р/вдис ловие
Принятая на XXII съезде КПСС Программа коммунистиче-
ского строительства 'Предусматривает к концу 1980 г. создание
материально-технической базы коммунизма. Это значит, что
СССР будет располагать невиданными по своему- могуществу
производительными силами, превысит технический уровень наи-
более развитых капиталистических стран, обеспечит высокий
жизненный уровень советский людей.
Разрешение этой грандиозной задачи намечено осуществить
путем дальнейшего развития всех отраслей •промышленности за
счет массового использования комплексной механизации, созда-
ния и широкого внедрения в производство машин-автоматов и
автоматических линйй, средств автоматики и электроники.
-Высокие темпы развития отечественной промышленности и
экономики требуют большого количества квалифицированных
рабочих, которые в нашей стране-готовятся в профессионально-
технических училищах, а также методом индивидуального и
бригадного обучения в -цехах предприятий.
Ковшевое и заливочное отделения являются важнейшими
участками работы литейных цехов. От квалификации ковшевых
и заливщиков зависит качество получаемых отливок, идущих на
изготовление разнообразных по своему назначению деталей
машин.
Основными условиями для получения высококачественных
отливок являются: повышение культуры производства, внедре-
ние новейших достижений науки и техники, а также повышение
квалификации рабочих.
Настоящее учебное пособие написано в соответствии с учеб-
ными программами, утвержденными Государственным комите-
том Совета Министров СССР по (профессионально-техническому
образованию, для подготовки ковшевых и заливщиков литейных
цехов на производстве. Учебный материал книги излагается с
учетом современного состояния техники и передового производ-
ственного опыта работы отечественных и зарубежных литейных
цехов.
Научные основы литейного «производства в книге описыва-
ются в доступной для учащихся форме с приведением мини-
мально необходимого справочного материала. Усвоение мате-
риала книги «поможет учащимся в короткий срок овладеть ква-
лификацией ковшевого и заливщика.
При пользовании настоящим пособием следует иметь в виду,
что согласно ГОСТ 9867—61 в СССР с 1 января 1963 г. введена
новая Международная система единиц измерения — СИ.
В новой системе четко различаются понятия массы, изме-
ряемой в килограммах, н веса (силы тяжести), измеряемого
ньютонами. Ньютон (я) —это .новая величина, принятая в СИ.
Согласно СИ температура измеряется в градусах Кельвина
(° К), за единицу длины принят метр (м), а за единицу работы —
джоуль (дж).
В книге использованы применяемые в промышленности в
настоящее время прежние единицы измерения: температуры в
градусах Цельсия (°C), силы в килограмм-силах (кгс) и ра-
боты, (в кгс-м). При переходе на новую систему читателю реко-
мендуется пользоваться следующими соотношениями единиц:
Т° К = 273+Г С;
1 ягс = 9,81 я;
1 кгс/млЯ = 9,81 Мн1м^;
1 ягс-л< = 9,81 дж;
1 кгс-м[ся2 = 0,1 Мдж1л&.
Г л а в a I
Краткие сведения о технологических процессах
литейного производства
А .	„ '
Литейным 'производством называют процесс полу-
чения изделий, деталей и фасонных заготовок путем -заливки
жидкого металла в литейные формы с последующим его охлаж-
дением.
Литье —наиболее простой, быстрый, и дешевый способ по-
лучения фасонных заготовок (отливок), из которых путем ме-
ханической обработки получают детали машин. Современные
способы литья позволяют получать готовые литые детали и изде-
лия без последующей механической обработан. Характерной
особенностью литья является возможность получения самых
разнообразных по конфигурации и механическим свойствам
отливок из чугуна, стали .и различных цветных сплавов со стен-
ками толщиной 0,5—500 мм, весом от нескольких грамм до
300 т и размерами от 10 мм до 20 м.
Быстрое развитие литейного производства за годы Советской
власти привело к резкому увеличению выпуска отливок, улуч-
шению их качества и снйжению себестоимости. Если общий вы-
пуск литья в -России в 1914 г. составлял около 550 тыс. т, то к
1965 г. он возрос до 20 млн. т. В 1980 г, намечено довести .выпуск
отливок до 45 млн. «г.
§ 1. ПОНЯТИЕ О ПРОЦЕССЕ ПОЛУЧЕНИЯ ОТЛИВКИ
Наиболее распространенным и издавна применяемым мето-
дом .получения отливок является литье в песчаные формы. Чтобы
получит^ фасонную отливку этим методом, расплавленный
сплав заливают в специально приготовленные формы. На рис.
1, б показана литейная форма для производства отливки, из
которой в механическом цехе будет цолУчена деталь — фланец
трехкулачкового патрона токарно-винторезиого стайка, — чер-
теж которой показан на рнс. 1, а.
5
Литейная форма обычно состоит из двух полуформ 1 и 7,
которые перед заливкой скрепляются скобами, болтами или
наложением одного .или нескольких грузов. Полуформы чаше
всего изготовляют из песчаио-глииистой формовочной смеси,
которую уплотняют в металлических рамках 6 и 7, называемых
опоками. Полость формы 3, очертания которой соответствуют
форме требуемой отливки, получают с помощью модели (рис.
1, в). Для,образования в отливке отверстия в форму при ее
сборке устанавливают стержень 4, изображенный на рис. 1, г,
который изготовляют из песчано-глинистой смеси, уплотняемой
Рис. 1. Литейная форма (и модельная оснастка для отливки заготовки детали
(фланец трехкулачкового патрона токарно-винторезного станка)
в стержневом ящике (рис. 1, д). Для правильной (по центру)
установки и надежной фиксации стержня в форме предусмотре-
ны гнезда, образованные соответствующими выступами 8 и 9 на
модели, которые называются знаками. При заливке полость фор-
мы заполняется расплавленным металлом через каналы 5, на-
зываемые литниковой системой. После, затвердевания сплава
песчаную форму разрушают, а отливку направляют иа очистку,
обрубку и обработку на обдирочно-шлифовальных станках, а
затем в механический цех.
§ 2. ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА В ЛИТЕЙНОМ ЦЕХЕ
Производство отливок включает три стадии: подготовитель-
ную, основную н заключительную (рис. 2). На первой стадии,
которая осуществляется в модельном и других вспомогательных
цехах, изготовляется модельная оснастка: модели, модельные
6
f. Подготовка производств а
^Изготовление модельной оснастки^
2 Основное производство
Подготовка
шихтовых
материалов
Шихтовка
^Заключительная стадия
производства
Рис. 2. Развернутая схема технологического процесса получения отливок
плиты, стержневые ящики и др. На второй стадии осуществ-
ляется производство отливок. На третьей стадии производится
Контроль отливок, исправление дефектного литья н его окраска.,
Две последние стадии осуществляются непосредственно в литей-
ном цехе.
Технологический процесс производства отливок в песчаных
формах характеризуется большим числом операций, которые
осуществляются рабочими-литейщйками различных профес-
сий — формовщиками, стерженщиками, плавильщиками, залив-
7
d
щитками и ковшевыми. В связи с этим современные литейные
цехи подразделяются на ряд отделений, в каждом из которых
производятся определенные технологические операции.
В сод е се п р и.г от о.в ит ел ь ном отделении приго-
товляют формовочные и стержневые смеси и другие составы.
При этом необходимые .исходные материалы поступают со скла-
да формовочных материалов (свежие пески, глина и добавки),
или с участков переработки бывших в употреблении смесей
(оборотная смесь, регенерат).
iB шихтовом отделении составляется шихта, т. е.
смесь исходных металлических материалов, обеспечивающих при
их расплавлении заданный химический состав и свойства литей-
ного сплава. При этом исходные шихтовые металлические мате-
риалы, топливо и флюсы поступают с шихтового двора, где они
предварительно .подвергаются -подготовке (дроблению, сортиров-
ке и т. д.).
В формовочном отделении, которое является ос-
новным отделением литейного цеха, изготовляют и упрочняют
литейиыё формы. По мере изготовления .полуформы направля-
ются иа участки сборки, а готовые формы — на заливку.
В стержневом отделении изготовляют и упрочняют
стержни, которые в готовом виде передают иа участок сборки
форм.
На участке сборки формы подготавливают к заливке:
в них устанавливают и закрепляют стержни, скрепляют части
форм, устанавливают литниковые чаши (если они не формуют-
ся в массиве формы).
В плавильном отделении расплавляют и приготов-
ляют требуемый по химическому составу и свойствам литейный
сплав, который по мере готовности сливается в разливочные
ковшн.
В ковшевом отделении производится подготовка
ковшей к разливке. Здесь ведется ремонт, осмотр и футеровка
ковшей.
В заливочном отделении с помощью разливочных
ковшей литейные формы заливают расплавленным сплавом.
В выбивном отделении производится разрушение
формы с извлечением из нее полученной в результате затверде-
вания сплава отливки.
В очистном отделении из отливки выбивают стерж-
ни и очищают ее поверхность от приставших (пригоревших)
формовочных материалов.
В обрубном отделении с поверхности отливок уда-
ляют литники, заусенцы и заливы, придают им товар-
ный вид.
.На участке контроля осматривают отливки с целью
выявления дефектов, проверяют их размеры и соответствие ка-
8
чесгва техническим условиям (сверяя со свидетельствами лабо-
раторных испытаний химического состава, механических свойств
и по другим показателям). Прн этом негодные отливкн бракуют,
дефектные отливки направляют иа заварку нли другие методы
исправления, а годные отливки—на окраску и склад, с после-
дующей их передачей (при необходимости) иа обработку в ме-
ханический цех.
В небольших литейных цехах такого четкого разграничения
между отделениями ие существует. Например, в одном и том же
отделении могут осуществляться: приготовление смеси, изготов-
ление, сборка и заливка форм, выбивка отливок. Очень часто
операции очистки и обрубки отливок ведутся в одном очистно-
обрубиом отделении.
§ 3. МОДЕЛЬНАЯ ОСНАСТКА
Под модельной оснасткой понимают приспособления, с по-
мощью которых изготовляют формы и стержни. К ним относятся
модели, модельные плиты, стержневые ящики, подмодельные
щитки, формовочные и стержневые шаблоны, модели элементов
литниково-питающих систем, контроль-
ные шаблоны и др.
Модели (рис. 3) служат для полу-
чения в литейиых формах полостей, име-
ющих форму и размеры, близкие к очер-
таниям готовых отливок. Модели чаще
всего изготовляют из дерева (сосиы, оль-
хи и других пород). Деревянные модели,
применяемые для чугунных отливок, ок-
рашивают в красный цвет, а их знаки —
в черный. Модели для производства от-
ливок из стали окрашивают в синий, а
из цветных сплавов — в желтый цвет. В
условиях крупносерийного и массового
Р.ис. 3. Модель для от-
ливки заготовки детали
жорпуса .вентиля:
1 —। знаки, 2 — шипы (дубе-
ли)
производства отливок применяют метал-
лические модели из алюминиевых спла-
вов, отличающиеся долговечностью.
Модельные плиты главным об-
разом применяются при машинном изго-
товлении форм. Это тщательно обработанная металлическая
плита 1 (рис. 4), на которой прочно закреплены металлические
или деревянные модели отливок 2 и элементов литниковой си-
стемы 3. Для точной установки опрк иа плите предусмотрены
штыри 4, а для закрепления плиты на столе формовочной маши-
ны болтами — приливы с отверстиями 5.
Стержневые ящики (рис. 5) служат для изготовления
стержней. Стержневые ящики чаще, всего делают деревянными.
При большой потребности в стержнях используются ящики, от-
ливаемые из алюминиевых сплавов. Для повышения долговечно-
сти плоскость набивки алюминиевых стержневых ящиков защи-
щается стальными накладками, которые прикрепляются к осно-
ванию винтами. Центрирование половин ящика осуществляется
шипами (рис. 5, б), а их скрепление во время изготовления
стержней — скобами или струбцинами.
Рис. 5 Простейшие типы стержневых ящиков:
а — неразъемный, б — разъемный
Подмодельиые щитки — деревянные или металличе-
ские плиты. Оии служат для установки моделей при ручном ме-
тоде изготовления форм.
Формовочные шаблоны — плоские фасонные дере-
вянные доски, применяемые для получения полости формы при
безмодельном (шаблонном) методе ее изготовления.
10
Стержневые шаблоны — плоские фасонные деревян-
ные доски. Они используются для оформления тела стержня при
шаблонном (без применения стержневого ящика) методе его
изготовления.
Модели элементов ли тми ков о- питающих си-
стем— деревянные и металлические (из алюминиевого сплава)
приспособления, предназначенные для образования в форме ка-
налов и ’полостей питателей, шлакоуловителей, стояков, выпоров
и прибылей (см. § 7).
Риг. 6. Схема разработки технологиче-
ского процесса получения отливки:
а — чертеж детали, б — чертеж модельно-ли-
тейных указаний, в — чертеж отливки
Контрольные шаблоны — стальные или деревянные
(фанерные) плоские фасонные приспособления, служащие для
контроля правильности установки стержней .при сборке формы.
Модельная оснастка изготовляется в модельном цехе по мо-
дельио-литейном у чертежу (рис. 6, б ), который составляется
технологом-литейщиком при разработке технологического про-
цесса получения отливки (рис. 6, в) на основе разработанного
конструктором машины чертежа детали (рис. 6, а). Из рис. 6
видно, что отливка отличается от детали:
а)	большими размерами за счет наличия припусков иа ме-
ханическую обработку и формовочными уклонами, величина ко-
торых назначается по ГОСТу;
11
б)	более простыми внешними и внутренними очертаниями,
так как мелкие выемки, павы, выточки, а также отверстия мало-
го диаметра выгоднее оформлять при последующей механиче-
ской обработке.
§ 4.	ФОРМОВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ.
ФОРМОВОЧНЫЕ И СТЕРЖНЕВЫЕ СМЕСИ
Формовочные материалы. Для изготовления разовых литей-
ных форм и стержней применяют смеси, в состав которых вхо-
дят разнообразные материалы: кварцевые и глинистые пески,
формовочная глина, беитоиит, крепители, противопригарные и
органические добавки. В составы формовочных, а также стерж-
невых смесей для крупных стержней входит бывшая в употреб-
лении (образующаяся в результате разрушения разовых форм)
переработанная смесь, которую называют оборотной.
Формовочные пески состоят из зерен минерала квар-
ца (SiO2) размером 0,06—1,6 мм с примесью глииы 1 (до 50%)
и минералов: окиси железа, полевого шпата и др. Кварц обла-
дает большой твердостью и высокой огнеупорностью (температу-
ра .плавления 1713°С). Являясь основой большинства формовоч-
ных и стержневых смесей, кварц придает им долговечность и
огнеупорность. Различают пески кварцевые, содержащие до 2%
глииы и незначительное количество посторонних примесей, и
глинистые, содержание глины в которых доходит до 50%. Гли-
нистые пески делятся на тощие (’2—10% глииы), полужирные
(10—20% глииы), жирные (20—30% глииы) и очень жирные
(80—50% глины).
Высокоегнеупорные материалы. (При производ-
стве очень крупных и массивных стальных отливок, литья из
легированных (нержавеющих, жаропрочных и др.) сталей, а
также при многократном использовании форм в качестве основ-
ного материала вместо кварцевого песка используют такие вы-
сокоогиеупориые материалы, как шамот, хромистый железняк,
магнезит, циркон и др.
Формовочная глина — огнеупорный, выдерживающий
температуру 1350—1580° С, связующий материал, основой кото-
рого является минерал каолинит (Al^O3*'2SiO2*'2H2'O). Глииа
состоит из очень мелких (размером около 0,001 мм) минераль-
ных частиц чешуйчатой формы, которые с водой образуют клей-
кие растворы. Кроме глинистой составляющей, в глинах содер-
жатся зерна кварцевого песка (до 50%).
1 Под глиной следует понимать глинистую составляющую, имеющую раз-
мер частиц менее 0,022 мм.
12
Бентонит — вььсококлейкая глина, основой которой являет-
ся минерал монтмориллонит (А12О3 • 2SiO2 • 2Н2О • пН2О). Бла-
годаря повышенной способности к впитыванию влаги клейкость
бентонита в 2—в раза выше, чем у каолинитовых глин.
Крепители— связующие вещества, вводимые в стержне-
вые и формовочные смеси с целью придания им прочности. Рас-
пространенными крепителями являются: сульфитная барда,
жидкое стекло, крепители СП, СБ и др.
(Противопригарные материалы (графит, пылевид-
ный кварц, камеииый у.голь и др.), а также приготовляемые из
них краски и пасты-натирки наносятся на рабочую поверхность
форм и стержней с целью предупреждения .пригара формовоч-
ных материалов к поверхности отливок. Графит и пылевидный
кварц используются как припыл, входят в состав красок и нати-
рок; каменный уголь вводят в состав формовочных смесей. Про-
тивопригарное действие припылов и красок основано главным
образом на их огнеупорности и состоит в предупреждении взаи-
модействия формовочного материала с расплавленным сплавом;
камеииый уголь, сгорая при заливке формы сплавом, создает
восстановительную среду и газовую прослойку между формой и
сплавом.
Органические выгорающие добавки (древес-
ные опилки, .навоз, торф) вводятся в смеси для повышения газо-
проницаемости и податливости форм и стержней, что достигает-
ся после их сушки.
Формовочные смеси. В литейных цехах применяется большое
количество разнообразных смесей, состав которых обуславли-
вается характером (вес, размеры, конфигурация, род сплава)
производимых отливок, а также видом (сырые, сухие, подсуши- -
ваемые, химически твердеющие) применяемых литейных форм.
При формовке различают облицовочные (образуют рабочий слой
формы толщиной 10—50 мм), наполнительные (образуют тыло-
вые слои формы, ие соприкасающиеся с расплавленным спла-
вом) и единые (образующие как рабочий, так и тыловой слой
формы) смеси.
В момент заливки расплавленного сплава и во время затвер-
девания металла форма подвергается сильному тепловому и си-
ловому воздействию, а также давлению со стороны газов. В свя-
зи с этим для получения качественных отливок формовочные
смеси должны обладать определенными свойствами, главнейши-
ми из которых являются пластичность, прочность, газопроницае-
мость, огнеупорность и податливость.
Пластичность — способность смеси деформироваться под
действием внешней нагрузки без нарушения целостности и со-
хранять приданную форму после снятия нагрузки. Пластичность
необходима для получения в форме отчетливого отпечатка мо-
дели.	*
13

Прочность—способность смеси сохранять целостность и пра-
вильные размеры формы при извлечении модели, во время ее
транспортирования, а также под действием струи и давления за-
ливаемого расплавленного металла.
Газопроницаемость — способность смеси пропускать газы, об-
разующиеся в литейной форме во время ее заливки расплавлен-
ным металлом. Газопроницаемость смеси создается благодаря
порам, образующимся между зернами кварцевого песка, состав-
ляющим основу смеси.
Огнеупорность—способность смеси ие оплавляться под дей-
ствием высокой температуры жидкого металла.
Податливость — способность уплотненной смеси уменьшаться
в объеме под действием усадки кристаллизующегося сплава. Это
свойство наиболее важно для стержней, которые часто испыты-
вают сжимающее действие остывающей отливки. Недостаточная
податливость форм и стержней может явиться причиной «горя-
чих» трещин в литье.
Чтобы избежать образования в отливке газовых раковин и
обеспечить набухание глинистых веществ, смесь должна содер-
жать строго определенное количество влаги.
Формовочные смеси для сырых форм чаще всего приготов-
ляются из оборотной смеси и глинистых песков с добавлением
каменноугольной пыли или мазута. Формовочные смеси для су-
хих форм должны обладать высокой прочностью, газопроницае-
мостью и податливостью. Для достижения требуемой прочности
в эти смеси вводят повышенное (8—’12%) количество глииы, а
для получения высокой газопроницаемости и податливости —
органические добавки. Формовочные смеси для подсушиваемых
и химически твердеющих форм приготовляют из кварцевого пес-
ка, глины и оборотной смеси, а также быстротвердеющих крепи-
телей (/СП, СБ, жидкое стекло и т. д.).
Смеси, в состав которых входят быстротвердеющие крепите-
ли, обладают способностью -приобретать высокую прочность
(твердость) при кратковременной продувке форм углекислым
газом. Такие смеси .применяются для производства крупного и
ответственного среднего литья из различных сплавов.
В настоящее время в нашей стране разработаны Асамотвер-
деющие формовочные смеси, в состав которых (кроме песчаио-
глииистых материалов) входит крепитель (жидкое стекло) и
шлак феррохромового производства. Такие смеси позволяют
упростить и ускорить процессы изготовления форм, улучшить
качество получаемых отливок.
Стержневые смеси. Основой для выбора рецепта стержневой
смеси являются условия службы стержня в .период заливки фор-
мы расплавленным металлом. Наиболее ответственные тонко-
стенные стержни изготовляют из кварцевого песка с добавлени-
ем высокопрочного и выгорающего при заливке формы (для
14
обеспечения хорошей выбиваемости) крепителя. Для крупных
массивных стержней используются более дешевые смеси с боль-
шим содержанием оборотной смеси, в которую добавляют
кварцевый песок, глину, сульфитную барду и древесные
опилки.
В настоящее время в СССР разработаны составы самотвер-
деющих полужидких (наливных) стержневых смесей, содержа-
щих пеиообразующие добавки, которые позволяют исключить
процессы .набивки смеси в ящики и сушку стержней.
Стержневые смеси должны обладать теми же свойствами,
что и формовочные. (Вследствие того что большая часть стержня
(кроме знаков) подвергается воздействию высокой температуры,
газов и давления заливаемого в форму сплава, они должны
иметь более высокие показатели прочности, газопроницаемости
и податливости.
Подготовка формовочных материалов и приготовление сме-
сей. Свойства формовочных и стержневых смесей ;в большой
степени зависят от качества {подготовки и смешивания исход-
ных материалов.
Подготовка исходных материалов включает сушку и просей-,
вйние песков, сушку и размол комовой глины, обычный размол
и мелкое измельчение каменного угля и другие операции, кото-
рые производятся с .помощью сушильных печей, размалывающих
бегунов, вальцев, шаровых мельниц и другого оборудования.
Бывшие в употреблении смеси подвергаются магнитной сепара-
ции (для отделения металлических частиц), .просеиванию (для
освобождения от крупных неметаллических частиц) и обеспыли-
ванию. После добавки к ним свежих песка и глииы такие смеси
возвращаются в производство и используются при приготовле-
нии формовочных и стержневых смесей.
Приготовление смесей включает операции дозирования тре-
буемых количеств исходных материалов (в соответствии с рецеп-
том смеси) и загрузки их в смеситель для тщательного переме-
шивания с целью получения однородного состава. В качестве
смесителей используют смешивающие бегуны. Приготовленные
в смесителе смеси .подвергают вылеживанию в бункерах (для
выравнивания влажности, набухания частичек формовочной
глины и охлаждения смеси), а затем разрыхлению с помощью
машин — аэраторов и дезинтеграторов. После контроля свойств
смеси ленточными транспортерами или другими транспортными
средствами доставляются на рабочие места формовщиков н
стерженщиков.
.В современных литейных цехах используются автоматические
смесеприготовительные установки, обеспечивающие высокую
производительность и постоянство свойств приготовляемых
смесей.
15
§ 5.	ИЗГОТОВЛЕНИЕ СТЕРЖНЕЙ
Стержни представляют собой части литейной формы, служа-
щие для образования в отливках внутренних полостей, отвер-
стий, а также выступов и углублений на их наружных поверхно-
стях. Во время заливки стержни находятся в более тяжелых
условиях, чем другие части литейной формы, так как в большин-
стве случаев вся их поверхность, кроме знаков, омывается рас-
плавленным сплавом. В связи с этим они должны обладать высо-
кой прочностью, газопроницаемостью и податливость^. Кроме
того, оии должны легко выбиваться из отливки после ее осты-
вания. Эти свойства обеспечиваются армированием, вентиляци-
ей, сушкой и окраской стержней.
