Размерная точность отливок

В качестве примера взята корпусная тонкостенная чугунная отливка диаметром 295 мм и высотой 34 мм, массой 80 кг. Отливка изготовлялась методом ВПФ и в песчано-глинистые формы, изготовленная по одной оснастке. Результаты обработки представлены в табл. 1.18.

 

Результаты статистической обработки замеров отливок

Таблица 1.18

 

Номер образца	ВПФ	Песчаная форма
I	295,08	297,95
	295,12	297,17
	295,18	297,51
	295,06	296,82
	295,17	297,20

 

Продолжение таблицы 1.18

	295,28	296,71
	295,18	296,74
	295,09	297,46
	295,10	297,03
	295,15	296,98
Среднее ариф-метическое,мм	295,14	297,16
среднее квадратическое отклонение,мм	0,06	0,37

Из таблицы видно, что средне квадратическое отклонение от размера 295 (номинальный) при изготовлении отливки в песчаные формы (0,37) в 6 раз больше, чемв образцах, изготовленных методом ВПФ (0,06).

. Высокую размерную точность подтверждают данные, полученные фирмой HEINRICH WAGNER SINTO по результатам статистической обработки результатов замеров и взвешивания отливок, изготавливаемых на АФЛ вакуумно- пленочной формовки, таблицы 1.19 – 1.21.

Анализ результатов статистической обработки по замерам и взвешиванию чугунных отливок, показывает, что их размерная точность соответствует КРо 8- 9 по ГОСТ 26645-85, в то же время следует отметить очень высокую точность массы отливок (класс точности массы КМ8). Класс массы является интегральным показателем точности отливки, отражающий колебание точности объема и плотности отливки. Как показывают исследования [2,3] большую долю в колебание массы оказывают размерная точность размеров и шероховатость отливок. По данным фирмы HEINRICH WAGNER SINTO вакуумный процесс изготовления песчаных форм привел, благодаря своей более высокой стабильности и прочности формы, приводит к снижению массы приблизительно на 6%.

Следует отметить, что размеры, связанные с нестабильностью по плоскости разъема ВР2 на 1-.2 класса грубее размеров, расположенных в плоскости разъема (ВР1)[2]. В то же время для отливки «стол фрезерного станка» это различие составило 4 класса по ГОСТ 26645-85.(размер 143,3 мм). Для сравнения на АФЛ при изготовлении чугунных отливок в ПГФ эта разница не превышает 1 класса. Возможно это является органическим недостатком технологии литья в вакуумно –пленочные формы.

Рассмотренные примеры взяты из опыта различных литейных предприятий, Германии, использующих вакуумный процесс.

Особенно ярко преимущества V процесса проявляются в том случае, если наряду с достижением размерной точности и качества поверхности удается настолько точно воспроизвести рельеф рабочих поверхностей детали, что они

не нуждаются в последующей механообработке. Это, например, относится

 

 

Отливка «стол фрезерного станка»

Таблица 1.19

	Масса, кг	Длина, мм	Щирина, мм	Высота, мм
Вид размера ВР	-
Х,	559,0	1250,5	805,2	143,3
S	2.08	0.27	0.40	0.69
6S	12,48	1,62	2,4	4,14
К=6S*100/Х (%)	2,23	-	-	-
DIN GTB 15	-	4.4	4.0	2.6
ГОСТ26645-85	КМ8 -2.4%	КРо7т -1,8	КРо8-2.4	КРо11-5.0

 

Отливка канатный барабан

Таблица 1.20

	Масса, кг	Диаметр фланца, мм	Размер между фланцами, мм
Вид размера ВР	-
Х,			790.2
S		0.63	0.39
6S		3.68	2.34
К=6S*100/Х (%)		-	-
DIN GTB 15		3.8	3.8
ГОСТ26645-85		Кро9 -4.0	Кро8 -2.4

 

Отливка мост грузового автомобиля

Таблица 1.21

	Масса, кг	Длина, мм	Щирина, мм	Высота, мм
Вид размера ВР	-
Х,	152.0	1615.8	182.0	385.2
S	0.81	0.49	0.38	0.43
6S	4.86	2.94	2.2	2.58
К=6S*100/Х (%)	3.2	-
DIN GTB 15	-	5.0	2.8	3.2
ГОСТ26645-85	КМ 8-3.2%	КРо8 -3.2	КРо9т -2.2	КРо9 -3.2

 

к лопастям вентиляторов, для которых незначительные отклонения положения, неравномерное распределение веса, а также грубая, шероховатая поверхность могут крайне негативно сказаться как на точности вращения, так и на КПД установки.

