'ять марок сплавів з 38: п'ять мазкий сплави з сріблом і міддю %: срібло 7,530-, мідь 9,534,5), один сплав 58,3 % Au і 41,7 % Ag, три сплави з міддю (мідь 8,113,0 %, -решта золота). Щільність сплавів залежить від марок сплаву і складає 1430017590 кг\ м3. Температура плавлення – 847–1027 0С. Хімічний склад золотих сплавів впливає на їх відтінки. По таких відтінках їх називають червоним, білим, зеленим, блакитним.

Платинові сплави. Існує 27 марок платини і платинових сплавів. 3 марки містять не менше 99,8 % Pt. Решта марок містить Iz, Rh, Pd, Ru, Cu, Ni. Щільність сплавів 16640–21730 кг\ м3, температура плавлення близько 1750 0С.

Легкоплавкі сплави. До цих сплавів відносяться сплави на основі олова і свинцю. Вони мають хороші ливарні властивості. Останнім часом з цих сплавів отримують тонкостінні художні відливання литвом під тиском. З легкоплавких сплавів можливо відливати деякі відливання навіть в домашніх умовах. У цих випадках форму виготовляють з гіпсу. У табл. приведені деякі склади сплавів і температури їх плавлення.