Армирование — установка внутри стержня проволочных
или литых чугунных каркасов для повышения прочности. В кар-
касах, применяемых для изготовления крупных стержней, преду-
смотрены залитые в чугунное основание стальные вески, облег-
чающие транспортирование и установку стержней в форму с по-
мощью грузоподъемных средств (мостовой кран, электротельфер
и др.).
Вентиляция достигается газоотводными каналами, уст-
ройством подушки из шлака внутри стержня и другими спосо-
бами. Хорошая вентиляция обеспечивает высокую газопроницае-
мость и предупреждает образование газовых «раковин.
Сушка придает стержням высокую прочность за счет пре-
образования связующих веществ, обеспечивает испарение влаги
и выгорание органических веществ, что повышает газопроницае-
мость и податливость стержней. Сушка производится в газовых
печах-сушилах, которые по конструкции делятся иа шкафные,
камерные и конвейерные.
(Продолжительность сушки и ее температура зависят от мас-
сивности и конфигурации стержня, а также от вида входящих в
состав стержневой смеси связующих материалов. Мелкие стерж-
ни на крепителях КВ, .-П, СП, СБ сушатся при температуре 130-—
240°С в течение 1—3 ч. Мелкие песчано-глинистые стержни при
той же длительности сушки требуют более высокой температуры
(да'280°С). Сушка средних и крупных песчаио-глинистых стерж-
ней производится при 300—450° С в течение 4—8 ч. При исполь-
зовании смесей с жидким стеклом высокая прочность может
быть получена продувкой стержня в течение 5—10 мин углекис-
лым газом, который подается через отверстия в стейках ящика
или во внутреннюю полость стержня.
Окраска стержня после сушки противопригарной краской
улучшает качество поверхности стержня, предупреждает пригар
стержня к отливке. Для чугунного литья применяется графито-
вая смазка, а для стального — маршалитовая на пылевидном
кварце.
16
Изготовление стержней обычно складывается из трех после-
довательно выполняемых операций: формовки сырого стержня,
сушки, отделки и окраски сухого стержня. Если стержни изго-
товляются из нескольких отдельных частей, то их после сушки
склеивают или скрепляют проволокой.
На рис. 7 показан пример ручного изготовления простейшего
стержня прямоугольного сечения в разъемном ящике. Половни-
ки ящика 3 и 5 скрепляют скобами, после чего его ставят верти-
кально иа верстак. Далее,
насыпая в ящик смесь и уп-
лотняя ее трамбовкой, .стер-
женщик набивает стержень.
Для повышения прочности
в центр стержня забивается
каркас 2 в виде куска про-
волоки, а для обеспечения
его газопроницаемости
стальной иглой накалывают-
ся газоотводные каналы 1.
После легкого постукивания
•по стенкам ящика деревян-
ным молотком стерженщик
снимает скобы и осторожно
раздвигает половинки ящи-
ка; оставшийся на плите
.стержень 4 транспортирует-
ся в сушильную печь.
С целью повышения про-
Рис, 7. Изготовление стержня по разъ-
емному ящику:
а — рабочий чертеж стержня, б — половинки
ящика и готовый стержень
изводительности, улучшения
качества стержней, а также облегчения труда рабочих в настоя-
щее время широко применяются механизированные методы фор-
мовки стержней на «пескодувных, пескострельных, встряхиваю-
щих и других машинах.
На рис. 8 показан общий вид используемой на Минском
трактором заводе современной восьмипозиционной стержневой
машины проходного типа. Машина предназначена для изготов-
ления стержней в ящиках размером 400X400X300 мм с после-
дующей их продувкой углекислым газом. Стержневые ящики
{вытряхные и разъемные) крепятся в универсальных кассетах
3, устанавливаемых на площадках вертикально-замкнутого пуль-
сирующего конвейера 4. Над конвейером расположена песко-
стрельная головка 2 для набивки стержней и два механизма 1
для продувки стержней углекислым газом.
Внизу под конвейером установлены, еще-дна тийГаи-изма: ме-
ханизм разъема стержневых ящиков 6 -с приемным tстолом <§’и
устройство для обдувки -и опрыскивания ящи-кЪр 7,’Внутри^кон-
вейер а 4 в позиции выстреливания устанЦщцн подъЫтГый стол
J	17
Рис. 8. Восьмппоэиционная отечественная стерж-
невая 'Машина модели 815
5, п	ри помощи которого стержневой ящик поджимается к венти-
ляционной плите пескострельиой головки 2. Производительность
машины 220 съемов в час.
Современные пескодувные и пескострельные машины в со-
стоянии надувать стержни сложной конфигурации весом от 100 г
до 100 кг, а более простые—весом до 700 кг. Производитель-
ность этих машин достигает 100—250 мелких стержней в час.
На передовых предприятиях нашей страны для изготовления
стержней используются автоматические линии, снабжаемые уст-
ройствами для продувки стержней углекислым газом или шаго-
выми конвейерами для их транспортирования к сушильным кон-
вейерным установкам.
§ 6.	ИЗГОТОВЛЕНИЕ И СБОРКА ФОРМ
Виды литейных форм. В литейных цехах применяются разо-
вые и- многократно используемые формы.
Разовые формы служат для получения только одной
отливки, после чего разрушаются. При получении отливок весом
до 1000 кг чаще всего используются разовые сырые формы, а
производство более крупных и ответственных отливок ведется в
формах, упрочненных сушкой, подсушкой илн .путем химического
твердения.
К разовым относятся также оболочковые .и неразъемные фор-
мы, о которых говорится ниже.
Многократно используемые ф о р м ы делятся на
•керамические и металлические. Керамические формы изготов-
ляются из высокоогиеупориых материалов (шамот, асбест, гра-
фит и др.), а потому допускают многократную (до нескольких
десятков раз) заливку в иих расплавленного сплава с мелким
18
ремонтом рабочей поверхности после получения каждой отлив-
ки. Они применяются при получении крупных и тяжелых (весом
свыше 500 кг) несложных отливок (изложницы, плиты, поддо-
ны и т. д.).
Металлические формы' обладают большей долговечностью и
применяются при получении отливок специальными способами
литья: кокильный, центробежный, литье под давлением и др.
Изготовление разовых песчано-глииистых форм. Существуют
различные методы изготовления подобных форм: вручную и на
Рис. 9. Опоки ’крановые:
1 — опока нижняя, 2 —< направляющая втулка, 3 — опока •
верхняя, 4 — крестовина, 5 — штыри, 6 — цапфы
машинах, в почве (полу цеха) и опоках, по модели и по шабло-
ну и др. Наиболее распространенным способом в настоящее
время является формовка в опоках (рис. 9).
При изготовлении песчаных форм применяются различные
инструменты: лопата (рис. 10, а) для насыпки в опоку смеси;
сито (рис. 10, б) для просеивания смеси с целью отделения комь-
ев; набойки и трамбовки (рис. 10, в) для уплотнения смеси в
опоке; гладилки (рис. 10, г) для заглаживания и отделки по-
верхностей форм; полозки (рис. 10, д); ланцеты (рис. 10, е) и
крючки (рис. 10, ж) для отделки полости формы; стальные иг-
лы-душники (рис. 10, з) для накола газоотводных каналов
и др.
19
На рис,. 11 показана схема ручного процесса изготовления
литейной формы для получения отливки без применения стерж-
ней. Формовка включает следующие операции: У —установка
модели иа подмодельный щиток; 2— установка нижней опоки и
припудривание модели ликоподием для последующего ее легко-
го извлечения и отделения от стенки формы; 3— насеивание об-
лицовочной смеси через сито; 4 — насыпание в опоку наполни-
Рис. 10. Основные виды формовочного инструмента
тельной смеси лопатой; 5 — набивка смеси в опоке набойкой;
6 — уплотнение верхних слоев смеси в опоке трамбовкой; 7 —
сгребание излишка смеси с поверхности опоки линейкой; 8 — на-
кол .газоотводных каналов душником; 9 — переворачивание ниж-
ней опоки на 180°; 10 — посыпание плоскости разъема формы
мелким кварцевым (разделительным) песком, что необходимо
для последующего легкого снятия набитой верхней полу формы
с иижией; 11 — сдувание разделительного песка с поверхности
модели, 12 — наложение верхней опоки и припудривание модели
ликоподием; 13 — установка модели стояка литниковой системы и
насеивание на модель облицовочной смеси; 14 — насыпание в
опоку наполнительной смеси лопатой; 15 — набивка смеси в опо-
ке набойкой; 16 — уплотнение верхних слоев смеси в опоке трам-
бовкой; 17 — сгребание излишка смеси с поверхности опоки ли-
нейкой; 18—иакол. газоотводных каналов в верхней полуформе
20
и вырезание литниковой воронки (или чаши); 19 — снятие верх-
ней полуформы, ее поворот иа 180° и установка иа верстак для
отделки; 20— вырезание питателя литниковой системы ланце-
том; 21 — отделка верхней полуформы, 22 — смачивание краев
Рис. 11. Изготовление песчаной формы в двух опоках по неразъемной
модели
формы вокруг модели, расталкивание и извлечение модели из
нижней полуформы с помощью крюка с заостренным или винто-
вым концом, забиваемым или ввинчиваемым в модель, а также
отделка иижней полуформы.
Сборка бесстержневых форм (см, рис. 11) заключается в
накрытии верхней полуформы иа иижнюю с помощью штырей с
21
Рис. 12. Примеры крепления форм;
/ — грузом (для мелких форм), // — грузом (при безопочпой формовке), ///—клиновыми скобами, IV — скобой с клином, V — болта-
ми, VI — чекой с клипом, V//— стяжками, V///— кожухом (для формы, состоящей из стержней), IX — «ложным грузом» с подклинива-
нием крупных форм при почвенной формовке
последующим скреплением половин формы, которое осущест-
вляется различными методами (рис. 12). При получении отливок
с отверстиями или внутренними полостями в форму (перед ее
накрытием верхней опокой) устанавливаются стержни. Во избе-
жание всплытия или сдвига при заливке формы сплавом стерж-
ни крепятся в форме стальными крючками или с помощью ме-
таллических подставок, называемых жеребейками.
При получении крупных отливок литниковая чаша или ворон-
ка в форме не предусматривается, а выполняется в отдельно
Рис. 13. Передвижной консольный пеоком-ет модели 296М.
изготовляемых (в стержневом отделении) стержнях, которые
при сборке устанавливаются на поверхность формы в местах вы-
хода отверстия стояка.
Машинная формовка применяется как в условиях
массового, крупносерийного, так и мелкосерийного выпуска от-
ливок. Она имеет ряд преимуществ по сравнению с ручной фор-
мовкой: облегчает труд рабочего-формовщика, повышает произ-
водительность труда, дает отливки с более точными и стабильны-
ми'размерами, уменьшает брак и т. д. В современных литейных
цехах изготовление форм производится на формовочных встря-
хивающих, прессовых, ъибропрессовых и других машинах, а так-
же на полуавтоматических и автоматических формовочных уста-
новках. При получении крупных отливок набивка форм осуще-
ствляется с помощью машин-пескометов (рис. 13). Пескомет
смонтирован на тележке 13, которая с помощью механизма /4
23
перемещается по рельсу 15 и верхнему подкрановому пути 10,
что позволяет обслуживать большое число рабочих мест. Для
охвата большой площади пескомет снабжен двумя перемещае-
мыми в пространстве рукавами — рычагами 5 и 7. Формовочная
смесь к пескомету доставляется ленточным транспортером 11, а
затем с помощью желоба 9, воронки 8, ленточных транспортеров
большого и малого рукавов направляется в метательную голов-
ку 3, а затем — в опоку 1. Управление пескометом осуществляет-
Рис. 14. Принцип действия ме-
тательной головки 'пескомета
Рис. 15. Упрочнение формы продувкой
ее рабочей поверхности углекислым га-
зам:
1 — химически твердеющая смесь, 2 — резино-
вый шланг для введения углекислого газа, 3 —
полая модель с отверстиями в стенках, 4 —
опока, 5 — наполнительная смесь
ся оператором 2 с пульта управления 4, содержащего кнопки
управления двигателями 6, 12 и 18, которые приводят в действие
вал метательной головки и ленточные транспортеры, а также
пневматическими цилиндрами 16 и 19, дающими возможность
изменять положение рукавов в пространстве. Тяги 17 и 20 пре-
дусмотрены для жесткости и фиксации .положения рукавов 5 и 7.
На рис. 14 показан принцип действия метательной головки.
Попав через окно 2 в кожух 1 метательной головки, смесь за-
хватывается и объединяется в пакеты вращающимся ковшом 3,
который смонтирован на роторе 5, насаженном иа вращающий-
ся вал 6. Пакеты смеси действием центробежной силы выбрасы-
ваются из головки через выходное отверстие 4 и направляются
в опоку. Производительность современных пескометов дости-
гает 50 ж3 уплотненной смеси в час.
24
Понятие о скоростной технологии изготовления форм. Учи-
тывая большую длительность сушки (-6—48 ч) и отсутствие воз-
можности организации поточных методов труда, в настоящее
время взамен формовки по-сухому разработаны скоростные ме-
тоды получения отливок в подсушиваемые, химически твердею-
щие и самотвердеющие формы. Подсушка рабочей поверхности
форм осуществляется в течение 10—180 мин топочными газами
сушил и специальными электрическими лампами инфракрасного
излучения, а химическое твердение — продувкой формы в тече-
ние 1—Ю мин углекислым газом (рис. 15). Углекислый газ СОг
подается резиновым шлангом из баллона или по трубопрово-
дам из цеховой установки, производящей СО2 Из мела, путем
действия на него серной кислоты или другим способом.
Быстрое твердение и упрочнение рабочей поверхности фор-
мы обуславливается разложением присутствующего в смеси
жидкого стекла и образованием при этом геля кремниевой кис-
лоты, который связывает зерна песка. По сравнению с сушкой
при химическом твердении прочность формы возрастает в 6—
10 раз, что обеспечивает повышение качества отливок. Освоение
и широкое внедрение в производство самотвердеющих смесей
позволит литейщикам нашей страны добиться еще более вы-
соких показателей работы литейных цехов, повысить качество
отливок и снизить их себестоимость.
§ 7.	ПОНЯТИЕ О ЛИТНИКОВЫХ СИСТЕМАХ,
ЭЛЕМЕНТАХ ПИТАНИЯ ОТЛИВКИ И ХОЛОДИЛЬНИКАХ
Литниковая система — совокупность каналов, пред-
назначенных для заливки полости формы расплавленным спла-
вом и отделения от него шлака. На рис. 16, а показана литни-
ковая система, широко применяемая при производстве чугунно-
го литья. Она состоит из литниковой чаши /, стояка 2,
шлакоуловителя 3 и питателей 4. Чаша располагается в верхней
полуформе и является приемником выливаемого из ковша спла-
ва; порог 5 создает завихрение сплава и поэтому происходит
улавливание шлака в чаше. 'Стояк предназначен для создания
напора жидкого сплава в форме, шлакоуловитель — для улав-
ливания шлака и раздачи сплава по большому числу распола-
гаемых обычно в нижней полуформе питателей, а питатели —
для передачи сплава в полость формы 6.
Кроме указанных выше элементов литниковой системы, раз-
меры сечений которых рассчитываются по формулам, в форме
также предусматривают элементы питания, к которым относят-
ся выпоры, прибыли и др. Они обычно применяются при полу-
чении отливок с переменной толщиной стенок н при наличии
В иих массивных мест. Располагаемая вблизи массивного места
25
отливки полость выпора 7 (рис. 16, а) или прибыль 8 (рис. 16, б)
питают отливку в процессе охлаждения сплава и тем самым
предупреждают образование в ней усадочной раковины. Пре-
дупреждение образования усадочных раковин и трещин в
отливках также достигается установкой в форму холодильни-
ков— металлических пластин, прутков и т. п. Обладая повы-
шенной теплопроводностью, холодильники усиливают охлажде-
Рис. 16. Распространенные типы литниковых .и лигниково-питающих
систем:
1 — литниковая чаша или воронка, 2 — стояк, 3 — шлакоуловитель, 4 — питатели, 5 — по-
рог чаши, 6 — полость формы, 7 — выпор, 8 — прибыль, 9 — дроссель
ние массивных мест отливки и таким образом выравнивают
скорость охлаждения всех ее частей.
В зависимости от характера производимых отливок и рода
сплава в литейных цехах применяются различные виды литни-
ковых систем. При получении невысоких отливок применяется
литниковая система с подводом сплава в форму по ее разъему
(.см, рис. 16, а). Для обеспечения спокойного втекания сплава в
форму при получении высоких отливок устраивают сифонные
системы (см. рис. 16, б), при которых сплав подводится в ниж-
нюю часть отливки. При получении сложных тонкостенных от-
ливок значительного веса (станины станков и т. п.) применяет-
ся литниковая система с подводом сплава в форму на несколь-
26
ких уровнях (рис. 16, в). В условиях массового производства
чугунных отливок весом до 200 кг применяют дроссельные си-
стемы (рис. 16, г), которые характерны тем, что в них самым
узким сечением является не питатель (как это делается в ши-
роко применяемых в практике литейных цехов литниковых си-
стемах), а устанавливаемый перед шлакоуловителем дроссель,
оформляемый в виде узкой щели (см. сечение Б — Б на рис.
16, г). Наличие дросселя позволяет снизить скорость струи по-
ступающего в форму сплава и таким образом предупредить
размыв и разрушение формы.
Рис. 17. Способы удержания шлака в литниковой чаше:
1 — литниковая чаша или воронка, 2 — стояк» 3 — шлакоуловитель.
4 — прибыль, 5 — фильтровальные сетки, 6 — металлоприемник сетки,
7 — пробка, 8 — полость формы. 9 — поплавковый шлакоуловитель
Надежное предупреждение попадания шлака в форму при
ее заливке расплавленным сплавом достигается включением в
литниковые системы стержневых сеток (рис. 17, а), применени-
ем специальных литниковых чаш с перегородкой (рис. 17, б),
заливкой сплава в чашу, снабженную пробкой, которая извле-
кается после ее заполнения сплавом, когда шлак всплыл на его
поверхность (рис. 17, в). Взамен пробки иногда применяют
стальные пластинки, которые, перекрывают отверстие стояка.
После наполнения чаши пластина расплавляется и открывает
доступ сплава в форму.
На литейно-механическом заводе Ленинградметростроя раз-
работана конструкция литниковой чаши с поплавковым шлако-
27
I
уловителем (рис. 17, г), которая, кроме надежного удержания
шлака, позволила на 25% снизить вес литниковой системы и в
2—2,5 раза уменьшить брак отливок.
§ 8.	ОРГАНИЗАЦИЯ ТРУДА ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ОТЛИВОК
В ПЕСЧАНЫХ ФОРМАХ
В литейных цехах массового и крупносерийного производ-
ства широко применяются поточные методы труда, осуществля-
емые на литейном конвейере. Конвейер (рис. 18) имеет большое
число тележек 2, которые непрерывно движутся по рельсам 3
при помощи тяговой замкнутой цепи, приводимой в движение
от мотора приводной станции 1.
Оборудование и рабочие места при этом располагаются в
порядке последовательности технологических операций. Литей-
ные формы 7 с мест формовки и сборочных рольгангов 8 пере-
даются в заливочное отделение. Заливка форм осуществляется
со специальной движущейся платформы 4 разливочным ковшом
5, который доставляется из плавильного отделения ручной те-
лежкой по монорельсу 6. Залитые сплавом формы поступают
под охладительный кожух 10 и после остывания в них отли-
вок— в выбивное отделение. После выбивки форм на решетке 9
отливки транспортируются в очистное отделение, выбитая
смесь — в смесеприготовительное отделение на переработку, а
пустые опоки — на участок формовки.
Последние годы характеризуются внедрением в практику
автоматических линий получения отливок, иа которых все опе-
рации технологического процесса осуществляются автоматиче-
ски. При этом роль рабочих сводится к наладке оборудования
и контролю за его работой.
§ 9.	ПОНЯТИЕ О СПЕЦИАЛЬНЫХ МЕТОДАХ ПОЛУЧЕНИЯ ОТЛИВОК
В связи со все более расширяющимся применением литых
деталей в настоящее время к отливкам предъявляются повы-
шенные требования по прочности, точности и качеству поверх-
ности.
Для обеспечения этих требований широко внедряются в про-
изводство специальные методы литья: литье в оболочковые
формы, литье по выплавляемым моделям, кокильное литье,
литье под давлением, центробежное литье и др., которые имеют
ряд преимуществ по сравнению с литьем в песчаные формы:
1) получение более точных размеров отливок; 2) снижение при-
пусков на механическую обработку; 3) повышение механических
и эксплуатационных свойств отливок; 4) повышение производи-
28
Рис. 18. Схема организации труда на литейном конвейере
тельности, высокая механизация производственных процессов it
улучшение условий труда; 5) экономия формовочных мате-
риалов.
Литье в оболочковые формы. Оболочковые формы с толщи-
ной стенок 6—8 мм изготовляются из мелкого кварцевого леска.
Рис. 19. Технологический процесс изготовления оболоч-
ковых форм
в который в качестве связующего материала вводится 5—
фенольной тер море активной смолы (•пульвер бакелита и др.)
Процесс формирования оболочковых форм основан на термо-
реактнвной способности фенольных смол,» которая заключается
в их оплавлении при нагревании формовочной смеси и после-
дующем обволакивании тонкой пленкой зерен песка. При даль-
нейшем нагревании смола необратимо затвердевает и, связы-
вая зерна песка, образует прочную оболочку. Оболочковые фор-
мы производятся на специальных машинах.
Технологический процесс получения оболочковых полуформ
на установках с поворотным бункером складывается из сле-
дующих операций (рис. 19).
1.	Очистка модельной плиты 1 и покрытие ее разделитель-
ным составом для легкого отделения и снятия с нее оболочки.
Модельные плиты обычно изготовляют из стали и серого чугу-
на. В качестве разделительных составов чаще всего используют
растворы синтетического термостойкого каучука в спирте. Раз-
делительные составы наносятся пульверизатором 2 (рис. 19, а)
Ъли пневматическими пистолетами.
2.	Подогрев модельной плиты в электрической печи 3 до тем-
пературы 220—250°С (рис. 19, б).
3.	Извлечение модельной плиты из печи, ее поворот на 180°
и закрепление на опрокидывающем бункере 4, в котором хра-
нится песчано-смоляная смесь 5 (рис. 19, в).
4.	Поворот бункера вместе с модельной плитой на 180°. Вы-
сота слоя смеси в бункере для создания необходимой степени
уплотнения должна быть не менее 350—400 мм при высоте па-
дения 400—600 мм. Выдержка смеси на нагретой плите для об-
разования оболочки толщиной 6—8 мм обычно составляет около
30 сек (рис. 19, а).
5.	Возврат бункера вместе с модельной плитой в исходное
положение и снятие с него модельной плиты вместе с образо-
вавшейся оболочковой полуформой 6 (рис. 19, б).
16. Поворот модельной плиты вместе с образовавшейся обо-
лочкой на 180° и ее прокаливание для придания окончательной
прочности (рис. 19, е). Твердение оболочки происходит в элект-
рической печи при температуре 350—370° С в течение 1,0—
1,5 мин.
7. Снятие готовой оболочки с модельной плиты системой пру-
жинных толкателей 7, которые выходят из своих гнезд при на-
давливании на плиту 8 (рис. 19, ж). Укладка горячей оболочки
ее рабочей поверхностью на холодную ровную плиту и наложе-
ние и а нее груза. Эта операция необходима для предупрежде-
ния коробления оболочковых полуформ, которое может иметь
место в момент их снятия с модельной плиты.
Изготовленные на машинах оболочковые полуформы перед
заливкой собираются и прочно скрепляются между собой за-
сыпкой песком или металлической дробью в металлических
ящиках, склеиванием и другими способами. Точное совмещение
полостей полуформ при сборке обеспечивается системой высту-
пов и впадин, получаемых на соединяемых плоскостях оболочек.
Для получения в отливках отверстий или внутренних полостей
в форму при сборке устанавливают обычные объемные или обо-
лочковые стержни.