В отличие от отливок, изготовляемых по традиционным технологиям, при V-процессе можно, по крайней мере, частично отказаться от уклона модели. Благодаря реверсивному переключению вакуума в процессе производства песчаных форм, например при выеме модели из полуформы, между моделью и пленкой практически не возникает сопротивления трения; таким образом, модель легко извлекается и при уклоне формы 0. По этой причине, возможно изготавливать небольшие отверстия без использования стержней.

1.6.8. Линейная усадка отливок

Факторами, влияющими на усадку чугунной отливки, являются расши­рение песчаной формы, усадка при затвердевании отливки и деформация, возникающая, когда усадке препятствуют форма и стержни.

При проверке усадки, проводился замер формы и отливки. Различие между размерами модели и средним арифметическим размером давало определение усадки.

Ступенчатый образец залитый в форму изготовленную по С0₂ - процессу был большего размера, чем форма, а залитый вформу, изготовленную методом ВПФ был меньшего размера, чем форма. Уменьшение размеров образца происходит из-за повышенной прочности формы при высокой температуре.

При замере образцов величина усадки составила 0,8%.

1 .6.9. Механические свойства стальных отливок.

Характеристики охлаждения литой стали при ВПФ аналогичны чугуну, т.е. в начальной стадии идет быстрое охлаждение затем скорость охлаждения замедляется.

Следовательно, механические свойства аналогично чугуну. Предел текучести, прочность на разрыв литой стали при ВПФ несколько ниже чем изготовлены в обычные песчано-глинистые формы, а удлинение и объемная усадка металла при ВПФ являются более высокими по сравнению с полученными данными при изготовлении в песчано-глинистые формы.

В разных сечениях стальной отливки механические свойства более однородные для ВПФ, чем полученные в песчано-глинистые смеси.

Металлическая структура несколько отличается при ВПФ по сравне­нию с песчано-глинистыми формами.

В поверхностном слое отливки 1÷ 2 мм, при ВПФ уменьшается коли­чество кислорода, углерода и азота. Это вызвано тем, что давление газов в полости формы изготовленной ВПФ намного меньше чем в обычных формах

 

Дефекты отливок

Дефекты, которые имеютместо при ВПФ, можно разделить на две группы.

Первая группа дефектов вызывается формовкой, другая группа, как в обычных процессах: металлом, заливкой, и т.д.

Характерными дефектами для ВПФ являются раковины, проникновение металла в стенки формы, разрушение формы, включения песка.

Недоливы, шлак, окислы при ВПФ также встречаются, как при обычной формовке.

При ВПФ не встречается характерный вид брака для обычных форм ужимины.

Газовые раковины появляются на поверхности или внутри отливки также как при обычном процессе.

Этот вид брака характерен для тонкостенных отливок. При завы­шенной толщине пленки, залитый металл присасывается к поверхности формы, быстро затвердевая, и газы выделившиеся при сгораний пленки, вызывают поверхностную газовую пористость.

Поверхностные включения напоминающие шлаковые раковины. Этот вид брака получается при завышенной толщине, заворотах и морщинах на пленке, а также при неправильной конструкции литниковой системы, в результате струя металла срывает куски пленки, газифицирует и карбонизирует ее.

Песчаные включения возникают при прерывании струи металла во время заливки, неправильно сконструированной литниковой чаше и не достаточном разрежении в форме (ниже 200 мм рт.ст.).

Проникновение металла в стенки формы, просечка на поверхности и узлах отливки. Эти виды дефектов возникают при применении крупной фракции песка в сочетании с глубоким вакуумом.

Обвалы формы возникают при недостаточном сечении вентиляционных каналов и резком изменении разрежения в форме впроцессе заливки.

 

ГЛАВА 2