30
31
Оболочковые формы применяются в условиях крупносерий-
ного и массового производства сложных и ответственных фасон-
ных отливок из чугуна, стали и цветных сплавов весом до
100 кг.
Литье по выплавляемым моделям. Характерной особенно-
стью этого способа получения отливок является использование
неразъемных форм, которые получают по выплавляемым моде-
лям, изготовленным обычно из смесей таких легкоплавких ма
териалов, как парафин, церезин, стеарин и др.
Рис. 20. Модельный -комплект (а) и -неразъемная фор-
ма (б) для получения точных отливок методом
литья по 'выплавляемым моделям

Неразъемные формы изготовляются из огнеупорного мате-
риала, состоящего из частиц пылевидного кварца с добавкой,
связующего вещества (этилсиликат, жидкое стекло и ДР.).
Технологический процесс литья в неразъемных формах вклю-
чает следующие операции:
4) изготовление прессформ из стали, .алюминиевых сплавов
или других материалов;
2)	приготовление легкоплавкого (с температурой плавления
около 50—80° С) модельного состава;
3)	изготовление модельного комплекта:
а)	отливка секций легкоплавких моделей 1 (рис. 20, а) пу-
тем запрессовки модельного состава под давлением 3—5 ат в
прессформу;
б)	нанизывание секций легкоплавких моделей 1 вместе с пи-
тателем литниковой системы 2 на металлическую оправку 3
32
применение металлической оправки обеспечивает высокую'
прочность комплекта .и дает возможность сэкономить модельные
материалы);
,в) присоединение колпачка 4 из легкоплавкого модельного
состава к верхней секции восковых моделей с помощью электри-
ческого паяльника;
4)	изготовление огнеупорной неразъемной формы:
а)	покрытие модельного комплекта огнеупорной вяжущей
обмазкой и ее обсыпание сухим мелким кварцевым песком, про-
каленным при температуре 400—500°С, с последующей сушкой
образованного слоя-формы в течение 1—1,-5 ч. В зависимости от
веса получаемых отливок подобным образом на модельный ком-
плект наносят 3—5 слоев. При этом общая толщина оболочки
достигает 3—5 мм\
б)	удаление из модельного комплекта металлической
оправки;
в)	выплавление из оболочковой формы модельных комплек-
тов в ваннах с горячей (до '90° С) водой;
г)	формовка полученных форм 5 в опоке 6 путем засыпки
кварцевым песком 7 (рис. 20, б);
>5) прокаливание формы в электрических печах при темпера-
туре 900—1000° С для выжигания остатков модельного состава
и придания смеси окончательной прочности;
•6) плавка металла и залпвка форм;
7)	выбивка комплектов отливок из опоки;
8)	освобождение отливок от керамической корки и отделение
литниковой системы;
9)	термическая обработка и очистка отливок.
Литье в неразъемные формы применяется при производстве
отливок очень сложной конфигурации, требующих многоопера-
ционной механической обработки из любых сплавов, в том чис-
ле и из высоколегированных сталей, а также сплавов, обладаю-
щих высокой температурой плавления или очень высокой твер-
достью, трудиоподдающихся ковке и механической обработке
(лопатки газовых турбин и др.) - Этим методом получают отлив-
ки весом от 0,02 до 100 да с толщиной стенок до 0,5 мм и отвер-
стиями в любом направлении диаметром до 2 мм.
Высокая точность получаемых этим способом отливок обус-
лавливается технологическими особенностями процесса изготов-
ления форм, а именно: 1) большой точностью выплавляемых
моделей, которые получаются по тщательно изготовляемым
прессформам: 2) отсутствием разъема в форме, -что исключает
образование перекосов, заливов и других дефектов, характерных
Для сборных форм; 3) отсутствием процесса «расталкивания»
модели; 4) заливкой сплава в подогреваемые формы, что умень-
шает внутренние напряжения в отливке и уменьшает ее короб-
ление.
2-658
33
Кокильное литье. При кокильном литье расплавленный сил?,
из разливочного ковша под действием собственного веса залц
вается в металлическую форму. В качестве материалов для и.
готовления кокилей обычно используют сталь, обыкновенные
модифицированные серые чугуны.
Литье в металлические формы применяется в условиях ма-
тового и серийного производства разнообразных отливок весе
до 5 т из чугуна, стали и цветных сплавов. Стойкость чугунны
кокилей составляет от 5000 (мелкое литье) до 50 (очень круп
ное литье) заливок.
Рис. 21. Кокиль для получения чугунных «отливок (а) и схема
действия его толкателей (б)
служит для возврата передней бабки и правой половины кокиля
в доходное (рабочее) положение.
Технологический, процесс получения чугунных отливок в ко-
килях складывается из следующих операций:
1)	нанесение на рабочую поверхность кокиля огнеупорного
защитного покрытия и тонкого слоя сажи. Огнеупорная облицов-
ка наносится кистью или пульверизатором на подогретую до
температуры 200—300° С форму, а слон сажи — ацетиленовой
горелкой;
2)	сборка формы, включающая операции установки стерж-
ней, соединения половин кокиля и их скрепление;
3)	заливка формы;
4)	раскрытие кокиля
выталкивание из него отливки;
и
Р.ис. 22. Схема процесса получения отливок методом
литья под давлением на машине с холодной камерой
сжатия
В практике применяются разъемные (с вертикальной и го-
ризонтальной плоскостью разъема) и вытряхные кокили. Ко-
киль с вертикальной плоскостью разъема (рис. 21, а) состоит
•из двух половин 1 и 2, которые центрируются штырями 7. Для
регулирования степени охлаждения формы («после ее заливки
расплавленным металлом) в наружных стенках обеих полуформ
кокиля предусматриваются пальцы 4, отлитые заодно с полу-
формами. Жидкий металл заливается в воронку 9, затем по лит-
никовому ходу 6 и питателям 5 попадает в полость формы 8-
Выпор 10 служит для выхода газов и контроля заполнения фор-
мы металлом. Ушки 3 необходимы для крепления половин коки
ля на станке, механизирующем процесс литья. Чтобы облегчить
удаление отливки, в кокиле предусматривается толкатель 15
*:(рис. 21, б). С отходом передней бабки 12 кокильного станка И
половины кокиля 11 вправо (после того как отливка сформи-
руется) закрепленный в неподвижной плите 14 толкатель 15
входит в полость формы и выталкивает отливку. Пружина 13
34
5)	охлаждение кокиля струей сжатого воздуха или другими
способами.
Для получения в отливках отверстий или внутренних полос-
тей при кокильном литье применяются песчаные и металличе-
ские стержни. Первые используются обычно при литье из чугу-
на и стали, а вторые — при получении отливок из цветных
сплавов.
Процессы литья в кокиль механизируются и автоматизиру-
ются применением механических и пневматических станков, ка-
русельных и других установок.
Литье под давлением. Этот метод литья осуществляется на
специальных машинах, в которых расплавленный металл посту-
пает в стальную форму под давлением поршня или сжатого воз-
духа, что обуславливает быструю и хорошую заполняемость
формы -сплавом, большую точность и чистоту поверхности полу-
чаемых отливок. Литье под давлением рационально применять
в Условиях массового и серийного производства очень сложных
2*	35
отливок из алюминиевых, медных (латунь), цинковых и других
цветных сплавов весом до 50 кг с разнообразной конфигурацией
при наличии очень тонких стенок (толщиной до 1 лш), литых
отверстий диаметром ие менее 1 мм, а также литой резьбы
На рнс. 22 показана последовательность операций на машине
для литья под давлением. Расплавленный вне машины металл
2 (рис. 22, а) мерной ложкой заливается в прессовый цилиндр
7. 'После опускания верхнего поршня 1, а затем нижнего 6 ме
талл через литник 5 попадает в полость разъемной прессформь..
Рис. 23. Схема (процесса получения
полой цилиндрической отливки ме-
тодом центробежного литья:
i — заливочная воронка, 2 — запираю-
щий фланец, 3— металлическая фор-
ма-изложница, 4 — планшайба ма-
шины. 5 — отливка
состоящей из половин 3 и 4, где
он быстро остывает (рис. 22, б).
.При раскрытии .прессформ от
ливка 9 (рис. 22, в) выталкивает-
ся из нее толкателями. Излишек
металла в виде литникового ос-
татка 8, застывшего после окон-
чания процесса запрессовки, вы-
талкивается нижним поршнем б
из цилиндра и направляется на
переплавку.
Для получения в отливках от-
верстий и внутренних полостеГ
прессформы снабжаются метал
лическими стержнями, которые
во избежание их захвата застывающим сплавом и образования
трещин в отливках должны быстро извлекаться.
Центробежное литье. При центробежном литье расплавлен-
ный сплав заливается в форму, вращающуюся с большой ско-
ростью (рис. 123). Под действием центробежной силы металл
распределяется по внутренней поверхности формы и. кристалли
зуясь, образует отливку.
Центробежное литье применяется главным образом при по-
лучении отливок, имеющих форму тел вращения — водопровод-
ные и канализационные трубы, стволы артиллерийских орудий,
втулки, барабаны и т. д. Подобные отливки весом от нескольких
килограмм до 3 т могут отливаться из чугуна, стали, бронзы
и других сплавов. При центробежном способе литья поочеред-
ной заливкой в форму различных сплавов можно получать двух-
слойные заготовки.
Кристаллизация сплава в металлической форме под дейст-
вием центробежной силы обеспечивает получение плотных отли-
вок, в которых отсутствуют газовые раковины и шлаковые
включения. Особым преимуществом центробежного литья яв-
ляется возможность получения 4в отливках внутренних полостей
без применения стержней и большая экономия металла за счет
отсутствия литниковой системы, что повышает выход годного
литья до 95%.
36
При центробежном литье используются машины с горизон-
тальной и с вертикальной осями вращения. Первые применяют-
ся для получения заготовок, имеющих форму тел вращения
(втулок, гильз и т. п.), -а вторые — для литья кольцевых заго-
товок, а также фасонных отливок различной конфигурации.
Контрольные вопросы
1.	-Назовите элементы литейной формы и укажите .их назначение.
2.	Из каких операций складывается процесс ручной формовки? Какие
преимущества имеет машинная формовка перед ручной?
3.	Назовите элементы литниковой системы и системы .питания отливок.
Укажите их назначение.
4.	Перечислите специальные методы получения отливок Укажите их осо-
бенности ;и область применения.
Глава II
Литейные сплавы, их свойства и плавка
§ 10.	ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О МЕТАЛЛАХ И СПЛАВАХ
Все окружающие иас предметы состоят из движущихся мель-
чайших частиц, называемых молекулами, а каждая молекула,
в свою очередь, состоит .из еще более мелких подвижных частиц,
которые называются атомами.
Долгое время считали, что атомы неделимы, однако после-
дующими исследованиями это утверждение было опровергнуто;
научные изыскания показали, что атомы состоят из еще более
мелких частиц. Процесс деления (расщепления) ядер атомов
характеризуется выделением огромного количества энергии, ко-
торую называют атомной. Атомная энергия в настоящее время
используется для различных целей. В СССР построена первая
в мире атомная электростанция, дающая электроэнергию для
нужд народного хозяйства.
В зависимости от строения различают вещества простые и
сложные. Простые вещества -состоят из одинаковых, однородных
атомов, а сложные включают в себя атомы нескольких различ-
ных веществ — разнородные атомы. .Простые вещества называ-
ют элементами. Согласно периодической таблице, составленной
русским ученым Д. И. Менделеевым, в природе существует око-
ло 100 элементов, из которых 78 являются металлами (железо,
медь, алюминий, олово и т. д.), а остальные — неметаллами, или,
как их называют, металлоиды (углерод, сера, фосфор и др.).
Отличительными особенностями металлов являются: металличе-
ский блеск, способность коваться, непрозрачность, высокая теп-
лопроводность и электропроводность.
Сложные вещества образуются путем сочетания простых
веществ или элементов. К сложным веществам относятся ме-
таллические сплавы, которые состоят из двух или нескольких
металлов, в определенной -пропорции сплавленных друг с дру-
гом. В некоторых случаях в состав металлических сплавов могут
входить также и неметаллы: углерод, сера, фосфор, бор. Поми-
мо основных веществ (элементов), в каждом сплаве всегда
38
имеются в небольших количествах посторонние металлические
пли неметаллические химические вещества — в большинстве слу-
чаев нежелательные, которые в отличие от основных элементов
называются примесями сплава. Примеси попадают в сплав слу-
чайно, так как обычно ими бывают загрязнены материалы, ис-
пользуемые для приготовления сплава.
Чистые металлы обладают малой прочностью и поэтому в
современном машиностроении используются только в тех случа-
ях, когда от материала требуются высокие показатели специаль-
ных свойств (теплопроводность, электропроводность, высокая
температура плавления и др.), которые у них .всегда выше, чем
у сплавов. Так чистый вольфрам, как самый тугоплавкий (тем-
пература плавления 3400° С) металл, используется при произ-
водстве нитей накаливания электрических ламп. Провода и об-
мотки электромашин делают из меди, так как она проводит элек-
трический ток лучше всех других металлов (кроме серебра).
Основными материалами машиностроения являются метал-
лические Сплавы, которые имеют ряд преимуществ по сравне-
нию с чистыми металлами: более .высокую прочность, способ-
ность изменять свойства при изменении химического состава,
способность улучшать свойства под влиянием термической обра-
ботки; более низкую температуру плавления, большую жидко-
текучесть в расплавленном состоянии и меньшую усадку.
В литейном 'производстве практически дело приходится иметь
только со сплавами. Применяемые для изготовления отливок
сплавы делятся на черные и цветные. К черным принято отно-
сить сплавы, основным компонентом которых является железо.
Из них основное значение имеют серый чугун, ковкий чугун и
сталь. Из цветных наибольшее значение имеют сплавы на осно-
ве меди (бронзы и латуни), алюминия, магния, цинка, титана
И др.
§ 11.	ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ
Чтобы обеспечить долговечность и надежность работы машин
в различных эксплуатационных условиях, необходимо детали
изготовлять из материалов, имеющих определенные свойства.
.Различают следующие свойства материалов: физические, ме-
ханические, технологические и химические.
Физические свойства. В эту группу свойств входят: удельный
вес, теплопроводность, электропроводность и температура плав-
ления.
Удельный вес—-вес одного кубического сантиметра вещест-
ва, выраженный в граммах — имеет большое значение, так как
в современном машиностроении (особенно в авиации) конструк-
ции стремятся делать легкими. Удельный вес наиболее распро-
страненных металлов и сплавов приведен в табл. 1.
39
Свойства распространенных металлов и сплавов
40
вок (литье в стационарные формы, центробежное, литы под давление и др )
Теплопроводность — способность металлов и сплавов прово-
дить тепло. Теплопроводность измеряют количеством тепла, ко-
торое проходит по металлическому стержню сечением в 1 см2
за 1 мин. Теплопроводность имеет большое значение при терми-
ческой обработке: более теплопроводные сплавы быстрее и бо-
лее равномерно нагреваются или охлаждаются.
Электропроводность — способность металлов и сплавов про-
водить 1электричество. Это свойство наиболее характерно для
чистых металлов. Для сплавов более характерным является
свойство, обратное электропроводности, — электросопротивле-
ние. Удельным электрическим сопротивлением называется со-
противление металлического или сделанного из другого мате-
риала проводника сечением в 1 мм2 и длиной 1 м, выраженное
в омах.
Температура плавления — степень нагрева, при которой ме-
талл переходит из твердого состояния в жидкое. Температуры
плавления главнейших металлов и сплавов приводятся в табл. 1.
Следует отметить, что чистые металлы плавятся при одной по-
стояниой температуре, а сплавы — в интервале температур, что
объясняется химическим составом сплава.
Химические свойства. Под химическими свойствами понима-
ют способность металлов и сплавов окисляться — вступать в
соединения с различными веществами и в первую очередь с
кислородом. Чем легче металл вступает в соединение с другими
элементами, тем скорее он разрушается. Разрушение металлов
и сплавов под действием окружающей среды называется кор-
розией.
'Степень разрушения сплавов при коррозии в основном зави-
сит от химического состава. Элементами, повышающими стой-
кость сталей и других сплавов, является хром, .никель, титан,
вольфрам, молибден и кремний. (В связи с этим в машино-
строении широко применяют высокохромистые, хромоникелевые
и другие стали, а также специальные чугуны, использование
которых позволяет обеспечить длительный срок службы дета-
лей машин в условиях повышенных температур и других раз-
рушающих сред.
Механические свойства. Эти свойства характеризуют способ-
ность детали, изготовленной из данного сплава, выдерживать
•определенные нагрузки или хорошо сопротивляться износу при
работе. К ним относятся прочность, твердость, упругость, пла-
стичность и др.
Прочность сплава определяется величиной усилия, необхо-
димого для разрушения образца, имеющего определенные раз-
меры и форму. Стальные, алюминиевые и другие образцы испы-
тывают на растяжение (разрыв) и относительное удлинение, а
чугунные — на изгиб. Кроме того, все литейные сплавы испыты-
вают иа твердость. Схема контроля сплава иа растяжение при-
41
р
Рж. 24. Схемы контроля основных
механических свойств литейных спла-
вов
ведена на рис. 24, а. Выточенный на токарном станке круглый
образец закрепляют в зажимах машины и растягивают. Величи-
на необходимого разрушающего усилия, отнесенная к 1 жж2 по-
перечного сечения образца, определяет прочность металла при
растяжении (обозначается ов), а величина удлинения образца
по сравнению с его первоначальными размерами характеризует
относительное удлинение (обозначается б), т. е. вязкость спла-
ва. При контроле на изгиб специально отлитый из серого чугуна
круглый образец диаметром 30 мм и длиной 300 или ООО мм под-
вергают действию нагрузки по схеме, представленной на рис.
24, б. При этом определяют наибольшее разрушающее усилие
Р, предел прочности при изгибе
(обозначается ои) и величину
прогиба средней части образца
(стрелу прогиба).
Твердость сплава определяют
чаще всего с помощью пресса
Бринелля, что осуществляется
непосредственно 'на деталях или
на отливках. При этом на зачи
щенную наждаком или напиль-
ником поверхность надавливают
очень твердым стальным шар и
ком диаметром 10 мм (рис. 24, в)
Вдавливаясь под определенной
нагрузкой Р (для стали и чугуна
3000 кгс), шарик оставляет на
поверхности отливки отпечаток в
виде лунки. Величина в кгс!мм2,
которая получается от деления
приложенного усилия на площадь
оставленного шариком отпечатка,
характеризует твердость сплава (обозначается НВ). Твердость
закаленных сталей определяют на приборе Роквелла путем
вдавливания в изделие алмазной пирамиды. Глубина проникно-
вения пирамиды в металл характеризует твердость по Роквеллу
(обозначается НРС).
Упругость — способность металла принимать первоначаль-
ную форму и размеры после .прекращения действия нагрузки.
Пластичность — способность металла изменять первоначаль-
ные форму и размеры под действием нагрузки и сохранять при-
данные форму и размеры после прекращения ее действия. Пла-
стичность характеризует собой вязкость материалов — свойство
особенно важное для сплавов, предназначенных для ковкн,
штамповки прокатки.
В табл. 1 приведены сравнительные показатели механиче-
ских свойств основных металлов и литейных сплавов.
42
Технологические свойства. В эту группу входят свойства, оп-
ределяющие пригодность материала к обработке тем или иным
способом: обрабатываемость резанием, ковкость, свариваемость,
жидкотекучесть, усадка, склонность к ликвации и т. д.
Обрабатываемость резанием — способность металла обраба-
тываться режущим инструментом (резец, сверло, фреза и т. д.)
при различных операциях механической обработки (обтачива-
ние, сверление, фрезерование и т. д.). Обрабатываемость раз-
личных сплавов неодинакова:' цветные сплавы обрабатываются
очень легко, а из черных сплавов лучше всего обрабатывается
ковкий чугун, затем серый чугун и сталь.
Рис. 25. Технологические пробы для
контроля жидкотекучести сплавов:
а — песчаная форма для прутковой пробы,
б — модель для формовки спиральной про-
бы. в — металлическая форма для U-об-
разной пробы
Ковкость — способность металла поддаваться обработке дав-
лением, принимать новую форму и размеры под влиянием при-
лагаемой нагрузки без разрушения. Хорошей ковкостью в на-
гретом -состоянии обладает малоуглеродистая сталь.
Свариваемость — способность металлов образовывать проч-
ные соединения отдельных металлических заготовок при мест-
ком нагреве до расплавленного или пластического состояния (с
применением и без применения механического давления). Хо-
рошо свариваются стали с низким содержанием углерода, хуже
чУгун, медные и алюминиевые сплавы.
Жидкотекучесть — способность металла заполнять любые
очертания полости формы. -При недостаточной жидкотекучести
43
расплавленный металл заполняет форму частично, и отливка,
получаясь с недоливом, идет в брак. Жидкотекучесть прежде
всего зависит от химического состава, т. е. от того, какие и в
каком количестве элементы входят в сплав.
Известно, что фосфор улучшает, а сера ухудшает жидкоте-
кучесть серого чугуна. Жидкотекучесть оловянной бронзы воз-
растает при увеличении в ней содержания олова, цинка и фос-
фора. Кроме того, на жидкотекучесть оказывает влияние тем-
пература перегрева: чем она выше, тем больше жидкотекучесть
сплава, т. е. тем более тонкостенную отливку из него можно
получить. Величина жидкотекучести определяется по техноло-
гической пробе — длине заполненной сплавом части полости
контрольной литейной формы. Чаще всего применяются пробы
в виде прутков (рис. 25, а), в виде спиралей (рис. 25, б) посто-
янного сечения (круглого, треугольного или трапецеидального)
по всей длине и V-образного вида (рис. '25, в).
В зависимости от толщины стенок отливок жидкотекучесть
серого чугуна по спиральной пробе (см. рис. 25, б) должна быть
не ниже:
Толщина стенок	Наименьшая жидко-
отливок в мм	текучесть в мм
3—6	'	500—700
6—15	400—500
16—25	300-500
Свыше 25	200—300
Характеристика жидкотекучести различных сплавов приведе-
на в табл. 2.
Таблица 2
Жидкотекучесть наиболее распространенных литейных сплавов
Степень жидкотекучести	Литейные сплавы
Высокая	Сплавы алюминия с кремнием, бронзы, крем- нистая латунь, серый чугун, цинковые и оловян- ные сплавы
Средняя	Углеродистые и низколегированные стали, бе- лый чугун, латуни (кроме кремнистой), сплавы алюминия с медью и магнием
Пониженная	Магниевые сплавы
Усадка — уменьшение литейных размеров и объема отливок
при охлаждении; она определяется способностью тел расши-
ряться при нагревании и сжиматься при охлаждении. Для удоб-
ства усадку отливок выражают в процентах по отношению к
первоначальным размерам полости формы (линейная усадка).
Величина усадки отливок (см. табл. 1) зависит от химического
состава сплава, от ее конфигурации и других факторов. Изго-
товление разиостенных отливок из сплавов, .имеющих повышен-
ную усадку, затруднительно, так как, кроме изменения разме-
44
ров и объема, в отливках, имеющих различную толщину стенок
и массивные места, образуются усадочные раковины, а также
большие внутренние напряжения, вызывающие их коробление
или даже разрушение (трещины).
Усадочные раковины образуются в результате объемной
усадки при непрерывном остывании отливок. Быстрее всего
остывают наружные слои отливки, соприкасающиеся со стенка-
ми формы; внутри же наружной затвердевшей корки металл в
течение некоторого времени остается жидким. При дальнейшем
охлаждении твердая наружная корка и жидкий металл умень-
шаются в размерах, но при различной величине усадки. Так
как температура жидкого металла выше, чем температура кор-
ки, то он уменьшается в объеме в большей степени, благодаря
чему к концу затвердевания во внутренней части отливки обра-
зуется полость неопределенной формы, которую называют уса-
дочной раковиной. Для предупреждения образования усадочных
раковии в литейной форме предусматривают прибыли, являю-
щиеся резервуарами жидкого металла для питания отливок во
время их охлаждения.
Внутренние напряжения являются следствием неравномер-
ного охлаждения отливок и торможения усадки. Обычно они
образуются в фасонных отливках с различной толщиной стенок.
В процессе затвердевания температура отливки не везде оди-
накова: внутри и в более массивных местах она выше, чем
снаружи пли в тонких сечениях. При различных температурах
усадка в отдельных местах отливки различна по .величине (чем
горячее какая-нибудь часть отливки, тем большую усадку она
должна дать к моменту окончательного охлаждения). Так как
части одной и той же отливки не могут сжиматься независимо,
то они препятствуют друг другу совершать свободную усадку.
Таким образом в отливке возникают внутренние напряжения,
которые могут деформировать (покоробить), отливку, а иногда
и вызвать в ней образование трещин. Внутренние напряжения
и трещины могут также возникать из-за сопротивления усадке
сплава со стороны формы и стержней. Чтобы предупредить
образование внутренних напряжений и трещин, необходимо со-
здавать конструкции деталей машин с равномерной толщиной
стенок и плавными переходами, устранять препятствия усадке
со стороны формы и стержней, что достигается путем повыше-
ния их податливости.
Ликвация — свойство сплавов образовывать при кристалли-
зации и охлаждении отливки с неоднородным химическим соста-
вом. Это объясняется тем, что сплав в форме остывает неодно-
временно то всему сечению: тонкая плотная корка с малым
содержанием примесей образуется в начале у стенок формы, а
легкоплавкие примеси оказываются в середине отливки, там, где
металл застывает в последнюю очередь.
45
§ 12.	ПОНЯТИЕ О СТРУКТУРЕ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ.
ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ СПЛАВОВ
Все металлы и сплавы имеют кристаллическое или зерни-
стое строение. Их кристаллы состоят из мельчайших частиц —
атомов, которые располагаются в строго определенном порядке,
образуя между собой мельчайшие кристаллические решетки.
Атомы находятся в непрерыв-
ном движении, а при нагрева-
нии металла их движение ста-
новится настолько быстрым,
что после достижения темпе
ратуры плавления кристалли-
ческие решетки разрушаются
и расплавленный металл при-
обретает особую подвижность.
При охлаждении (затвердева-
нии) металла кристаллические
решетки зарождаются вновь и
таким образом происходит об-
разование и рост кристаллов,
которые, сближаясь Друг с
другом, принимают форму зе-
рен (рис. 26).
Форма, размеры и распо-
ложение зерен металла харак-
теризуют внутреннее его строе-
ние, называемое структурой.
Структура в значительной сте-
пени влияет на свойства ме-
таллов: чем мельче зерно • ме
талла, тем выше его прочность.
На структуру металла, а сле-
довательно, на его свойства
оказывают влияние химнче-
Рис. 26. Схема образования и роста
кристаллов металла:
а — зарождение кристаллов, б, в, г, д —
рост кристаллов, е — границы зерен метал-
ла
ский состав, скорость кристаллизации и другие условия, связан-
иые с процессом охлаждения отливки. Так, при литье в метал-
лические формы (кокили) плотность металла всегда оказывается
выше, чем при литье в песчаные формы, так как они обеспечи-
вают более быстрое охлаждение отливки.
В производственных условиях структуру сплава определяют-
в специальной металлографической лаборатории, где из отлив-
ки приготовляют шлиф. Для этого вырезают кусочек сплава я
одну из его поверхностей отшлифовывают до зеркального блеска,
а затем обрабатывают (травят) растворами кислот. Неодина
ковое окрашивание при травлении различных составляющие
•сплава дает возможность с помощью микроскопа рассмотрев
и определить его структуру.
Внутреннее строение металла, рассматриваемое с помощью
микроскопа, принято называть микроструктурой, а структуру
иди излом металла, видимые невооруженным глазом, — мак-
роструктурой.
Структурные составляющие чугуна и стали. Наиболее рас-
пространенные литейные материалы — чугун и сталь — являют-
ся сплавами железа с углеродом, а также с такими примесями,
как марганец, кремний, сера, фосфор и др. Различие в струк-
Рис. 27. Схемы структур серого и белого чугуна:
а — ферритный серый чугун, б — перлитно-ферритный серый
чугун, в — перлитный серый чугун, г — перлитно-ферритный
высокопрочный серый чугун, д — перлитный высокопрочный
серый чугун, е —белый чугун;
1 — пластинчатый графит, 2 — феррит, 3 — перлит, 4 — шаро-
видный графит, 5 — цементит
туре и свойствах чугуна и стали объясняется разным содержа-
нием в них углерода: в стали его менее 2%, а в чугуне 2,6—
3,5%. В сером чугуне углерод может находиться в двух состоя-
ниях: в виде свободного углерода (графита) и в виде химиче-
ского соединения с железом, называемого цементитом. В стали
углерод может находиться только в виде цементита.
Прн рассмотрении структур различных чугунов и сталей под
микроскопом можно обнаружить следующие структурные соста-
вляющие.
Графит — свободный углерод. Присутствуя в обыкновен-
ном сером чугуне (рис. 27, а, б, в) в виде пластиночек, графит
как бы разделяет основную металлическую массу и тем самым
Резко снижает ее прочность и пластичность, так как сам обла-
дает крайне малой прочностью. В высокопрочном сером чугуне
(Рис. 27, г, д) графит имеет округлую (шаровидную) форму.
Шаровидный графит в меньшей степени нарушает сплошность
46
47
основной структуры металла, вследствие чего резко повышается
его прочность и пластичность.
Феррит — почти чистое железо, в котором углерод рас-
творяется в очень незначительном количестве (до 0,04%). По
этой причине феррит обладает большой вязкостью и низкой
прочностью, плохо сопротивляется износу.
Цементит — химическое соединение 6,67% углерода с
93,33% железа. Обладает большой твердостью и хрупкостью.
Присутствуя в большом количестве в белом чугуие (рис. 27, о),
цементит делает его хрупким, не поддающимся механической
обработке.
Перлит содержит 0,83% углерода и 99,17% железа и яв-
ляется основой высококачественных сериях чугунов и сталей.
Перлит состоит из очень тонких, чередующихся между собой
пластиночек цементита и феррита. 'Сочетая в себе свойства мяг-
кого феррита и очень хрупкого цементита, перлит обладает вы-
сокими показателями прочности, твердости и вязкости.
Путем сочетания указанных выше структурных составляю-
щих можно получать чугуны и стали с различными свойствами.
Понятие о термической обработке сплавов. Под термической
обработкой понимаются процессы нагрева .и охлаждения, осуще-
ствляемые для улучшения физических, механических и техно-
логических свойств сплава или изделия. В зависимости от темпе-
ратурных режимов термическая обработка подразделяется на
отдельные самостоятельные операции: отжиг, нормализацию,
закалку и отпуск.
'Отжиг применяется для' измельчения зерна, улучшения
механических свойств и обрабатываемости сплава, а также уни-
чтожения в нем внутренних напряжений. Полным отжигом
называется нагрев сплава до температуры структурных пре-
вращений \ выдержка при этой температуре и последующее мед-
ленное охлаждение, которое обычно производится вместе с ох-
лаждающейся печью. Отжиг измельчает и выравнивает зерно
сплава по размеру, что приводит к повышению механических
свойств изделия.
Нормализация представляет собой операцию, подобную
отжигу, но с более быстрым охлаждением изделия, которое
обычно производится на воздухе. Вследствие этого изделие при-
обретает более .высокую твердость, чем при отжиге.
Закалка применяется для повышения прочности конструк-
ционных материалов, например углеродистой (содержащей
0,3—0,8% углерода) стали, а также увеличения твердости и ре-
1 Температуры структурных превращений для углеродистых сталей при
отжиге и закалке колеблются чаще .всего в .пределах 740—840° и обуславли-
ваются химическим составом (содержанием главным образом в стали угле-
рода) .
48
жущей способности инструментальных сталей. При закалке
изделие нагревают до температуры структурных превращений,
выдерживают при этой температуре, а затем быстро опускают
в воду или другой охладитель.
Отпуск применяется для уменьшения внутренних напря-
жений и хрупкости, а также повышения механических свойств
стали, ранее подвергнутой закалке. При отпуске закаленное из-
делие нагревают до невысокой (для сталей .не .выше 6'50°) тем-
пературы, выдерживают при этой температуре, а затем медленно
охлаждают на спокойном воздухе .или <в вание с маслом.
Применяя ту или иную операцию термической обработки,
изменяют структуру сплава в нужном направлении, что дает
возможность получить требуемые свойства деталей машин.
§ 13.	СЕРЫЙ ЧУГУН
Серый чугун получают на металлургических заводах в домен-
ных печах, а затем в виде слитков — чушек доставляют в литей-
ные цехи машиностроительных заводов.
Используемый в литейных цехах серый чугун представляет
собой сплав железа с углеродом, в котором содержится 3,0—
3,5% углерода; 1,8—2,6% кремния; 0,'5—0,8% марганца; до
0,0% фосфора и до 0,1.2% серы.
Серый чугун широко применяется в машиностроении, так
как дешев, хорошо обрабатывается режущим инструментом, >
имеет высокие литейные и механические свойства (табл. 3). Од-
нако он имеет низкую вязкость, потому отлитые из него детали
не должны подвергаться значительному ударному воздействию.
Механическая прочность серого чугуна в огромной степени зави-
сит от формы, величины и распределения графитовых включе-
ний, а также от прочности основной металлической массы.
Ферритный серый чугун (см. рис. 27, а) состоит из
очень вязкой основы феррита и крупных пластинок графита, что
обуславливает его низкую прочность и высокую степень износа.
В связи с этим такой чугун применяется для производства неот-
ветственных отливок.
Перлитно-ферритный серый чугун (см. рис..
27, б) состоит из перлита, феррита и графита. Этот чугун обла-
дает умеренно высокой прочностью, меньшей стоимостью по
•сравнению с перлитным серым чугуном и потому нашел широ-
кое применение в машиностроении.
Перлитный серый чугун (см. рис. 27, в) обладает
высокой прочностью, умеренной твердостью, хорошо обраба-
тывается резцом. Высокая его прочность обуславливается при-
сутствием перлита и мелких пластинок графита, а вязкость и хо-
рошая обрабатываемость — тем, что цементит находится ие в
свободном состоянии, как в белом чугуне (см. рис. 27, е), а
49
1 В марках буква С означает серый, Ч — чугун, две первые цифры—предел прочности при растяжении, а вторые две цифры — при
и З1'и бе (кгс1мм1)
50
входит в состав перлита, где он находится в сочетании с вязким
ферритом. Так как перлитный чугун дорог, то идет исключи-
тельно на получение ответственных литых деталей машин.
Высокопрочный серый чугун сочетает в себе вы-
сокопрочную перлитную (см. рис. 27, д) .или более вязкую фер-
ритно-перлитную основу (см. рис. 27, г) и наиболее выгодную
(шаровидную) форму графита. Это обуславливает высокие по-
казатели его механических свойств, что позволяет из такого
чугуна во многих случаях получать самые ответственные детали
машин, которые обычно производят .из стали, и, таким образом,
снижать себестоимость и трудоемкость их изготовления. ч
Влияние отдельных элементов на свойства серого чугуна.
Различные элементы по-разиому влияют на свойства чугуиа.
К р е м и и й способствует выделению углерода в виде графи-
та, что улучшает обрабатываемость отливок. Кроме того, он
улучшает литейные свойства чугуна (увеличивает жидкотеку-
честь и уменьшает усадку).
Марганец препятствует выделению углерода в виде гра-
фита и, таким образом, способствует образованию цементита.
Присутствуя в чугуне в небольшом количестве (до 1%), марга-
нец повышает прочность чугуна, частично нейтрализует вредное
влияние серы и способствует удалению окислов, ухудшающих
качество сплава.
Фосфор понижает механические свойства чугуна, придает
отливкам хладноломкость (хрупкость после остывания) и, таким
образом, является вредной примесью. Наряду с этим фосфор
повышает жидкотекучесть расплавленного чугуна, т. е. является
полезной примесью в чугуне, предназначенном для художествен-
ного литья, от которого не требуются высокие механические
свойства.
Сера является вредной примесью, так как ухудшает литей-
ные свойства чугуна: увеличивает усадку, вызывает краснолом-
кость (образование трещин в остывающих отливках), склонность
к отбелу (образованию цементита), понижает жидкотекучесть.
Плавка серого чугуна. Она осуществляется главным образом
в шахтных печах, которые называются вагранками. Различают
ваграики с копильником (для одновременного получения боль-
шого количества металла) и без копильника (для получения
более горячего чугуна в меньших количествах).
Схема вагранки представлена на рис. 28. Кожух вагранки
10, изготовленный из листового железа, выложен внутри огне-
упорным шамотным кирпичом 9. Между кожухом и огнеупор-
ным кирпичом оставляется зазор размером 20—50 мм, который
засыпают песком. Кожух ваграики установлен на массивной
стальной подовой плите 5, имеющей посредине отверстие, рав-
ное внутреннему диаметру вагранки. Это отверстие закрывается
дверцами 2, снабженными специальным запорным устройством.
51
Подовая плита опирается на четыре чугунные колонны 4, уста
новленные на фундаменте. Дно 6 вагранки, называемое ле-
щадью, набивают формовочной смесью. В нижней части вагран-
ки у лещади делают отверстие (летку)
Рис. 28. Схема устройства вагранки с копиль-
ником
1 для выпуска чугуна,
который выливается в
копильник 18, а затем
через летку 19 и же-
лоб 20 в ковш. Для вы-
пуска шлака в копиль-
нике предусмотрена
летка 21. Через спе-
циальные трубы 8, на-
зываемые фурмами, в
вагранку через окна 7
поступает воздух, на-
гнетаемый вентилято-
ром в фурменную ко-
робку. Завалка исход-
ных материалов в ва-
гранку производится с
колошниковой площа-
ди через загрузочное
окно 12 бадьей 15. От-
ходящие при плавке
металла газы удаляют-
ся через верхнюю часть
шахты 14, после чего
попадают в искроуло-
витель 13. Для сохра-
нения футеровки ва-
гранки от ударов за-
гружаемой шихтой ее
верхнюю часть выкла-
дывают чугунными пу-
стотелыми кирпича-
ми 11.
Современные ва-
гранки имеют два или
три ряда фурм, кото-
рые располагаются в
шахматном порядке.
Диаметр вагранки устанавливается в зависимости от потребно-
го количества металла и колеблется в пределах от 700 до 2300 мм.
Производительность промышленных вагранок составляет 0,5—
30 т чугуна в час. Вновь сооруженную или отремонтированную
вагранку тщательно просушивают, после чего в нее загружают
слой кокса 3 высотой 500—1500 мм, который называется холо-
52
стой колошей. Ее применяют для разогрева вагранки и поддер-
жания расплавляемых материалов в зоне наиболее высоких
температур, что способствует ускорению процессов плавки. Пос-
ле разогрева кокса холостой колоши на него загружают рабо-
чую коксовую колошу 17, флюс и первую порцию металлической
шихты 16. Таким образом, загрузка происходит слоями: кокс —
флюс — металл и т. д.
iB современных литейных цехах загрузка шихтовых материа-
лов в вагранки осуществляется механизированным способом —
с помощью скиповых подъемников (рис. 29). При составлении
металлической шихты могут использоваться штыковой (чушко-
вый) чугун разных марок, чугунный и стальной лом, оборотный
металл (литники,сплески, брак), а также различные присадки —
чаще всего железоуглеродистые сплавы с высоким содержанием
кремния (ферросилиций) или марганца (ферромарганец). При
получении высококачественных чугунов в шихту вводят специ-
альные легированные (с содержанием никеля и хрома) чугу-
ны. В качестве топлива при плавке чугуна в вагранках обычно
используют кокс. Для понижения температуры плавления не-
металлических включений и перевода в шлак золы, песка, а
также вредных (сера) и посторонних примесей в вагранку вво-
дят флюсы. В качестве флюса широко применяют известняк, а
также основной мартеновский шлак и плавиковый шпат.
После загрузки фурмы открывают и включают вентиляторы
для подачи дутья (воздуха, необходимого для горения топлива),
а чугунную летку оставляют открытой до тех пор, пока не по-
явятся первые капл-и расплавленного чугуна. В плавильном по-
ясе чугун и шлаки расплавляются и стекают в гори вагранки.
Образующиеся при этом газы поднимаются вверх и по пути
своим теплом нагревают металлическую шихту, флюсы и топли-
во, а затем уходят в трубу. В процессе плавки загружаемая в
вагранку шихта расплавляется, а уровень завалки опускается,
в связи с чем в иее через определенный промежуток времени
вводят новые порции шихтовых материалов, при этом жидкий
чугун скапливается в горне вагранки, а имеющий более низкий
удельный вес шлак располагается на поверхности чугуна. По
мере накопления шлак выпускают через шлаковую летку, после
чего через чугунную летку чугун сливается по желобу в ковш.
Для выпуска чугуна закрытое глиняной пробкой отверстие лет-
ки пробивается железным ломиком; после выпуска чугуна его
вновь заделывают пробкой, сделанной из смеси огнеупорной
глины с кварцевым песком. После окончания плавки из вагран-
ки удаляют остатки шлака и металла -через крышку в днище.
Чугун выпускают из ваграики при температуре 1400—1420° С.
С целью повышения производительности вагранок и повышения
температуры чугуна используется подогрев дутья или обогаще-
ние его кислородом.
53
Повышение.механических свойств серого чугуна. Расплавлен-
ный серый чугун подвергают модифицированию, которое заклю-
чается в обработке расплавленного чугуна модификаторами:
ферросилицием, магнием, церием или их сплавами. Мелкие зер-
на ферросилиция (в количестве- 0,1—0,6% от веса обрабатывае-
Рис. 29. Скиповой подъемник для загрузки шихты в вагранку:
1 — раздаточные закрома. 2 — весовая электротележка, 3 — рольганги
для подачи и возврата бадей. 4 — передаточная тележка, 5 — бадья
для шихты, 6 — стальная конструкция подъемника, 7 — опорная вилка
для бадьи, 8 — вагранка, 9 — электролебедка
54
мого сплава) ссыпаются из вибрирующего совка на желоб, по
которому течет из вагранки расплавленный чугун. Модифици-
рование ферросилицием способствует измельчению включений
графита, благодаря чему повышается прочность чугуна. Магний
и его сплавы из-за быстрого воспламенения под воздействием
тепла расплавленного сплава обычно вводят в чугун с помощью
Рис. 30. Специальный ковш .с графитовым тиглем для введения магния:
1 — корпус ковша, 2 — камера, 3 — графитовый тигель, 4 — барашек, 5 — откидной
болт, 6 — асбестовая прокладка, 7 — съемная крышка, 8 — нажимной винт, 9 — откид-
ная крышка, 10 — съемная крышка, 11 — асбестовая прокладка, 12 — тяга траверсы,
13 — траверса, 14 — скоба
специальных поворотных ковшей (рис. 30). Их помещают в гра-
фитовый тигель (рис. 30, а), который после поворота ковша
(рис. 30, б) подвергается воздействию расплавленного чугуна.
В этом положении магний реагирует с чугуном. Модифициро-
вание магнием, церием и их сплавами дает возможность полу-
чать высокопрочный чугун с шаровидным графитом, прочность
которого при растяжении достигает 60—.80 кгс!мм2, а относи-
тельное удлинение — до 10%. Такой чугун может во многих слу-
чаях заменить более дорогую и характеризующуюся низкими
литейными свойствами сталь.
§ 14.	КОВКИЙ ЧУГУН
Ковкий чугун представляет собой сплав железа с углеродом,
в котором содержится 2,6—;2,8% углерода, 1,1—1,3% кремния,
0,4—0,6% марганца, до 0,2% фосфора и до 0,1% серы. По
сравнению с серым чугуном ковкий чугун более вязок и пласти-
чен, поэтому с успехом используется для изготовления деталей,
испытывающих ударные нагрузки.
55
Производство отливок из ковкого чугуна более сложно и
длительно, чем из серого. В .вагранке получить чугун с содер-
жанием углерода менее 3% 'очень трудно и плавку обычно
проводят /последовательно в двух печах. Такая плавка назы-
вается дуплекс-процессом. Шихту расплавляют в вагранке, а по-
лученный из нее жидкий металл /переливают в дуговую электри-
Рис. '31. Микроструктура ковкого
чугуна .при ее увеличении под ми-
кроскопом в '100 .раз:
1 — углерод отжига, 2 — феррит
ческую печь и уже там пере-
гревают его до нужной темпе-
ратуры, доводя до требуемого
химического состава. Получен-
ный чугун разливают в песча-
ные формы. Благодаря низко-
му содержанию кремния и уг-
лерода полученный дуплекс-
процессом чугун затвердевает
в формах с образованием пер-
литно-цементитной структуры
в виде так называемого белого
чугуна (см. рис. 27, е). После
выбивки из форм и очистки от-
ливки подвергают отжигу при
температуре 900—1000° С в
специальных томильных печах в течение 30 ч. При отжиге цемен-
тит белого чугуна разлагается на феррит и свободный углерод
отжига, в результате чего исчезает свойственная белому чугуну
хрупкость и появляются пластические свойства. При распаде
цементита объем чугуна несколько увеличивается, отчего отлив-
ки во время отжига деформируются (коробятся). Если короб-
ление достигает значительной величины, то отливки для .восста-
новления .их правильной формы -правят под прессом или молотом.
На рис. 31 показана схема структуры наиболее распростра-
ненного ферритного ковкого чугуна, который характеризуется
темным цветом излома и используется для производства отдель-
ных деталей 'сельскохозяйственных машин, ответственных авто-
мобильных деталей, деталей тормозов и т. д. Марки и механиче-
ские свойства ковкого чугуна приведены в табл. 4.
§ 15.	СТАЛИ ДЛЯ ФАСОННОГО ЛИТЬЯ
На металлургических заводах сталь получают переплавкой
белого чугуна в мартеновских печах, конверторах • и электриче-
ских дуговых печах (см. рис. 33). (Процесс сводится к снижению
в сплаве содержания углерода, примесей марганца, кремния,
фосфора и серы.
56
Таблица 4
Ковкие чугуны для отливок
(ГОСТ 11215—59)
Марка чугуна	Предел прочности при растя- жении ав, кгс/мм2	Относи- тельное удлинение	Твердость по Бринеллю НВ, кгс!ммг	Примерное назначение чугуна
	не менее		не более	
КЧ 30-6	30	6	163	Фитинги, вентили, де- тали сельскохозяйствен- ных машин, корпуса пневматических инстру- ментов, детали оптиче- ских приборов и т. п.
КЧ 33-8	33	8	163	Детали тормозов, хо- муты, педали, колодки, ключи и т. д.
КЧ 35-10	35	10	163	Катки, рычаги, колеса, картеры
КЧ 37-12	37	12	163	Ответственные дета- ли автомобилей: задний мост, ступицы, крон- штейны и т. д.
КЧ 45-6	45	6	241	Различные	отливки для	машиностроения: зубчатые колеса, червяч- ные колеса, поршни и т. д.
КЧ 50-4	50	4	241	
КЧ 56-4	56	4	269	
КЧ 60-3	60	3	269	Износостойкие дета- ли: звенья цепей, банко- броши, подшипники, зуб- чатые колеса и т. Д.
КЧ 63-2	63	2 1	269	
Пр и м е ч а н и е. В обозначении марок чугуна буква К означает ков-
кий, Ч — чугун, первые две цифры — предел прочности при растяжении, а
вторые — относительное удлинение.
Углеродистая сталь, используемая в литейных цехах для фа-
сонного литья, представляет собой сплав железа с углеродом,
В ней содержится 0,12—0,6% углерода, 0,2—0,5% кремния,
0,5—0,8%) марганца, до 0,05% фосфора и до 0,05% серы. Сталь
имеет более высокие механические свойства, чем серый и ковкий
чугун, и потому применяется для производства различных ответ-
ственных деталей. Структура литой углеродистой стали (рис.
32) состоит из феррита .и перлита. Чем выше в стали содержание
57
углерода, тем больше в ней перлита и меньше феррита, тем вы-
ше механическая прочность и ниже вязкость стали. Марки и
свойства сталей, широко используемых для фасонного литья,
приводятся в табл. 5.
Литая углеродистая сталь имеет довольно крупные зерна, в
связи с чем отливки после выбивки и очистки подвергают отжи-
Феррит
В)
гу при температуре
800—900° С для измель-
чения зерна, повыше-
ния прочности, а также
снижения внутренних
напряжений. Литейные
свойства стали ниже,
чем у серого чугуна, и
потому из нее труднее
получить качественное
литье. Усадка стали
вдвое больше усадки
серого чугуна, а поэто-
му стальные отливки
при затвердевании
склонны к образованию
усадочных раковин и
трещин.
Специальные леги-
рованные стали (табл.
6) отличаются высоким
Рис. 32. Схемы микроструктур железа содержанием легиру-
и (стали, увеличенные в 300 раз:	ЮЩИХ элементов И ПО-
а—железо, б, в и г—сталь с содер-	ЭТОМУ облЭДЗЮТ OCO-
жанием 0,3; 0,5 и 0,8% углерода '	быМИ фИЗИКО-ХИМИЧе-
скими и эксплуатаци-
онными свойствами. Марка указывает на химический состав
стали: буквы — на входящие легирующие элементы (X — хром,
Н — никель, Т — титан, М — молибден, С — кремний, Г — мар-
ганец), помещенные за буквами цифры — на содержание этих
элементов, а буква Л — назначение стали (литье).
Нержавеющие стали марок .1Х13Л, Х18Н9ТЛ, Х.18Н12МЗТЛ
не окисляются на воздухе, их не разъедают «кислоты и растворы
солей. Антикоррозийные свойства нержавеющих сталей объяс-
няются влиянием хрома и никеля, а также улучшением структу-
ры стали и ее свойств при термической обработке.
Жароупорные стали марок Х24Н12СЛ и Х.15Н‘60Л обладают
способностью сохранять высокие механические свойства при
воздействии высоких температур (650—1000°С). Жаропрочность
в сталях обеспечивается комплексным влиянием таких элемен-
тов, как хром, кремний, никель и др. Жаропрочные стали ис-
58
Таблица 5
Углеродистые стали для фасонного литья
(ГОСТ 977—58)
1рка стали	 1 держание угле- да, %	Предел текучести а , кгс!мя? о	Предел прочно- сти при растя- жении СТц, кгс!мм2	Относительное удлинение Б, %	Ударная вяз- кость а„, к кге • м!см2	Примерное назначение стали
	® О.	не менее				
15Л	0,12—0,20	20	40	24	О	Несложные литые ча- сти в сварно-литых кон- струкциях
20Л -	0,17—0,25	22	42	22	О	Несложные массивные отливки типа шаботов
25Л	0,22—0,30	24	45	19	4	Арматура, цилиндры, турбинные детали
ЗОЛ	0,27—0,35	26	48	17	3,5	Балансиры,	рычаги, станины прокатных ста- нов, корпуса машин
35Л	0,32—0,40	28	50	15	3,5	
40Л	0,37—0,45	30	53	14	3	
45Л	0,42—0,50	32	55	12	3 V	Зубчатые венцы колес, зубчатые колеса, катки
50Л 55Л	0,47—0,55 0,52—0,60	34 35	58 60	11 10	2,5 2,5	Барабаны, зубчатые венцы, прокатные валки, муфты
Примечания,	*
1. Первые две цифры марок указывают на среднее содержание углерода в процен-
тах, а буква Л — ее назначение (литье).
2. Значения механических свойств даны после отжига или нормализации с высоким
отпуском.
пользуют, например, при производстве лопаток газовых турбин
и клапанов двигателей внутреннего сгорания.
Сталь Г13 содержит 1—1,3% углерода, 11—14% марганца и
после термической обработки (закалки и отпуска) обладает вы-
сокой износостойкостью. Сопротивление износу и вязкость ста-
ли Г13 усиливается после обработки давлением.
Плавка стали для фасонного литья чаще всего производится
в дуговых и высокочастотных индукционных электрических пе-
59
Таблица 6
Высоколегированные стали для фасонных отливок (ГОСТ 2176—57)					
Марка стали	Механические свойства (наименьшие значения)				Примерное назначение стали
	предел теку- чести а , KZCjMM2	предел прочности о- кгс/мм2	относительное удлинение 3, %	ударная вяз- кость я , кгс  м [см2	
1Х13Л	40	56	20	8	Детали, работающие в среде атмо- сферы, пара, морской воды и т. д. при ударных нагрузках (турбинные лопатки и др.).
Х18Н9ТЛ	20	45	25	10	Арматура для нефтеперерабатыва- ющих и других установок, жаропроч- ные детали (до 600°С); травильные установки и т. д.
Х18Н12МЗТЛ	22	50	30	10	Детали, работающие в сернистой, кипящей фосфорной и других кисло- тах, жаропрочные детали {до 800° С)
Х24Н12СЛ	25	50	20	Не огра- ни ч и- вает- ся	Детали, работающие <в условиях высокой температуры и давления, в том числе жаропрочные и окалино- стойкие (до 1000° С), -кислотостойкие детали
Х15Н60Л Г13Л	Устанавливается спе- циальными техничес- кими условиями				Жаропрочные (до 1000° С) и ока- линостойкие детали, работающие под нагрузкой, детали, работающие в ус- ловиях ударных нагрузок и абразив- ного износа (щеки дробилок, зубья ковшей экскаваторов, траки, трам- вайные стрелки и т. д.)
Примечание.
Значения механических свойств приведены после термической обработки.
чах. На рис. 33 показана схема дуговой электрической печи, ис-
точником тепла которой 'служит электрическая дуга, возникаю-
щая между расплавляемым металлом и тремя графитовыми
электродами, по которым подается электрический ток. Емкость
применяемых в литейных цехах печей обычно составляет 3—10 т.
Длительность плавки (на твердой завалке) 1,5—4 ч. Приготов-
ленный металл выливается при наклоне печи при помощи специ-
ального -механизма.
60
Рис. 33. Дуговая электрическая печь для плавки -стали и чугуна:
/ электрод, 2 стойка, 3—шины, 4—каретка, 5—электроде держатель, 6—холодильник,
стальной трос, 8 — механизм передвижения электрода, 9 “ стальной кожух, 10 — на-
живная или наварная часть футеровки печи, 11 — выпускное отверстие, 12 — опора для
сектора наклона печи, 13 — сектор наклона печи, 14— шарнирно укрепленная гайка
механизма наклона печи, 15 — стальной каркас свода, 16 — рабочая площадка для обслу-
живания электрододержатслей и поддержания холодильников, 17 — загрузочное окно,
8 ‘ шпиндель механизма наклона печи, 19 — электродвигатель механизма наклона печи
Индукционные печи (рис. 34) обычно применяются при плав-
ке легированных сталей. Установленный в текстолитовые стойки
тигель 1 печи выкладывается из фасонного огнеупорного кирпи-
ча, а затем покрывается футеровкой из кварцита или магнезита.
Индуктор 2, выполненный в виде полой охлаждаемой водой мед-
ной трубки, обвивает корпус тигля; во избежание короткого за-
мыкания между его витками устанавливаются .прокладки из ди-
электрика. Тигель помещается в каркас из немагнитной стали.
Рис. 34. Индукцион-
ная печь без стально-
го сердечника
Подвод тока осуществляется . по шинам.
При наклоне печи с помощью специального
механизма приготовленный сплав 3 через
горловину выливается в ковш.
Принцип действия индукционной бессер-
дечниковой высокочастотной печи основан
на возникновении переменного магнитного
поля, которое создает пропускаемый по вит-
кам индуктора переменный ток повышенной
частоты. Часть магнитных силовых линий
этого поля пронизывает заключенный в тиг-
ле металл, вследствие чего в нем индукти-
руется^ электродвижущая сила, создающая
вихревые токи, нагревающие и расплавляю-
щие шихту. Емкость высокочастотных печей
составляет от нескольких килограммов до 4 т.
Особое преимущество плавки в дуговых и индукционных пе-
чах заключается в отсутствии окисления расплавляемой шихты,
что обеспечивает получение стали наивысшего качества.
§ 16. МЕДНЫЕ СПЛАВЫ
К медным сплавам относятся бронзы и латуни.
Бронзы (табл. 7) —сплавы -меди с 5—13% олова (оловя-
нистые), а также с алюминием, свинцом, марганцем и другими
элементами (специальные). Оловянистые бронзы обладают хоро-
шими литейными свойствами, но низкой прочностью при повы-
шенных температурах и склонностью к усадочной пористости
в толстых сечениях. Безоловянистые бронзы имеют большую
усадку, склонность к образованию на поверхности сплава окис-
ных пленок, что обуславливает неплотность отливок из-за обра-
зования усадочных раковин и неслитин. Эти недостатки прихо-
дится учитывать при получении отливок, применяя такие меро-
приятия, как раскисление и рафинирование сплавов, применение
прибылей и др.
Латуни (табл. 8)—сплавы меди с 15—45% цинка, в ко-
торые могут входить свинец, олово и другие металлы. Латуни
обладают хорошими литейными и антикоррозийными свойсТ’
вами.
62
Таблица 7
Литейные бронзы
(ГО.СТ 613—50, 493—54)
Марка бронзы	1 Предел прочности при растя- жении ? в? KZCjMM*	Относи- тельное удлинение о, %	Твердость по Бринеллю НВ, KZCjMM2	Примерное назначение бронз /
Бр.ОЦС 3-7-5	18 (21)	8 (5)	60	Арматура для морской воды, а также для пара (давление до 25 ат)
Бр.ОЦС 3-12-5	18 (21)	8 (5)	60	Арматура для пресной воды •и пара (давление до 25 ат)
Бр.ОЦС 5-5-5	15 (18)	6 (4)	60	Антифрикционные (работа- ющие в условиях трения) де- тали
Бр.АМц 9-2Л	(40)	(20)	 (80)	Арматура, втулки, вклады- ши, зубчатые колеса
Бр.АЖ 9-4Л	40 (50)	10 (12)	100	Подшипники, корпуса насо- сов, гайки, сальники
Бр.АЖМц 10-3-1,5	(50)	(12)	((120)	Червячные венцы, подшипни- ки, втулки, зубчатые колеса
Бр.АЖН 10-4-4Л Г	(60)	(5)	(170)	Корпуса арматуры повышен- ного давления, натруженные де- тали различного назначения
Примечав и е.
Показатели, приведенные без скобок,— для литья в песчаные формы, а в скобках —
для литья в металлические формы.
Таблица 8
Литейные латуни
(ГОСТ 1019—47)
Марка латуни	Предел прочности при растя- жении сг кгс.'мм2 не м	Относи- тельное удлинение о, % енее	Примерное назначение латуней
ЛА 67-2,5	30 (40)	12 (5) ,	Коррозийностойкие детали в мор- ском и общем машиностроении
ЛАЖМц 66-6-3-2	60 (65)	7 (7)	Гайки нажимных винтов, червячные винты и другие детали, работающие в условиях больших нагрузок.
63
Продолжение табл. 8
Марка латуни	Предел прочности при растя- жении кгс/мм2.	Относи- тельное удлинение о, %	Примерное назначение латуней
	не менее		
ЛК 80-ЗЛ	25 (30)	10 (15)	Арматура и детали, работающие в морской воде, зубчатые колеса
Л КС 80-3-3	25 (30)	7 (15)	Втулки, 'подшипники, сальники
ЛМцС 58-2-2	25 (35)	10 (8)	Подшипники, втулки и .другие ан- тифрикционные детали, в том числе армировка вагонных подшипников
ЛМцЖ 55-3-1	45 (50)	15 (10)	Арматура для морского судострое- ния (до 300°С), массивные детали, в том числе гребные -винты и лопасти
ЛС 59-1Л (центробежное литье)	20	20	Втулки для шарикоподшипников, детали, отлитые под давлением
Примечание.
Показатели без скобок — для литья в песчаные формы, а в скобках — для литья в
металлические формы.
\
Марки бронз обозначают ‘буквами Бр., после которых ставят
одну или несколько букв, указывающих на главнейшие сплавляе-
мые с медью элементы (О — олово, Ц — цинк, С — свинец, А —
алюминий, Мц — марганец, Ж — железо, Н— никель). Процен-
тное содержание этих элементов указывают цифры, помещае-
мые после букв в той же последовательности.
Латуни маркируются буквой Л, за которой следуют цифры,
указывающие на среднее процентное содержание меди, при этом
содержание цинка — остальное (до 100%). Если в латунь, кро-
ме меди и цинка, входят другие элементы, то в марки входят
буквы, обозначающие название этих элементов (А—.алюминий,
К — кремний, Ж — железо и др.), среднее содержание которых
указывается цифрами, помещенными после первых двух цифр,
указывающих на содержащие меди.
Плавка медных сплавов. Химический состав, механические
свойства и назначение медных сплавов регламентируются ГОСТ.
613—30, 493—54, 1019—47 и др. Плавка производится в пламен-
ных и индукционных печах промышленной частоты с железным
сердечником, а также дуговых однофазных электропечах типа
ДМК (рис. 35). Печь состоит из стального барабанного кожуха
64
1, вращающегося на ободах в роликах 4. Внутри кожух выло-
жен огнеупорной футеровкой 2 из шамотного или динасового
кирпича. Между кожухом и футеровкой устраивается тепловая
изоляция в виде засыпки из диатомита. С торцовых стенок в печь
вводятся графитовые электроды 3, закрепляемые в водоохлаж-
даемых бронзовых держателях. Печь загружается шихтой через
окно 5, предусмотренное в цилиндрической стенке, которое одно-
временно служит для выпу-
ска приготовленного справа.
Для плавки шихты исполь-
зуется тепло электрической
дуги, возникающей между
электродами при пропуска-
нии через них тока. Регули-
ровка дуги осуществляется
передвижением электродов
с помощью щтурвала.
Печи типа ДМК изготов-
ляются емкостью 100, 250,
500 и 1000 кг. При длитель-
ности плавки, составляющей
Рис. 35. Дуговая печь ДМК с независи-
мым горением электрической дуги
печей колеблется в пределах 125—700 кг/ч.
30—60 мин, производительность
§ 17.	АЛЮМИНИЕВЫЕ СПЛАВЫ
Алюминиевые литейные сплавы отличаются легкостью, хоро-
шими литейными свойствами и довольно высокой прочностью,
определяющей использование их для отливок ответственных де-
талей — сложных и крупных авиационных моторов, блоков авто-
мобилей и др.
- В зависимости от химического состава алюминиевые литей-
ные сплавы (табл. 9) делятся на пятр групп.
|! А л ю м и н и е в о - к р е м н и с т ы е сплавы, или силумины,
имеют марки АЛ2, АЛ4, АЛ4В, АЛ9 и АЛ9В; в них (за исключе-
нием АЛ2) содержится 6—13% кремния и 0,2—0,5% магния.
Силумины обладают очень хорошими литейными свойствами, но
для получения мелкозернистого строения нуждаются в модифи-
цировании, которое производится или металлическим натрием
(в количестве 0,1% от веса сплава), или смесью хлористых и
фтористых солей натрия и калия (2—2,5% от веса сплава).
Алюминиево-м ед ны е сплавы АЛ7, АЛ7В и АЛЮ
содержат медь в количестве 3—5%. В сплаве АЛЮ, кроме того,
содержится 0,6—1,0% марганца и 0,1'5—0,3% титана. После теп-
ловой обработки эти сплавы значительно улучшают свои меха-
нические свойства. Литейные свойства алюминиево-медных спла-
вов заметно хуже, чем силуминов.
3—658
65
Таблица 9
Алюминиевые литейные сплавы
(ГОСТ 2685—63)
Марка сплава	Тепловая обработка	Предел проч- ности при рас- тяжении СТ /	л кгс/ммл	Относительное удлинение 3, %		 . Твердость по Бринеллю НВ, кг с/му2	Примерное назначение сплавов
		не менее			
АЛ2 (модифици- рованный)	Без обра- ботки	15(16)	4(2)	50 (50)	Сложные толстостенные де- тали с повышенной герметич- ностью, работающие при не- больших нагрузках и при тем- пературе не выше 200° С
АЛ4 (модифици- рованный)	Без обра- ботки	15”	2	50	Детали средней нагружен- ности
	! Закалка и полное старение	23 (24)	3(3)	70 (70)	Крупные и средние детали •повышен ной	н а гружен ноет и (картеры, блоки двигателей), работающие при температуре не выше 200° С
АЛИ	Без обра- ботки	20 (25)	2(1,5)	80 (90)	Сложные детали автомобиль- ных и других двигателей, ра- ботающие при температуре не выше 250° С
	Зя. кялкя	20(21)	6(6)	60 (60)	Мелкие детали, требующие повышенной пластичности и хорошей обрабатываемости ре- занием
V	 ' АЛ 7	Закалка и частичное старение	22 (23)	3(3)	70 (70)	Детали повышенной напру- женности, работающие при температуре не выше 200° С
АЛ8	Закалка	29	9	60	Детали, работающие в усло- виях значительных ударных нагрузок; литье под давлени- ем; коррозийностойкие детали
АЛ5	Старение	16(16)	0,5	65 (65)	Детали средней нагруженно- ст.и
	Закалка и частичное старение	20	0,5	70	Крупные детали повышенной нагруженности
АЛ 10В	Без обра- ботки	13(16)	——	80 (80)	Детали повышенной твердо- сти
Примечание.
Показатели, приведенные без скобок,—для литья в песчаные формы, а в скобках —
для литья в металлические формы.
Алюминиево-магниевые сплавы АЛ8, АЛ 13,
АЛ22, АЛ23 и др. содержат 4,5—11,'5% магния, 0,8—1,3% крем-
ния и 0,1—-1,0% марганца. Сплав АЛ8 имеет высокие механиче-
ские свойства, но по своей жидкотекучести значительно уступает
силуминам. Для улучшения механических свойств его обрабаты-
вают в жидком состоянии солями циркония, в результате чего
предел прочности повышается до 41 кгс!мм2, а относительной
удлинение — до 22 %.
Алюминиево-медно-кремнистые сплавы АЛЗ,
АЛЗВ, АЛ5, АЛ6, АЛ 10В, АЛ 14В и АЛ 15В содержат кремния
3—8%, а меди 1—8%. В сплавах АЛЗ, АЛЗВ и АЛ14.В имеется
Рмс. 36. Электрическая печь сопротивления для плавки алюминие-
вых сплавов
примерно по 0,5% магния и марганца; в сплавах АЛ5 и АЛ 10В
содержится такое же количество магния, а в сплаве АЛГ5В —
такое же количество марганца.
Сложный алюминиевый сплав АЛ 1 относится к
жаропрочным сплавам и применяется главным образом для из-
готовления поршней и головок цилиндров двигателей. Он содер-
жит 3,75—4,5% меди, 1,25—1,75% магния и 1,75—2,25% никеля.
После закалки и частичного старения, представляющего собой
небольшую выдержку при температуре 150—180° С, этот сплав
имеет предел прочности при растяжении 21 кгс!мм2, относитель-
ное удлинение 0,5% и твердость по Бринеллю не ниже 95 НВ.
Плавка алюминиевых сплавов. Плавка наиболее часто осу-
ществляется в электрических печах сопротивления (рис. 36).
Шихтовые материалы загружаются в форкамеры 1, облицован-
ные шамотом 4, с электроспиралями 2. Металл стекает в сборник
3 и при наклоне печи с помощью роликов 6 и механизма 7 выли-
вается через желоб 5. Емкость таких печей 0,3—3 т, число плавок
в сутки 4—5. В последние годы для плавки алюминиевых спла-
вов стали применять индукционные печи промышленной час-
тоты.
Учитывая склонность к окислению, а также к растворению
газов и вредных примесей, расплавленные алюминиевые сплавы
3*—658
67
рафинируют хлористыми солями цинка, марганца или алюминия
в количестве 0,15—0,'2% от веса металла. В последнее время для
рафинирования применяют универсальный флюс ВИ-45.
Дегазация алюминиевых сплавов также производится хлори-
рованием (см. рис. 37). По достижении температуры, требуемой
для рафинирования сплава, пускают хлор из баллона при дав-
лении, обеспечивающем достаточно интенсивное прохождение
его через металл. Учитывая вредность хлора для здоровья, этот
процесс ведут при тщательной вентиляции. Длительность рафи-
нирования зависит от качества шихты и режима плавки и состав-
ляет 10—12 мин. Для получения мелкозернистой структуры рас-
плавленный сплав перед заливкой подвергают модифицирова-
нию— обработке солями натрия или специальными флюсами
(ВИ-415 и др.). Кроме того, для повышения прочности получен-
ные алюминиевые отливки подвергают закалке и старению.
§ 18. МАГНИЕВЫЕ СПЛАВЫ
Магниевые сплавы (табл. 10)' являются более легкими, чем
алюминиевые, отличаются высокой прочностью и пластичностью,
легко поддаются механической обработке. Наибольшее примене-
ние магниевые сплавы нашли в авиации, автомобилестроении и
приборостроении.
Сплав МЛ1 содержит 1 —1,5% кремния, МЛ'2—1—2% мар-
ганца, а остальные — представляют собой сплавы магния с алю-
минием (2,5—10,2%), небольшим количеством цинка ('0,2—3%)
и марганца (0,1—0,5%).
Магниевые сплавы с алюминием и цинком (особенно МЛ5)
обладают хорошими свойствами как в литом состоянии, так и
после тепловой обработки, поэтому они широко применяются в
промышленности. Существенным недостатком магниевых спла-
вов является их склонность к окислению при нагревании и спо-
собность воспламеняться при температуре около 600°С, а также
неустойчивость против коррозии на воздухе. Для предупрежде-
ния самовозгорания при плавке поверхность магниевых сплавов
покрывают флюсами, содержащими хлористые и фтористые со-
ли магния, кальция и др. С той же целью при заливке форм
струя магниевого сплава опыливается порошком серы.
Плавка магниевых сплавов. Плавка ведется в тигельных и
отражательных газовых печах, а также индукционных тигель-
ных печах промышленной частоты. Последние обладают высокой
производительностью (200—400 кг/ч), отличаются незначитель-
ным расходом стальных тиглей, так как их наружная поверх-
ность не находится под воздействием раскаленных газов и не
подвергается активному окислению.
68
Магниевые литейные сплавы
Таблица 10
(ГОСТ 2856—55)
Марка сплава	Т епловая обработка	Предел прочно- сти при растяже- нии а , кге/мм2	Относительное удлинение 6, %	Твердость по Бринеллю НВ, кге/мм2	Примерное назначение сплавов
		не менее			
МЛ1	Без обра- ботки	9	2	40	Детали повышенной плотности и несложной конфигурации
МЛ 2	Без обра- ботки	9	3	30	Простые детали повышенной стой- кости против коррозии и подвергаю- щиеся сварке (детали бензомасляной арматуры и т, д.)
МЛЗ	Без обра- ботки	16	6	40 1	Несложные детали повышенной плотности (корпуса помп и насосов, части арматуры и т. д.)
МЛ4	Без обра- ботки	16	3	50	Детали, работающие при безудар- ной нагрузке (части самолетов, дви- гателей, автомобилей, корпуса при- боров и инструментов и т. д.)
	Закалка	22	5	50	
	Закалка и старение	23	2	60	
МЛ5	Без обра- ботки	15	2	50	Высоконагруженные детали само- летов, двигателей и приборов, корпу- са фотокамер, части радиоаппарату- ры и пишущих 'машинок, корпуса пневматических и ручных инструмен- тов и т. д.
	Закалка	22	а	50	
	Закалка и старение	23	2	65	
МЛ6	Без обра- ботки	15	1	50	Средне- и высоконагруженные де- тали различного назначения (корпу- са биноклей и ручных инструментов и т. д.)
	Закалка	22	4	60	
	Закалка и старение	23	1	65	
Для повышения коррозийной стойкости и механических
свойств магниевый сплав МЛ5 обрабатывают в жидком состоя-
нии кальцием и гексахлорэтаном. Учитывая склонность к погло-
щению при плавке водорода, магниевые сплавы подвергают

69
дегазации азотом (рис. 37) или другими инертными газами. Мо-
дифицирование магниевых сплавов углекислым кальцием и маг-
незитом позволяет .измельчать структуру и, таким образом, по-
вышать их механические свойства. Для повышения прочности
обработки маг-
б)
Рис. 37. Схема установки для
ниевых сплавав:
а — азотом: / — баллон с азотом, 2 — редуктор, 3 — ба-
• чок с хлористым кальцием, 4 — предохранительный кла-
пан, 5 — соединительные шланги, 6 — трубка для введе-
ния азота, 7 — жидкий сплав; б — хлором: 1 — ковш, 2 —
вытяжной зонт, 3 — металлическая трубка, 4 — гибкий
шланг, 5 — баллон с хлором, 6 — вытяжная система
при повышенных температурах в магниевые сплавы вводят
небольшие количества циркония, тория и других редких ме-
таллов.
Контрольные вопросы
1. Перечислите основные свойства металлов и йплавов. Дайте их харак-
теристику.
' 2. Укажите свойства серого чугуна и особенности его -плавки в вагранке.
3.	Каковы особенности процесса модифицирования серого чугуна различ-
ными модификаторами? Укажите влияние модифицирования на структуру и
свойства отливок.
4.	Дайте сравнительную характеристику свойств различных литейных
сплавов, укажите область их применения.
5.	Дайте сравнительную характеристику методов плавки различных ли-
тейных сплавов, а также применяемых при этом плавильных печей.
Глава III
Ковши для заливки литейных форм
§ 19.	ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К КОВШАМ
Ковш представляет собой стальной, футерованный внутри
высокоогнеупорным материалом сосуд, предназначенный для
транспортирования расплавленного литейного сплава и его за-
ливки в форму.
Для удобства транспортирования ручные ковши снабжаются
носилками, а более крупные — подвесками и траверсами для
навешивания ковша на крюк электротали, мостового крана или
другого подъемно-транспортного оборудования. Во избежание
опрокидывания заполненного сплавом ковша во время его транс-
портирования на подвесках предусматривают специальные за-
порные устройства — защелки. Чтобы сплав во время транспор-
тирования не охлаждался, ковши снабжаются крышками, кото-
рые футеруются огнеупорным составом.
Для удобства и создания определенного режима заливки к
конструкциям ковшей предъявляются требования, главнейшими
из которых следует считать:
а)	минимальная теплоотдача с поверхности залитого в ковш
сплава;
б)	обеспечение ровной струи заливаемого в форму жидкого
сплава;
в)	создание наименьшей высоты струи (расстояние от носка
ковша до чаши формы) при заливке, при любом расположении
чаши на поверхности формы;
г)	надежное удержание шлака с тем, чтобы он не попадал
в направляемую в форму струю сплава;
д)	легкость наклона и управления ковшом во время заливки
формы.
Для снижения теплоотдачи сплава размеры ковша должны
быть строго регламентированы: высота ковша должна быть рав-
на верхнему диаметру внутреннего конуса футеровки (£>в), ко-
торый является основным размером ковша.
71
Ровная струя заливаемого в форму сплава обеспечивается
устройством в ковшах носика или горловины, а наименьшая вы-
сота струи при заливке — наклоном ковша. Во избежание опро-
кидывания при наклоне разливочные ковши конструируются та-
ким образом<чтобы центр тяжести наполненного ковша находил-
ся ниже (на 30—100 мм) центра осей цапф подвески. С той же
целью наклон = крупных ковшей производится самотормозящим
червячным механизмом, который приводится в действие от руч-
ного маховичка или электромотора. Для надежного удержания
шлака разливочные ковши снабжаются специальными огнеупор-
ными перегородками.
При конструировании ковшей необходимо учитывать тяже-
лые условия их службы. Следует иметь в виду, что выделяемая
сплавом лучистая теплота разрушающе действует на элементы
подвески и детали грузоподъемных устройств, а также на ме-
таллоконструкцию ковша. В связи с этим необходимо обеспе-
чить высокую прочность всех металлических частей ковша, снаб-
дить кожухом (во избежание засорения брызгами металла и
шлака) механизм поворота ковша, защитить крюк, канаты и
цепи грузоподъемных и транспортных механизмов от действия
лучистой теплоты расплавленного сплава стальным щитком с
асбестовой прокладкой.
Прочность ковша в первую очередь зависит от толщины лис-
товой стали, из которой сделан кожух, а также толщины футе-
ровки. Установлено, что толщина стального листа должна быть
раина 0,01 верхнего диаметра ковша (DB). Толщина футеровки
стенок ковша должна соответствовать емкости ковша. Слишком
тонкая футеровка не прочно держится на кожухе и быстро раз-
рушается, а слишком толстая — уменьшает емкость ковша и
трудно просушивается. Для разливки стали в среднем толщина
футеровки стенок составляет 0,07 DB, а дна — 0,1 DB. Футеровка
ковшей для разливки чугуна делается несколько тоньше фу-
теровки ковшей для стали, так как температура расплавлен^
ной стали и ее шлаков много выше, а разъедающее их действие
больше. В связи с этим при одинаковых р-азмерах кожуха ем-
кость ковшей для чугуна почти в 1,5 раза выше емкости ковшей
для стали. Для придания устойчивости футеровке и удобства
очистки ковша от настылей металла, боковые стенки ковшей
делаются с наклоном, равным 3—5°. .При этом нижний диаметр
внутреннего конуса становится равным 0,9 DB. Учитывая, что
верхние слои футеровки ковша находятся в контакте со сплавом
и шлаком меньше времени, чем нижние, они делаются тоньше.
Это позволяет увеличить емкость ковша и снизить расход огне-
упоров. Уменьшение толщины футеровки кверху должно быть
постепенным и равномерным, так как резкие переходы (вслед-
ствие неодинакового нагрева футеровки) могут вызвать появле-
ние в ней трещин.
§ 20.	ТИПЫ И УСТРОЙСТВА ковшей
В последние годы в отечественной промышленности была
проведена нормализация заливочных ковшей. Согласно Всесо-
юзным нормалям машиностроения ковши делятся на ручные,
монорельсовые и крановые.
Ручные ковши. Эти ковши подразделяются на ковши-ложки
и ковши с носилками.
Рис. 38. Ручные ковши:
а, б — ковши-ложки, в, г — ковши с носилками
Ков ши-ложки (табл. 41) изготовляются емкостью 6, 10
и 1!6. кг. Для переноски и заливки одним рабочим они снабжа-
ются односторонней ручкой с кольцом-держателем, которая
может быть съемной (рис. 38, а) или привариваемой к корпусу
ковша (рис. 38, б). Ковш имеет один носок.
Таблица 11
Ручные ковши-ложки
Емкость ковшей, кг	Размеры стального кожуха, мм					Вес ковша с футеров- кой и ручкой, кг	
	диаметр		высота	толщина			
	верхний	нижний		стенки	днища	съемной	приварен- ной
6	130	105	135	2	2	5,97	5,44
10	155	125	170	2	2	7,55	6,93
16	175	135	215	2	2	9,01	8,28
Ковши с носилками (табл. 12) изготовляются емко-
стью 25, 40 и 60 кг. Они подразделяются на ковши с одним и
двумя носками. Носилки делаются съемными двусторонними с
73
кольцом, охватывающим корпус ковша. Различают носилки с
жестким креплением ручек (рис. 38, в) и с поворотной ручкой
(рис. 38, а).
•»	Таблица 12
Ручные ковши
Емкость ковшей, кг	Размеры стального кожуха, мм					Вес ковша с футеровкой и носилками, кг			
	диаметр		высота	толщина					
	верхний	иижний		стенки !	днища	носилки с жестким креплением ручек		носилки с поворот- ной ручкой	
						с одним носком	с двумя носками	с одним носком	к с двумя носками
25	200	160	225	3	3	15,88	16,1	17,07	17,35
40	240	200	260	3	3	22,40	22,65	23,61	- 23,92
60	270	220	290	3	3	26,40 •	26,8	27,46	27,9
Монорельсовые ковши перемещаются по монорельсам (одно-
рельсовые'балки) и бирельсам (.двухрельсовые балки). Эти ков-
ши подразделяются на конические и барабанные. Для надеж-
ного удержания шлака в ковшах предусмотрены чайниковые
устройства.
Конические монорельсовые ковши (табл. 13)
изготовляются емкостью от 100 до 800 кг. Ковш 1 (рис. 39, а)
снабжается двумя носками. К съемному стальному кольцу 2
приклепаны две цапфы 3, служащие осями поворота ковша, что
осуществляется с помощью рукоятки 4 (рис. 39, а) или червяч-
ным редуктором 4 (ри.с. 39, б). Траверса 5 позволяет подвеши-
вать ковш на грузоподъемном механизме при его транспорти-
ровании и заливке форм. Для предохранения ковша от опроки-
Таблица 13
Конические монорельсовые ковши
Емкость ковшей, кг	Размеры стального кожуха, мм					Вес ковша с тра- версой, механиз- мом поворота и футеровкой, кг
	диаметр		высота	толщина		
	верхний	НИЖНИЙ		стенки	1 днища	
100	340	280	385	3	4	85
160	380	320	450	4	О	•94
250	450	380	510	4	5	115
400	530	440	630		6	190
500	570	480	680	6	8	220
630	610	510	730	6	8	245
800	660	550	790	6	8	310
74
Pimc. 39* Монорельсовые ковши:
конические емкостью 100—250 кг, б — конические емкостью 400—800 кг, в — чайниковые емкостью 100—250 кг,
г — чайниковые емкостью свыше 250 кг; д — барабанные емкостью 400—800 кг
дывания на траверсе предусмотрена откидная ручка 6 (рис.
39, а) или защелка 6 (рис. 39, б), закрепленная на корпусе
ковша.
Чайниковые монорельсовые ковши (рис. 39, в
и г) емкостью 100, 160 и 250 кг по конструкции металлической
части аналогичны коническим, но в них предусмотрен сливной
Рис. 40. Конические крановые ковши
для разливки через ноЬок:
а — емкостью 1—6 т, б — емкостью 8—20 т,
в — емкостью .25—70 т
носок из шамотной трубки, выполняющей роль шлакозадержи-
вающей перегородки. Их размеры аналогичны коническим мо-
норельсовым ковшам '(см. табл. 13).
Барабанные монорельсовые ковши (рис. 39, б
и табл. 14) изготовляют емкостью 400—300 кг. Они состоят из
сварного цилиндрического корпуса 1 с горловиной 2 и двух тор-
цовых стенок 3, прикрепляемых к корпусу болтами. В торцовых
стенках ковшей, армированных ребрами жесткости, закреплены
цапфы 4 для их поворота и транспортирования. На цапфах шар-
нирно закреплены траверсы 5, которые крепятся к подъемно-
транспортному устройству. Поворот ковша осуществляется с
76
Таблица 14
Барабанные монорельсовые ковши
Емкость ков- ша, кг	Размеры стального кожуха, мм				Вес ковша с травер- сой, механизмом по- ворота и футеровкой, кг
	диаметр	высота	толщина		
			стенки	днища	
400	530	640	5	6	290
500	690	730	6	8	470
630	720	760	6	8	535
800	760	880	6	8	585
помощью червячного редуктора 6. Самопроизвольный поворот
ковша предупреждается защелкой 7.
Крановые ковши. Эти ковши подразделяются на конические
для заливки через носок, стопорные и барабанные.
Конические крановые ковши для разливки спла-
ва через носок (см. табл. 45) емкостью 1—6 т (рис. 40, а) пово-
рачиваются с помощью ручного червячного редуктора, а емко-
стью :8—70 т (рис. 40, бив) — редуктором с электрическим при-
' водом.
Таблица 15
Конические крановые ковши для разливки сплава через носок
Емкость ков- шей, т»	Размеры стального кожуха, мм					Вес ковша с траверсой, ме- ханизмом по- ворота и футе- ровкой, кг
	диаметр		высота	Толщина		
	верхний	нижний		стенки	днища	
1—2	710—860	670—810	880—1060	8	10	997—1323
3-6	970—1280	910—1200	910—1200	10	12	1731—3320
8—10	1390—1550	1300—1460	1680—1800	12	16	4286-5652
12	1630	1540	1890	14	18	6602
16	1780	1680	2080	16	20	7506
20	1900	1800	2220	20	25	9063
25—30	2030—2110	1910—2100	2370—2530	20	26	15310—19198
40	2410	2280	2750	22	28	31883
50	2570	2420	2980	25	30	35500
70	2820	2660	3310	25	30	43920
Примечание.
Ковши емкостью до 5 т могут также транспортироваться тельфером по подвесным
рельсовым путям.
Стопорные крановые ковши (табл. 16) характерны
выпуском сплава через отверстие стакана 6 (рис. 41, г), распо-
ложенного в днище, которое перекрывается стопором 2 с
помощью рычажного механизма 1. Стопор набирается из керами-
77
ческих трубок на металлической штанге. Кожух 4 устанавливает-
ся в съемное кольцо 5, снабженное цапфами 3, на которые мон-
тируются траверсы для подвески ковша на крюк мостового
крана. Стопорные ковши емкостью ,1—6 т (рис. 41, а) снаб-
жаются одним стопором; а емкостью В—12 т (рис. 41, б) и 16—
Рис. 41?Стопорные крановые ковши:
а — емкостью 1—6 т, б — емкостью 8—12 т, в — емкостью Гб—70 т> г — конструкция
ковша
70 т (рис. 41, в) — двумя. На ковшах этой группы емкостью до
12 т установлен редуктор с ручным приводом, служащий для
поворота ковша в аварийных случаях (во время намерзания
сплава на втулке стопорного устройства). В стопорных ков-
шах емкостью 16—70 т поворот ковша осуществляется с
помощью мостового крана и двух петель на нижней части кожу-
ха ковша.
78
Таблица 16
Стопорные крановые ковши
Емкость ков- шей, т	Размеры стального кожуха, мм					Вес ковша с траверсой, ме- ханизмом по- ворота и фу- теровкой, кг
	диаметр		высота	толщина		
	верхний	НИЖНИЙ		стенки	днише	
1-2	760—910	710—860	930—1100	8	10	1095-1477
3-6	1020—1340	960—1260	1230-1600	10	12	2032—3885
8	' 1450	1370	1690	12	16	4836
10-12	1600—1680	1510—1590	1830-1930	14	18	6206—7327
16	1820	1710	2110	16	20	8391
20	1940	1830	2250	20	25	10146
25-40	2060—2380	1940—2260	2410—2800	20	25	10410—17460
50	2560	2410	3040	25	30	25170
70	2840	2680	3370	25	30	31600
Барабанные крановые ковши (см. рис. 39, д и
табл. 17) изготовляются емкостью 1—-5 т и отличаются от моно-
рельсовых более жесткой конструкцией торцовых стенок, в ко-
торых закрепляются цапфы для поворота и транспортирования
ковша.
Характерной особенностью барабанных ковшей является
наименьшая потеря тепла жидким металлом, так как он со всех
сторон (за исключением узкой горловины) закрыт футеровкой.
Кроме того, они обеспечивают меньшую высоту струи сплава
по сравнению с коническими ковшами и спокойную заливку
форм, так как горловину барабана ковша легче подвести ближе
к воронке или к чаше формы, чем носок конического ковша.
Основным недостатком барабанного ковша является трудность
его футеровки.
Таблица 17
Барабанные крановые ковши
Емкость ков- шей, т	Размеры стального кожуха, мм				Вес ковша с траверсой, механизмом поворота и фу- теровкой, кг
	диаметр	 высота	толщина		
			стенки	днища	
1 1	800	830	10	8	1050
2	950	980	10	8	1500
3	1070	1090	12	10	1900
4	1210	1250	12	10	2500
5	1260	1300	12	10	2900
79
Конструкция указанных типов ковшей цельносварная (кро-
ме барабанных) из листового проката стали марок .Ст. 3 (ГОСТ
380—60) или стали 30 (ГОСТ 10,50—00). Цапфы и тяги траверс
делаются из поковок с 15-кратным запасом прочности. Редукто-
ры с механическим приводом снабжены электродвигателями пе-
ременного тока, позволяющими плавно регулировать скорость
поворота ковшей.
Для защиты траверсы и подъемного механизма от излучений
металла на ковшах всех типов предусмотрены предохранитель-
ные стальные щитки с асбестовыми прокладками. В ковшах ем-
костью 2'5 т и выше предусмотрена траверса для подъема, снаб-
женная однорогим и двурогим крановыми крюками. У крановых
ковшей емкостью до 10 т (см. рис. 39, а), предназначенных для?
разливки металла через носок, для удержания шлака предус-
мотрены чайниковые устройства, выкладываемые из огнеупор-
ного кирпича при футеровке ковша.
Задержка шлака наиболее полно обеспечивается в чайнико-
вых и стопорных ковшах. С учетом удобства и правильности
заливки форм на первом месте стоит барабанный ковш, на
втором — чайниковый и .на третьем — конический. Барабанные
ковши в ряде случаев применяются для заливки форм бронзой
и сталью. Стопорные ковши применяются для заливки форм
сталью и реже чугуном.
iB механизированных литейных цехах заливка форм на кон-
вейере чаще всего осуществляется коническими ковшами, кото-
рые наполняются непосредственно из плавильной печи, чайни-
ковых копильников, крупных разливочных ковшей чайникового
типа или стопорных ковшей. Рекомендации по выбору емкости
заливочных ковшей приведены в § 28.
§ 21. МЕХАНИЗАЦИЯ ТРАНСПОРТА ЖИДКОГО СПЛАВА В КОВШАХ
В зависимости от емкости в литейных цехах разливочные
ковши транспортируются вручную, при помощи монорельсов,
кран-балок или мостовых кранов.
Транспортирование ручных ковшей производится вручную.
Ковши-ложки переносятся одним рабочим-заливщиком, а ков-
ши с носилками — двумя и тремя рабочими. Учитывая большую
опасность ручного переноса ковшей с расплавленным металлом,
в настоящее время транспортирование ковшей небольшой емко-
сти и заливка из них форм механизированы. С этой целью при-
меняется автопогрузчик Калининского вагоностроительного за-
вода марки 04 с аккумуляторной батареей 4 (рис. 4'2). Механизм
поворота 1 ковша 6 состоит из цилиндра 3, штока 5 и редукто-
ра 2. Цилиндр подключен к гидравлической системе наклона
подъемной траверсы автопогрузчика. Механизм поворота допу-
скает слив сплава на обе стороны. Для успешной работы авто-
80
погрузчика пол должен быть в хорошем состоянии (устлан чу-
гунными плитами). Скорость автопогрузчика с наполненным
ковшом 10—45 м{мин.
Рис. 42. Автопогрузчик для транспортирования и заливки форм
из ручных ковшей
Транспортирование монорельсовых ковшей и регулирование
высоты их подвешивания производится на ручных рычажных
(рис. 43, а) и винтовых реечных подвесках (рис. 43, б), приво-
Рис. 43. Ручные рычажные (а) и винтовые — реечные (б) подвески
монорельсовых ковшей
Рис, 44. Подвески монорельсовых ковшей, снабженные электроталью (а) и электродвигателем (б)
димых в действие от ручного маховика. Применяются также
подвески с электроталью (рис. 44, а) и подвески, снабженные
электродвигателем (рис. 44, б). Подвеска в нижней своей части
снабжается крюком или болтовым гаечным устройством для
У
Рис. 45. Устройство для подъема перемещаемых по моно-
рельсу ковшей с расплавленным сплавом
захвата траверсы ковша. В верхней части подвеска закрепляется
на четырехколесной тележке, которая перемещается по подве-
шенным к фермам здания или опирающимся на специальные
опоры однорельсовым и двухрельсовым балкам. Перемещение
по таким рельсам ковшей небольшой емкости (до '250 кг) осуще-
ствляется вручную, а более крупных (емкостью до 5 т) —элек-
трическим тельфером.
83
Тельферы представляют собой электрические подъемники,
состоящие из электроблока для подъема груза (при помощи
троса и крюка) и тележки для его перемещения. Тельферы пе-
ремещаются по монорельсам с помощью специального электро-
мотора и обслуживают площадь малой ширины. Управление
тельфером может осуществляться с пола или из кабины. Грузо-
подъемность тельферов составляет 0,25—5,0 тс.
При расположении летки плавильного агрегата / ниже верх-
него уровня заливаемой формы 5 рекомендуется производить
Рис. 46. Тельфер с кабиной л барабанным ковшом:
1 и 4 —тележки, 2 — мотор механизма подъема, 3 — направляющие
уголки, 5 — кабина, б — барабанный ковш, 7 — мотор механизма
передвижения, 8 — маховичок для поворачивания ковша
подъем перемещаемых по монорельсу 3 залитых сплавом ков-
шей 2 с помощью специального подъемного устройства 4 (рис.
45, а). Оно состоит (рис. 45, б) из двух вращающихся на звез-
дочках бесконечных цепей 6, между которыми крепятся кулачки
с роликами 7. Кулачки (при движении цепей с помощью элек-
тродвигателя) захватывают тележку ковша 8 и перемещают ее
вверх по наклонному участку монорельсового пути.
Транспортирование крупных ковшей емкостью свыше 1 т мо-
жет осуществляться специальными тельферами с кабиной для
рабочего-крановщика грузоподъемностью 3,5 тс (рис. 46), кран-
балками с электрическим механизмом передвижения и электро-
талью грузоподъемностью 1—3 тс по ГОСТ 7413—55, кранами
мостовыми электрическими однобалочными с электроталью
грузоподъемностью 1—5 тс по ГОСТ 7532—55, мостовыми элек-
трическими кранами общего назначения среднего и тяжелого
режима работы с одним крюком грузоподъемностью 5—15.тс
и двумя крюками грузоподъемностью от 15/3 до 50/10 тс по
ГОСТ 3332—54, с двумя крюками грузоподъемностью 75/20 тс
84
по ГОСТ 7.611—53, а также литейными мостовыми электрически-
ми кранами грузоподъемностью от 80/-16 до 180/63 тс по ГОСТ
6509—61.
Мостовой кран — подвижное сооружение, служащее для
подъема, поддерживания и перемещения различных грузов в
пространстве; кран передвигается в верхней части пролета цеха
по подкрановым путям, устанавливаемым на основных несущих
колоннах здания. Мостовой кран состоит из стального моста,
который перемещается с помощью четырех ходовых роликов.
Для перемещения крана по рельсам подкранового пути на
платформе моста предусмотрен механизм передвижения, со-
стоящий из электродвигателя, который связан с ходовыми роли-
ками трансмиссионным валом. Вдоль фермы крана перемещает-
ся крановая тележка, несущая стальной крюк, на который
навешивается серьга траверсы ковша. Приборы управления и
рабочий-крановщик располагаются в кабине.
Для перевозки ковшей с жидким сплавом в нашей стране
применяют специальные тележки: для ковшей емкостью 65 т со
скоростью передвижения 40 м{мин и для ковшей большей емко-
сти со скоростью 16 м}мин.
§ 22. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ФУТЕРОВКИ КОВШЕЙ
Требования, предъявляемые к материалам. Разливочные ков-
ши работают в тяжелых условиях, так как испытывают силовое
воздействие при высоких температурах расплавленных литейных
сплавов. В связи с этим применяемые для их футеровки мате-
риалы должны обладать высокой механической прочностью и
огнеупорностью, постоянством объема и высокой стойкостью
против растрескивания при изменении температуры. Учитывая
постоянное взаимодействие с расплавленными сплавами, футе-
ровка ковшей также должна обладать высокой стойкостью про-
тив разъедания от химического взаимодействия со шлаками.
Для футеровки ковшей используются огнеупорные материа-
лы в виде кирпича, фасонных керамических изделий (стопорные
стаканы, пробки и др.), порошков, а также специально приго-
товляемых паст и составов. Огнеупорный кирпич (табл. 18)
классифицируется по огнеупорности, способу изготовления, по
форме и размерам.
По химическому составу огнеупорные материалы делятся на
кислые, основные и нейтральные.
Кислые материалы отличаются высоким содержанием
кремнезема (SiO2). К ним относятся динас и кварцит, который
используется в виде кварцевого песка. Динасовый кирпич гото-
вят из молотого кварца с добавкой небольшого количества изве-
сти. Содержание SiO2 в динасе составляет 92—96%, а темпера-
тура его плавления равна 1730°.
4-658
85
Таблица 18
Форма и размеры огнеупорных изделий для футеровки различных ковшей
Форма				Марка	Размеры, мм						Область применения
								со		। вес, кг	
Ребровый			\	КП-1	140	120 i	65	250	—	4,1	Для стен малых ков- шей и верхних колец средних ковшей
	I										
		I f I		КП-3	140	125	80 1	250		5,2	Для стен малых ков- шей и верхних колец ковшей среднего и боль- шого тоннажа
											
											
I < Г" V	^ебровый 0^4 I I I			КП-5	80	72	100	250		3,7	Для ковшей среднего тоннажа и верхних ко- лец ковшей большого тоннажа р
				КП-7	80	68120 300			 " 	Сл	Для ковшей среднего и большого тоннажа
				КП-9	80	68	160	300	- 1 —	6,9	Для стен ковшей сред- него и большого тонна- жа
Т .1 1 1 >	орцовый о>н 'х		•	КП-2	140	135	65	250	—	4,3	В сочетании с маркой КП-1 для компенсации скоса по высоте ковша
	ч.	-**•	I I I		КП-4	140	135	80	250	•—*	5,4	В сочетании с маркой КП-3 для компенсации скоса по высоте ковша
Продолжение табл. 18
			Марка КП-6	Размеры,						Область применения В сочетании с маркой КП-5 для выстилки дни- ща ковшей
Форма Прямой । 1 1 ’	1				<3 80		'О 100	со 250	<4	СО ~	вес, кг 	 о	
			КП-8	80		120	300	—	5,6	В сочетании с маркой КП-9 для выстилки дни- ща ковшей
Лекальньп а		-Я 4	КП-10	80	—	160	300	—	7,5	В сочетании с маркой КП-9 для выстилки дни- ща ковшей
			КП-11	225	210	115	80	1715	3,9	Для футеровки ков- шей большого тоннажа (150—220 т)
Д-]	л Z' —Т1									
4										
у			КП-12 	227	205	150	80	1550	5,0	Для футеровки ков- шей большого тоннажа (150—220 т)
										
Основные материалы характерны высоким содержа-
нием окиси магния (MgO), окиси хрома (Сг20з) и окиси кальция
(СаО). К ним относятся магнезит и хромомагнезит. Магнезито-
вый кирпич получают из обожженного до спекания или плав-
леного магнезита (MgCOs) с добавкой для связи небольшого
количества глины и известкового раствора. Магнезит содержит
90—95% MgO и обладает высокой огнеупорностью, превышаю-
щей 2000° С. Хромомагнезитовый кирпич изготовляют из хроми-
та и обожженного магнезита. Хромомагнезит содержит 35%
Сг2О3, '25% MgO, 4% СаО, 28,6% (Al2O3 + Fe2O3), 6,6% SiO2.
Нейтральные материалы обладают слабыми основ-
ными или кислотными свойствами. Важнейший нейтральный
огнеупорный материал — шамот, являющийся продуктом обжи-
га до спекания белой огнеупорной глины. Примерный состав
шамота 50—60% SiO2 и 50—40% А12О3. Его огнеупорность ко-
леблется в пределах 1580—'1730° С.
К огнеупорным материалам, применяемым для футеровки
ковшей, также относится графит, характерный высоким содер-
4#
87
жанием углерода и высокой огнеупорностью, превышающей
2000° С.
При выборе огнеупорных материалов большое внимание уде-
ляется их химическому составу, с учетом которого существую-
щие способы получения стали (конверторный, мартеновский,
электроплавка) подразделяются на два процесса — кислый и
основной.
Кислый Процесс ведется в печах, футеровка которых выкла-
дывается из динасового кирпича. Полученная этим способом
сталь содержит кислые шлаки, не вступающие во взаимодейст-
вие с кислыми и нейтральными материалами, но способные
«разъедать» (оплавлять) основные материалы (магнезит и хро-
момагнезит). По этой причине ковши для разливки кислой стали
следует футеровать динасом или шамотом.
Основной процесс ведется в печах с магнезитовой футеров-
кой. Получающийся при этом шлак содержит много извести и
обладает способностью «разъедать» стенки ковша, сделанные
из динаса или шамота. С учетом такого химического действия
известковых шлаков ковши для разливки основной стали футе-
руют магнезитом или хромомагнезитом.
Исходные материалы для футеровки ковшей. При приготов-
лении футеровочных составов для разливочных ковшей исполь-
зуются следующие исходные материалы:
1)	песок формовочный кварцевый класса 1К по ГОСТ
2138—56, который содержит более 97% SiO2, до 2% глины и
небольшое количество вредных примесей (окислы железа и др.);
2)	глину формовочную (огнеупорную) 1-го сорта марок ФС-1,
ФПС-1, ФВ-1, ФПВ-1 и ФО-1 по ГОСТ 3226—57;
3)	магнезитовый, хромомагнезитовый или шамотный поро-
шок (из сухого битого или бывшего в употреблении кирпича);
4)	графит (аморфный) по ГОСТ 13420—50;
5)	мертель шамотный и полукислый по ГОСТ 6137—61, а -
также динасовый пластифицированный по ГОСТ 5:338—60, ис-
пользуемые в качестве связующего материала для заполнения-
швов в кладке ковшей из динасового кирпича;
6)	жидкое стекло (модуль 2,6—3,0) по ГОСТ 8264—56;
7)	концентрат сульфитно-спиртовой барды .по ГОСТ 8518—57.
Для футеровки разливочных ковшей также используются:
1)	кирпич шамотный по ГОСТ 5341—58, 86'91—58 и 6024—51;
2)	кирпич хромомагнезитовый по ГОСТ 5381—50 и 5420—50;
3)	огнеупорные изделия для стопорных ковшей по ГОСТ
5500—50 (рис. 47);
4)	теплоизоляционные материалы—-картон асбестовый по
ГОСТ 2850—58 и паронит листовой по ГОСТ 481—58.
Футеровочные составы и огнеупорные рас-
ТВ оры - для обеспечения долговечности футеровки или кирпич-
ной кладки ковша должны иметь химический состав и огне-
88
упорность, отвечающие виду разливаемого литейного сплава, а
также свойствам огнеупорных кирпичей или изделий (см. табл.
18 и рис. 47), которые они связывают. В табл. .19—21 приводятся
типовые рецепты футеровочных составов и огнеупорных раство-
ров для ручных, монорельсовых и крановых ковшей, а в табл.
22 — составы для их окраски.
Долговечность крупных ковшей в огромной степени зависит
от качества применяемых огнеупорных растворов, так как раз-
Рис. 47. Сталеразливочный припас:
а — стопорные трубки, б — пробки, в — стаканы с хвосто-
виком, г — нарезка конца стопорной штанги, д — стаканы
без хвостовика, е — гнездовые кирпичи для установки
стаканов изнутри и снаружи
рушение кладки начинается с размыва связывающих кирпичи
швов. Разрушение кладки объясняется применением низкока-
чественных крупнозернистых мертелей и чрезмерно густых рас-
творов, при которых получаются толстые и плохо заполненные
мертелем швы.
Огнеупорным раствором называется растворенный водой мер-
тель, состоящий из огнеупорной глины (связующее вещество) и
мэтощающих огнеупорных материалов (кварцевый песок, шамот-
ный или хромомагнезитовый порошок), смешанных в сухом ви-
де, однородных по химическому составу с материалами, из кото-
рых производится кладка (см. табл. 20 и 21). Применяемые
для кладки ковшей и желобов мертели состоят из огнеупорной
глины, шамотного порошка с размером зерен 1—2 мм, кварце-
вого песка и графита.
При изготовлении растворов и масс с жидким стеклом сна-
чала растворяют в воде жидкое стекло (10 кг жидкого стекла
на 100 л воды), а затем полученным раствором увлажняют гли-
ну с добавлением графита и шамота. Учитывая быстрое твер-
89
Таблица 19
Составы футеровок для ручных (емкостью 6—60 кг)
и монорельсовых (емкостью 100—500 кг ) ковшей
Сплавы, для раз- ливки которых предназначаются ковши	Типы ковшей, для которых рекомендует- ся состав	№ состава	Исходные материалы (вес. ч.)				
			песок квар- цевый	глина огне- упорная	' 		 шамотный порошок	магнезитовый порошок	хромомагне- зитовый порошок
Чугун, мед- ные, алюмини- евые и кислые стали	Ручной и моно- рельсовый	1	75	25 -			—.
	Монорельсовый	2		25	75	—	— 
	Ручной и моно- рельсовый	уЗ	25	25	50	——-	—
Основные стали 1	Ручной и моно- рельсовый	4	- — —	30	1	70	—
	Ручной	5		30	—	—	70
	Монорельсовый	6	——*	25	———		75
Примечание,
1.	Влажность составов — в пределах 20%.
2.	Для футеровки носка ковшей, а также перегородок и сводов ковшей чайнико-
вого типа в состав № 1 и № 2 добавляется 10 вес. ч. жидкого стекла.
3.	Ковши для алюминиевых сплавов емкостью би 10 кг не футеруются, а покры-
ваются раствором огнеупорной глины (толщина слоя 0,5—1 мм).
Таблица 20
Огнеупорные растворы для кирпичной кладки монорельсовых ковшей
емкостью 500—800 кг
Сплавы, для разливки которых предназна- чаются ковши	№ соста- вов	Исходные материалы (вес. ч.) г		
		шамотный порошок	хромомаг- незитовый порошок	глина огне- упорная
Чугун, медные, алюминиевые, кис- лые стали	1	75	——	25
Основные стали	2	*		75	25
Примечание,
Составы увлажняются до консистенции густой сметаны.
90
Таблица 21
Составы для футеровки и огнеупорные растворы для кирпичной кладки
крановых ковшей
Виды составов	№ составов	Исходные материалы (вес. ч.)							
		хромомагне- зитовый порошок	мертель дина- совый	глина огне- упорная	шамотный порошок	песок квар- цевый	стекло жидкое	концентрат сульфитно- спиртовой барды	графит
Для кирпичной кладки ковшей	1			25	75	--	—	*—-	—
	2			25	50	25		-''	
	3	-	 —	30	—	70	——	——	-
	4	85	—	15	—	—		-	
	5			70	30			•—-	——	—
Для набора комплекта огнеупоров стопора Г	6	6	73		10	'	—		15	2
Для кладки рабочего слоя футеровки	7	—	—	40	60	—	—		—
Для футеровки носка ковша	8			—	—		90	10	—	• ' 
Кладка арматурного слоя для всех видов rbv- теровок	9	—		40	—	60	•		—	—
Паста для заправки стыковых швов футеров- ки, разъеденных жидким сплавом	10	85	—	— 1			15					—
	11	——	—		85		15	—		
91
Таблица 22
Составы красок для футеровки ковшей
Сплавы, для разливки кото- рых предназначаются ковши	Составы паст до разведения водой (вес. ч.)						
	графит аморфный	пылевидный кварц	тальк	бентонит :		сульфитная барда (уд.вес 1,3)	rt О И	плотность краски, гото* вой к приме- нению, z/cats
Чугуны и сплавы на медной основе	58,5	—-	—	3,5	10	28	1,30—1,35
Стали	—	70,0	—	3,0	10	17 L	1,4—1,55
Алюминиевые сплавы 1		.	—	61	4,0		35	1,25-1,3
дение, массы на жидком стекле должны готовиться в объеме,
необходимом не более как на сменную потребность.
Рис. 48. Лопастный смеситель:
1 — обечайка, 2 — перемешивающая лопасть,,
3 — редуктор, 4 — лоток, 5 — вал
Рис. 49. Месильная машина:
/ — месильные валы, 2 — литой кор-
пус, 3 —цапфа, 4 — редуктор, 5 — элек-
тродвигатель
Приготовление футеровочных составов производится в бегу-
нах, лопастных смесителях (рис. 48) и месильных машинах (рис.
49). Для приготовления красок применяются механические кра-
скомешалки.
92
§ 23. ФУТЕРОВКА КОВШЕЙ
Футеровка ковшей производится для предохранения сталь-
ного корпуса от воздействия высоких температур расплавлен-
ного сплава и создания теплоизоляции жидкого металла с целью
возможно длительного сохранения его тепла перед заливкой и
во время заливки формы. Футеровка ковшей может производить-
ся обмазкой, окунанием в раствор глины, набивкой и торкре-
Рис. 50. Схемы устройства футеровой ручных ковшей:
а — емкостью 6—25 кг с одним носком, б — то же, с двумя нос-
ками, в — емкостью 40 и 60 кг для разливки стали, г — чайни-
ковые емкостью 40 и 60 кг со шлакозадерживающим сводом,
д — с огнеупорной трубкой, е — с кирпичной перегородкой
Огнеупорная
Огнеупорный
тированием футеровочным составом, а также выкладкой огне-
упорным кирпичом с применением огнеупорных растворов.
Окунание в раствор глины с последующей просушкой и
окраской полученного защитного слоя, а также повторным под-
сушиванием применяется для ручных ковшей-ложек.
Футеровка обмазкой применяется только для ручных
и монорельсовых ковшей, емкость которых не превышает 250 кг.
Огнеупорный состав (см. табл. 19) наносится вручную слоем
определенной толщины (табл. 23 и 24) непосредственно на
стальной кожух с тем, чтобы придать футеровке рекомендуемую
нормалями форму (рис. 50 и 5'1). Во избежание пореза рук
обмазка краев ковша должна производиться при помощи гла-
дилки, а выравнивание футеровочного состава — при помощи
кисти или щетки, смоченной в водном растворе жидкого стекла.
Футеровка набивкой применяется для крупных мо-
норельсовых и крановых ковшей емкостью до 5 т. Она произво-
дится следующим образом. Сначала выкладывается огнеупор-
ным кирпичом или набивается огнеупорной массой (см. табл.
93
19 и 21) дно ковша, на которое устанавливается металлический
или деревянный шаблон. Затем между шаблоном и стенкой
кожуха накладывается футеровочная масса, которая равномер-
Корпус
КоВиса,
Футеровка
Огнеупор -
ныи карпам
Огнеупорный
состав
Огнеупорные.
карпач
Асбест
Огнеупор-
ный кир-
пич
Рис. 51. Схемы устройства футеровок монорельсовых ковшей:
а — конических емкостью 100—500 кг, б ~ чайниковых с огне-
упорной трубкой, в — чайниковых со шлакозадерживающим
сводом, г — чайниковых с перегородкой, д — чайниковых с пере-
городкой и шлакозадерживающим сводом, е — конических ем-
костью 500—800 кг, ж — барабанных
Параметры футеровки для ручных ковшей
Таблица 23
Емкость ковшей, кг	Толщина слоя футеровки, мм			Г Максимальный вес футеровки, кг	
	стенок	дна	ковш с одним носком	ковш с двумя носками
6	8	12	0,85	
10	»	10	15	1,60			
16	12	17	2,65	.   »*-='
25	14	20	3,14	3,36
40	16	22	6,95	7,20
60	18	24	8,60	9,00
94
Параметры футеровки для монорельсовых ковшей
I	____ _	-	.
» 	 Емкость ковшей, кг	Типы ковшей				
	конические			барабанные	
	Толщина, слоя футеровки, мм		Максималь- ный вес футе- ровки, кг	Толщина футеровки- стенок, мм	Максималь- ный вес футе- ровки, кг
	стенок	дна			
100—250 .	20—25	30—35	20—32*	- -	
400 и 500	30-35	45—50	60—74	65	160-320
* Чайниковых 22—45 кг.
или пневматической трамбовкой, после
vzzhzzzzzz
ц
Рис. 52. Схема образования
слоя футеровки разливочного
ковша торкретированием

но уплотняется ручной
чего производится удаление шаблона, осмотр поверхности футе-
ровки с заделкой возможных пустот и неплотностей.
Футеровка торкретированием применяется для
крупных монорельсовых и крановых ковшей. Она заключается
в нанесении футеровочной массы (см. табл. 19 и_21) на стенки
ковша при помощи сжатого воздуха Г_
сухие материалы из дозировочной
машины по резиновому шлангу 1
подаются сжатым воздухом к месту
футеровки. Конец резинового шлан-
га снабжен металлическим' наконеч-
ником 2, сделанным в виде пустоте-
лого кольца с отверстиями, в кото-
рые .по шлангу 3 под давлением по-
дается вода для увлажнения смеси.
Приготовленная таким образом фу-
теровочная масса направляется на
стенки кожуха 4 ковша и образует
слой 5 необходимой толщины.
Футеровка кирпичом применяется для монорельсо-
вых (емкостью 500—800 кг) и крановых (конических, барабан-
ных и стопорных) ковшей. В таких ковшах различают три слоя.
1.	Постель или прослойка, примыкающая к стальному кожу-
ху, имеет небольшую (15—40 мм) толщину и образуется смесью
глины с шамотом. В барабанных ковшах для дополнительной
теплоизоляции между стальным кожухом и постелью проклады-
вают листовой асбест или паронит. С целью образования кана-
лов для выхода воздуха, газов и паров .воды, образующихся
при наполнении ковша расплавленным сплавом, в постельном
слое прокладывают жгуты соломы. Для облегчения выхода
(рис. 52). Перемешенные
95

газов в стенках стального кожуха .и особенно в днище ковша
(в различных местах) сверлятся отверстия диаметром 8—10 мм.
В постельный слой вводят также жгуты соломы для прида-
ния податливости, чтобы исключить передачу растягивающих
напряжений на стальной кожух при тепловом расширении кир-
пичной кладки.
2.	Арматурный (средний) слой, который выкладывается кир-
пичом и имеет толщину 40—65 мм служит для защиты ко-
Корпус ковша
Огнеупорный
Тостав
Огнеупорный
к up л и ч
Рис. 53. Схемы устрой-
ства футеровок -крано-
вых ковшей:
а—для разливки через но-
сок, б — стопорных, в — ба-
рабанных
жуха от нагрева и воздействия расплавленного литейного спла-
ва и шлака. Для очень крупных ковшей емкостью более 30 г
выкладывают несколько арматурных слоев.
3.	Рабочий (внутренний) слой наносится на кирпичную
кладку арматурного слоя, толщина его составляет 40—113 мм.
Заданная толщина кладки обеспечивается методом укладки
кирпича—плашмя («на плашку»), на торец и на ребро, а также
числом накладываемых слоев, в связи с чем различают толщи-
ну кладки в полкирпича, в кирпич и т. д.
Футеровка монорельсовых ковшей емкостью 500—800 кг для
разливки чугуна, медных и алюминиевых сплавов, а также кис-
лой стали производится шамотным кирпичом, который кладется
на составе № 1 (см. табл. 20). Для монорельсовых ковшей той
же емкости для разливки основной стали футеровку производят
на составе № 2 (см. табл. 20). Составы для подобной кладки
крановых ковшей приведены в табл. 21.
Кладка рабочего слоя ковшей для разливки чугуна и алю-
миниевых сплавов осуществляется составом № 7, а футеровка
96
носка — составом № 8. Нерабочий (арматурный) слой для всех
видов футеровок кладется на составе № 9, а заправка стыковых
разъеденных жидким сплавом швов футеровки производится
пастами № .10 и № 11 (см. табл. 21). Схема выполнения футеро-
вок крановых ковшей показана на рис. 53, а, рекомендуемая
толщина их для ковшей различной емкости приведена в табл.
25—27.
Таблица 25
Рекомендуемая толщина футеровки крановых ковшей для стали, мм
Емкость ковшей, т	Толщина футеровки дна					Толщина футеровки стенок			
	1 Общая	В том числе				Общая	В том числе		
		постели и прослойки	арматур- ного 1-го слоя	арматур- ного 2-го слоя	рабочего слоя		постели и прослойки ।		арматур- ного слоя 		рабочего слоя
1-3	125	20	40	» —	1	65	120	15	40	65
4—5	140	20	40	—	80	125	20	40	65
6—8	145	25	40	-—	80	130	25	40	65
10—12	183	30	40	.—	113	160	30	65	65
16—25	208	30	65		"	113	160	30	65	65 1
30—40	258.	40	65	65	| 113	160—175	30	65	65—80
50—70	283	40	65	65	из	185—200	40	65-80	80
Правила выполнения кирпичной кладки ковшей. Для обеспе-
чения наибольшей прочности кладки необходимо тщательно под-
бирать и пригонять смежные кирпичи с тем, чтобы зазоры меж-
ду ними были минимальными, а швы с огнеупорным раствором—
тонкими. С той же целью кладка днища и стенок конических
ковшей должна вестись горизонтальными рядами с обязатель-
ной перевязкой вертикальных швов.
Тонкие, полностью заполненные раствором швы кирпичной
кладки ковшей получаются укладкой каждого кирпича на огне-
упорный раствор и его последующим передвижением к ранее
уложенному кирпичу данного ряда. 'При этом раствор выдавли-
вается из промежутка между кирпичами и образует тонкий
шов. После этого излишки раствора удаляются, а шов затирает-
ся заподлицо со стенкой кладки.
На Магнитогорском комбинате крупные сталеразливочные
ковши (емкостью более 30 г) футеруются следующим образом.
На донную часть металлического кожуха накладываются пучки
97
Таблица 26'
Рекомендуемая толщина футеровки крановых ковшей для чугуна, лш
Емкость ковшей, г	Толщина футеровки дна				Толщина футеровки стенок			
	Общая	В том числе			f Общая	В том числе		
		постели и прослойки	арматур- ного слоя	р абочего слоя		постели и прослойки 1	арматур- ного СЛОЯ |	рабочего слоя
1-3	80	15		65	55	15		40
4—5	85	20	—			65	60	20	-	40
О 00	135	30	40	65	100	25		75
10—12	145	30	40	75	138	25 ।		113
16-25	175	35	65	75	143	30	__	113
30—40	208	30	65	113	188	35	40	113
50	223	35	75	113	188	35	40	113
70	228	40	75	113	188	35	40	113
Таблица 27
J
Рекомендуемая толщина футеровки барабанных ковшей, мм
Емкость ковшей, г	Толщина футеровки торцовой стенки				Т ол щин а ф у те р о в ки цилиид р и ч е с ко й части			
	¥ Общая	В том числе			Общая	В том числе		
		постели из асбеста и футе- ровочных составов	арматурного слоя 	!	рабочего слоя		постели из асбеста и футе- ровочных составов	арматурного слоя	рабочего слоя
1—2	125	20	40	65	100	20	40	40
3	125	20	65	65	125	20	40	40
4—5	150	20	65	65	125	20	•40	65
соломы и слой густого раствора постели, на которую уклады-
вается первый арматурный ряд донного кирпича (см. табл. 18);
затем производится укладывание второго донного арматурного
ряда кирпича вперевязку с первым. Далее выкладывается арма-
98
турныи ряд стенки ковша, с оставлением зазора между кожухом
ковша и кладкой, который затем заполняется густым раствором;
укладывается вперевязку со вторым рядом третий арматурный
ряд донного кирпича. После чего укладывается рабочий ряд
кладки стенки и рабочий ряд донного кирпича.
На рис. 54 показана схема трехзаходной винтовой кладки
крупного сталеразливочного ковша, при-
меняемая на отечественных предприяти-
ях. Винтовой способ кладки заключается
в том, что окружность ковша па уровне
нижнего ряда стен делится на некоторое
количество одинаковых отрезков, равное
числу одновременно работающих рабо-
чих в расчете на то, что каждый из них
начнет и доведет свой виток до верха.
Винтовая кладка обеспечивает более вы-
сокую прочность футеровки ковша, чем
обычная с параллельными рядами кир-
пичей, но требует специальных огнеупор-
ных изделий клинообразной формы.
При футеровке ковшей необходимо
особо тщательно обмазывать носок, при-
давая ему правильную полукруглую и
по возможности вытянутую форму, а
также гладкую поверхность. Небрежная
отделка носка может вызвать разбрыз-
гивание струи сплава при его заливке в
форму, разделение струи на две-три
струйки, неровность струи, что влечет за
собой потери металла и брак отливок.
При этом на носках также могут обра-
зоваться настыли, удаление которых при-
водит к быстрому разрушению ф уте-
p.ис. 54. Трехзаходная
винтовая кладка стале-
разливочного ковша ем-
костью 140 т:
а — общий вид кладки, б —
начало кладки
ровки.
При футеровке крупных сталеразливочных ковшей особое
внимание необходимо уделять футеровке стопорного устройст-
ва. Рекомендуется следующий порядок футеровки стопора: убе-
диться в исправности нарезки конца стальной штанги стопора,
трубок, пробки и стакана (см. рис. 47), которые должны быть
правильной формы, без трещин и выбоин; плотно прикрепить
пробку к штанге с заделкой зазора между стенками пробки и
штанги кусочками кирпича и глиной; набрать стопорные трубки
на штангу с промазкой их замков глиной. При этом необходимо
следить за полной и плотной посадкой каждой последующей
трубки в гнездо предыдущей, с выжимом излишка глины из шва.
Если трубки полностью установлены на штанге, то сверху на-
кладывается шайба с гайкой, которая прижимает шайбу к
99
трубкам. После этого стопор подвергается сушке в печи. Сушку
стопоров следует вести медленно при 150—200° С во избежание
растрескивания. При монтаже стопора в ковше особое внимание
обращается на плотность запирания отверстия стакана пробкой
стопора (рис. 55).
Рис. 55. Способы установки стаканов в стопорный ковш:
а — установка стакана в гнездовой кирпич, б — монтаж стакана
в набивном гнезде;
/ — трубки стопора, 2 — пробка, 3 — стакан, 4 — гнездовой кирпич,
5 — набивное гнездо для стакана
§ 24. СУШКА КОВШЕЙ
Хорошая просушка ковшей является залогом доброкачест-
венности получаемых отливок и безопасной работы заливщиков
форм, в то время как недосушка футеровки вызывает быстоое
остывание сплава (ввиду расхода части тепла на досушку футе-
ровки), появление на дне и стенках настылей, разрушающих
футеровку, '«кипение» сплава в ковше, которое приводит к раз-
брызгиванию, .а иногда к выплескиванию сплава, что может по-
влечь за собой ожоги заливщиков.
Сушка ручных ковшей производится горячими газами в за-
крытых шкафах с топкой, в которых они устанавливаются на
полки-колосники (рис. 56, а), а также на стендах-печах в виде
плит с отверстиями, над которыми ковши устанавливаются в
опрокинутом положении (рис. 56, б). Длительность сушки руч-
ных ковшей в зависимости от толщины футеровки составляет
2—3 ч при температуре 300—350° С.
Сушка монорельсовых ковшей чаще всего осуществляется
газовыми горелками или мазутными форсунками (рис. 57, а).
При этом ковши накрываются конусной крышкой, футерованной
снизу слоем огнеупорной массы, а пламя направляется вниз, на
дно ковша. Для удаления отходящих газов установка помещает-
ся под вытяжным зонтом. Длительность сушки ковшей емкостью
100
100—500 кг с футеровкой из огнеупорных составов составляет
3—5 ч, а для более крупных с футеровкой из огнеупорного кир-
пича—8—10 ч. Чтобы избежать растрескивания кирпича, нагрев
футеровки следует вести равно-
мерно с постепенным увеличени-
ем факела огня. К концу сушки
футеровка ковша должна быть
нагрета до 750—800° С.
Сушка крановых ковшей про-
изводится при помощи газовых
горелок и форсунок. По оконча-
нии выкладки нерабочих (арма-
турных) слоев футеровки ковш
прогревают в течение 10 ч с тем,
чтобы к концу сушки температу-
ра достигала 700° С для ковшей
под жидкий чугун и 900° С —для
жидкой стали. После остывания
высушенного арматурного слоя
производится выкладка рабочего
слоя футеровки, продолжитель-
ность сушки которого должна со-
ставлять:
Рис. 56. Печ.и для .сушки ко-вшей небольшой емкости
Нагрев футеровки при сушке должен быть равномерным, а
по окончании процесса сушки температура рабочего слоя долж-
на быть не менее 900° С.
. Показанная на рис. 57, б установка Коломенского завода
тяжелых станков обеспечивает эффективную сушку крупных
ковшей. Около сварной рамы 1 выложена стенка из шамотного
кирпича. Посредине ее, на расстоянии LOGO—1200 мм от пола,
101
смонтирована инжекционная газовая горелка 2 типа ИГК-25
для сушки ковшей емкостью до 5 т, ИГК-60 для 10—30 т ковшей
и ИГК-120 для ковшей емкостью более 30 т. Ковш 4 боковой
поверхностью устанавливают на подставку 3 на расстоянии
200—300 мм от стенки. Горелку вцлючают за 3—5 ч перед набо-
ром металла в ковш, с тем чтобы
Рис. 57. Установки для сушки крупных
ковшей
он нагрелся до 700—800 С.
Если в цехе нет газопрово-
да, вместо инженкционной
газовой горелки можно
установить мазутную фор-
сунку. Газы от сгорания
мазута отсасываются и вы-
брасываются через зонт 5
вентилятором. низкого дав-
ления.
Признаками качествен-
ной сушки ковша являются
отсутствие паровыделения
и нагрев наружной поверх-
ности кожуха ковша до
температуры не менее 70° С.
В стопорные ковши пос-
ле сушки устанавливают
стопорные стаканы и сто-
поры.
После сушки футеровка
ковшей тщательно проверя-
ется, а обнаруженные тре-
щины заделываются и зати-
раются футеровочной мас-
сой с последующей подсуш-
кой ковша.
Окраска ковшей является заключительной операцией. Кра-
ску (см. табл. 22) на футеровку рекомендуется наносить ровным
слоем при помощи кисти, щетки или пульверизатора. Чтобы
избежать дополнительной подсушки, окраске следует подвергать
горячие ковщи с тем, чтобы слой краски высыхал за счет внут-
реннего тепла футеровки.
§ 25. РЕМОНТ И ПОДГОТОВКА КОВШЕЙ К ЗАЛИВКЕ
Стойкость футеровки ручных ковшей составляет 4—5 ч не-
прерывной работы ковша. Для последующего применения руч-
ного ковша .необходимо старую футеровку полностью выбить,
корпус ковша отрихтовать, пригары и изъяны швов заварить.
После этого ковш необходимо заново зафутеровать, высушить
102
Примечай и е.
Ковши перед разливкой сушат и подогревают сначала дровами или коксом, а затем на печах-лежанках или на специальных стен-
дах мазутными факельными форсунками или газовыми горелками.
103
Рис. 58. Электриче-
ский нагреватель для
разливочных ковшей:
1 — нагревательный эле-
мент из нихромовой лен-
ты, 2 — планки-фиксато-
ры, 3 — приваренные руч-
ки, 4 — изолированные
провода к сети, 5 — свар-
ная рамка из стальных
уголков, 6 — плита из
трех огнеупорных кирпи-
чей
и окрасить. Стойкость монорельсовых и крановых ковшей за-
висит от их емкости. Как видно из табл. 28 особо крупные
ковши для разливки стали емкостью 2.0—>100 т служат только
для одной разливки, после чего направляются на ремонт. Футе-
ровка крупных ковшей после каждой заливки должна быть
тщательно осмотрена для определения степени ее износа и уста-
новления вида ремонта (текущий или капитальный).
монт включает следующие операции:
.1) установка ковша на стенд для ох-
лаждения при помощи аэратора до темпе-
ратуры не выше +40° С;
2)	удаление с рабочих поверхностей фу-
теровки шлаковых и металлических нарос-
тов, оставшихся после предыдущей залив-
ки;
3)	заделка соответствующим футеровоч-
ным составом швов футеровки и носка ков-
ша (подвергнувшихся резъеданию жидким
сплавом), трещин, а также тех мест, где
были сбиты наросты;
4)	закрашивание футеровки огнеупор-
ной краской;
'5	) сушка ковша.
Капитальный ремонт применяет-
ся в случае обнаружения таких дефектов,
как трещины сварных швов корпуса, неис-
правности траверсы, поворотного или сто-
порного механизмов, а также нарушение
кирпичной кладки. Оно происходит при из-
влечении металлических настылей и «коз-
лов» (объемная корка застывшего в ковше сплава), которые
образуются .из-за охлаждения залитого в ковш сплава. При
капитальном ремонте старая футеровка полностью выбивается,
корпус ковша осматривается и рихтуется, а пригары и изъяны
сварных швов исправляются электросваркой. После этого ковш
подвергается футеровке и просушке.
Для просушки футеровки и ее нагрева перед заливкой удоб-
но применять переносные электрические нагреватели (рис. 58)’,
размеры которых должны соответствовать габаритам нагрева-
емых ковшей. Нагреватель питается от сети однофазного тока
напряжением 127—220 в через понижающий трансформатор на-
пряжением 12 в.
По объему работы ремонты сталеразливочных ковшей раз-
деляются на пять видов в зависимости от состояния рабочей
части футеровки после окончания разливки стали:
а)	в новом и чистом ковше заменяют только стаканы;
б)	в чистом ковше заменяют гнездовой кирпич;
104
в)	в ковшах с небольшим «козлом» заменяют гнездовой
кирпич после удаления «козла»;
г)	в ковшах с большим «козлом» ремонтируют днище и за-
меняют гнездовой кирпич;
д)	замена рабочих рядов кладки.
Перед пуском ковша в работу необходимо проверить исправ-
ность всех его частей и механизмов. Особой проверке подлежит
стопорная система сталеразливочных ковшей. При этом плот-
ность запирания отверстия стакана пробкой стопора контроли-
руется с помощью сухого песка, который в положении «закры-
то» не должен высыпаться из ковша.
§ 26. ОРГАНИЗАЦИЯ ТРУДА И РАБОЧЕГО МЕСТА КОВШЕВОГО
Подготовка ковшей к заливке осуществляется в ковшевом
отделении литейного цеха, которое обычно располагается рядом
или вблизи плавильных 1печей. Ковшевое отделение представля-
ет собой площадку, оснащенную подъемно-транспортными сред-
ствами. При использовании
ковшей небольшой емкости
их транспортирование осу-
ществляется по монорель-
сам или с помощью кран-
балок, оснащенных тельфе-
ром. Крупные ковши пере-
носятся мостовыми кранами
и потому места для их ре-
монта располагаются в про-
лете цеха, в котором осуще-
ствляется заливка форм. С
учетом удобства доставки
материалов для футеровки
ковшей ковшевое отделение
следует располагать побли-
зости от склада формовоч-
ных и огнеупорных мате-
риалов.
Рабочим местом ковше-
вого (рабочего, занимающе-
! гося футеровкой и ремонтом ковшей)
ного цеха со всеми необходимыми для футеровки ковшей мате-
риалами, инструментами, приспособлениями и оборудованием.
На правильно организованном рабочем месте должны быть
чистота и порядок. Лишние материалы и приспособления долж-
ны быть убраны.
Склад формовочных и
огнеупорных материалов
Отделение заливки форм
Схема организации участка под-
ручных и монорельсовых ков-
шей к заливке
Рис. 59.
готовки
Плавильное отделение
называется участок литеи-
105
Склад формовочных и.
о г неупорных матери, алой
Рис. 60. Схема взаимодействия ков-
шевого, плавильного и заливочного
отделений конвейерного чугунолитей-
ного цеха
нения которых предусмотрены
Необходимые для работы материалы, инструменты и приспо-
собления должны быть в полном порядке и размещены так, что-
бы все было под руками, не 'было лишних хождений.
Рабочее место должно быть хорошо и равномерно освещено.
Рабочее место должно полностью удовлетворять требовани-
ям техники безопасности и санитарно-гигиеническим условиям
труда.
Организация труда и рабочего места ковшевого может быть
различной и зависит от ряда причин:
а)	типа и емкости футеруемых ковшей;
б)	мощности литейного це-
ха, от которой зависит число
футеруемых и ремонтируемых
ковшей;
в)	степени механизации
производственных процессов
литейного цеха (наличие или
отсутствие конвейеров и дру-
гих транспортных средств);
г)	вида сплава, из которо-
го цех производит отливки.
На рис. 59 показана схема
организации рабочего места
ковшевого при подготовке к
работе ручных и монорельсо-
вых ковшей в чугунолитейном
цехе с поточной организацией
труда. Ковшевое отделение
имеет пять участков. На участ-
ке I в бегунах 1 или месильной
машине 2 приготовляются фу-
теровочные составы, для хра-
щики 3. Исходные материалы
доставляются со склада формовочных и огнеупорных материа-
лов с помощью электротельфера 4, перемещающегося по под-
весному двухрельсовому пути 5. Участок II предназначен для
производства футеровочных работ. Установленный здесь шкаф
6 служит для хранения инструмента и приспособлений. На
участке III производится сушка ковшей, для чего предусмот-
рен' сушильный шкаф 7, газовые горелки и нефтяные форсунки
8. Участок IV необходим для приема и хранения вышедших из
строя ковшей, а также производства подготовительных работ
по выбивке футеровки, рихтовке и ремонту корпусов ковшей. На
участке V располагается склад готовых к заливке ковшей.
Взаимосвязь ковшевого отделения с плавкой и отделением
заливки форм видна на рис. 60. Ковши к вагранкам 1 и на
движущуюся заливочную платформу 2 доставляются тельфера-
106
ми 3, которые перемещаются по подвесным двухрельсовым пу-
тям 4. При этом заливаемые формы располагаются на платфор-
мах 5 напольного горизонтально-замкнутого конвейера 6. Зали-
тые формы поступают под кожух 7 для охлаждения отливок в
формах, а затем на выбивку (см. рис. 18).
Организация работы отделения для подготовки стопорных
ковшей отличается наличием участка сборки и сушки стопоров,
вспомогательных мест для хранения фасонных огнеупорных из-
делий (кольца, пробки и др.), металлических элементов стопор-
ных механизмов, а также рабочего запаса огнеупорного кир-
пича.
Для достижения высокой производительности труда и обе-
спечения качественной подготовки ковшей к заливке ковшевой
обязан:
1)	строго придерживаться установленного технологического
процесса выполнения операций, применять качественные футе-
ровочные составы, обеспечивать требуемую толщину футеровки,
соблюдать режимы сушки ковшей и т. д.;
2)	соблюдать на рабочем месте чистоту и порядок;
3)	не покидать без необходимости рабочее место.
Контрольные вопросы
I.	Перечислите типы применяемых в литейных цехах заливочных ковшей
и укажите область .их применения.
2.	Какие существуют способы транспортирования ковшей с расплавлен-
ным сплавом?
3.	Какие материалы применяются для футеровки ковшей? Укажите их
назначение.
4.	В чем состоят основные методы футеровки ковшей различных типов?
5.	Дайте характеристику методов сушки заливочных литейных ковшей
6.	Перечислите принципы организации труда и рабочего места ковшевого.
Глава IV
Заливка литейных форм
§ 27.	КОНТРОЛЬ И УЛУЧШЕНИЕ СВОЙСТВ СПЛАВОВ ПЕРЕД ЗАЛИВКОЙ
Контроль свойств сплава. При заливке сплава в формы сплав
должен удовлетворять требованиям, главнейшими из которых
являются:
а)	правильность химического состава;
б)	определенная температура при выпуске из печи;
в)	хорошая жидкотекучесть;
г)	чистота от шлака.
Контроль химического состава ведется в цехо-
вой экспресс-лаборатории, где анализом стружки (взятой из
образца-пробы) или спектральным методом определяют присут-
ствующие в сплаве элементы и их количество.
Температура сплава при выпуске из плавильной печи
(табл. 29) чаще всего определяется термопарой или оптическим
пирометром.
Термопара (рис. 61, а) представляет собой чувствительный
элемент, состоящий из двух проволок 1 разных металлов (хро-
мель— алюмель, платина — платинородий и др.), концы кото-
рых спаяны и заключены в защитный кожух в виде стальной,
фарфоровой или кварцевой трубки. Свободные (ненагреваемые)
концы проволок присоединяют с помощью двух проводов к из-
мерительному прибору — милливольтметру 2. При погружении
защитной трубки в ковш с расплавленным сплавом спай нагре-
вается, благодаря чему в электрической цепи возникает ток.
Сила тока пропорциональна степени нагрева спая и замеряется
милливольтметром. Последний может давать показания темпе-
ратур сплава в градусах, если он отградуирован на температур-
ную шкалу.
Оптический пирометр (рис. 61, б) основан на принципе срав-
нения цвета раскаленной нити лампочки пирометра с цветом
зеркала жидкого металла. При измерении температуры рас-
108
плавленного сплава смотрят в окуляр 2, снабженный красным
стеклом 3 и линзой 4, и направляют объектив 1 на струю или
поверхность жидкого сплава. Для увеличения или уменьшения
силы тока, проходящего через нить накала лампочки 5, враща-
ют движок реостата 8 и, таким образом, устанавливают такую
силу тока, чтобы цвет накала лампочки и цвет зеркала сплава
стали одинаковыми. Температура сплава определяется по пока-
заниям стрелки гальванометра 7. Источником постоянного элек-
трического тока в приборе является батарея 6. Наличие в систе-
Рис. 61. Приборы тля измерения температуры рас-
плавленного сплава
ме дымчатого стекла 9 позволяет измерять температуру сплавов
от 1200 до 3000° С, в то время как при его отодвигании в сторону
гальванометр в состоянии замерять температуру в пределах
600—1400° С.
Из опыта работы литейных цехов известно, что оптический
пирометр показывает несколько заниженные температуры.
Чтобы узнать истинную температуру сплава, в показания
прибора вводят поправку, величину которой находят по табл.
30 и 31.
Жидкотекучесть силавов контролируется по техноло-
гическим пробам (см. рис. 25).
109
Таблица 29
Температура выпуска сплава из плавильной печи
Материал отливки	Вид литья или толщина стенки, мм	Температура выпуска по оптическому пирометру без по- правки, ° С
Серый чугун марки СЧ 18-36 и ниже	Мелкое	* 1380 1
	Среднее	1340
	Крупное	1310
Серый чугун марки СЧ 21-40 и выше	Мелкое	1400
	Среднее	|	1370
	Крупное	1340
Высокопрочный чугун	—	1380—1450
Ковкий чугун		1400—1450
Углеродистая и низколегированная сталь	Мелкое и среднее	1550
	Крупное	1520
Высоколегированная сталь	Мелкое и среднее	1570
	Крупное	1540
Алюминиевое литье (типа силумин)	До 10	730—750
	10—20	710—730
	Свыше 20	700—710
Оловянная и фосфористые бронзы	До 10	1150—1200
	10—20	1100—1150
	Свыше 20	1050—1100
Кремнистая латунь (типа ЛК-80- ЗЛ)	До 10	1130—1180
	Свыше 10	1080—1130
Г-	....... Алюминиевая бронза	До 10	1		1150—1250
НО
Таблица 30
Поправка в 0 С к показаниям оптического пирометра при замере
температуры чугуна в ковше
* 	 - _ 	 Характер поверхности жидкого чугуна	Поправка к показаниям оптического пирометр а		
	при 1200-1300° С	при 1400° С	при 1600° С
Темные места (свободные от окис- лов)			 1	+ (85-4-100)	+ (110ч-125)	+(130-160)
Светлые места (окислы)	4- (5—10)	+ (5-15)	+ (Юн-17)
Таблица 31
Поправки к показаниям оптического пирометра при замере температуры
чугуна в струе
Показания пирометра, ° С	До 1200	1200-1250	1250-1300	1300-1400	1400—1500
Поправка, °C Г	+40	+50	+ (60—90)	+ (90—125)	+ (125-145)
Склонность к от б ел у характерна для серого чугуна
и контролируется ло виду излома клиновой технологической про-
бы, которая отливается в песчаной форме и после охлаждения
в ней до 650—700° С ломается. С учетом требований хорошей
обрабатываемости отбел в изломе образца должен отсутство-
вать или занимать небольшой участок по высоте тонкой части
клина.
Чистота сплава от шлака обеспечивается, если
снабжать желоб печи специальным шлакоотделителем (рис. 62).
Наличие перегородки 1 позволя-
ет при выпуске сплава из печи
удалять шлак через боковой же-
лоб 2. При этом чистый от шла-
ка сплав сливается в ковш через
носок 3. Отверстие 4 предусмот-
рено для спуска оставшегося на
желобе шлака в конце плавки.
Улучшение свойств сплавов.
В современных литейных цехах
оно достигается легированием.
Рис. 62. Желоб вагранки с пере-
городкой для отделения шлака
модифицированием, раскислением, рафинированием и другими
методами (см. гл. 2). С этой целью перед наполнением ковша
Ш
или во время выполнения этой операции в расплавленный
сплав могут вводиться легирующие примеси, модификаторы, рас-
кислители и другие добавки, которые требуют предварительной
подготовки.
Вводимые в ковш ферросплавы (феррохром, ферротитан
и др.) дробят в щековых дробилках до размера кусков 5—12 мм.
Хлористый марганец, фторбериллат натрия и другие легирую-
щие добавки для магниевых сплавов вводятся в расплавленный
металл без какой-либо специальной подготовки. Модификаторы
в зависимости от вида модифицируемого сплава подвергаются
дроблению, просушке и подогреву. Так 75%-ный ферросилиций,
ферротитан, силикокальций, ферробор, церий и некоторые дру-
гие перед присадкой дробят и подогревают до 500—600° С. При
емкости ковша 50 кг размер кусков модификаторов для чугуна
и стали должен составлять 2—5 мм, при емкости 100 кг —5—
10 мм, а при крановых ковшах —45—20 мм.
При заливке крупных деталей весом 5—70 т модификатор в
виде кусков размером 5-—50 мм подается в литниковую чашу с
перегородкой. При модифицировании ферритного ковкого чу-
гуна ферромарганец в виде зерен диаметром 1—3 мм должен
вводиться в ковш перед наполнением его металлом. Это позво-
лит предотвратить выделение графита в толстостенных сечениях
отливок. При получении чугуна с шаровидным графитом реко-
мендуется модифицировать сплав лигатурами 20% Mg 4-80 % Ni
или 20% Mg4-80% ферросилиция (75%-ного), которые необхо-
димо дробить на куски размером 10—15 мм в поперечнике. Для
цветных сплавов применяют модификаторы в кусках и в виде
размолотого .порошка, но только после просушки при темпера-
турах «150—200°С до влажности, ле превышающей 1%; они хра-
нятся в закрытой таре -в сухом месте. Раски ели тел и используют
после дробления в виде кусков: ферросилиций и ферромарганец
размерами в поперечнике до 50 мм, а алюминий весом 2—3 кг.
Для освобождения от пыли и мелких частиц, плохо усваивае-
мых сплавом, присадки перед использованием просеивают через
сито с отверстиями ячеек 2—3 мм.
§ 28.	ВЫБОР ЕМКОСТИ КОВША И УСЛОВИЯ ЕГО ЗАПОЛНЕНИЯ СПЛАВОМ
В чугунолитейных цехах с малой и средней механизацией,
когда заливка форм осуществляется на плацу, при вы-боре
емкости разливочных ковшей исходят из весовой группы полу-
чаемых отливок (табл. 32).
Основным фактором, учитываемым при выборе типа и емко-
сти разливочных ковшей в конвейерных литейных, является ме-
таллоемкость форм, которая определяется с учетом веса и числа
располагаемых в форме отливок (табл. 33).
112
Таблица 32
Емкости конических и барабанных ковшей для заливки форм серым
и ковким чугуном
		Весовая группа литья, кг		
Показатели	До 10	10-30	30-50.	50-100
Средний вес .отливок, кг		5	25	40	75
Емкости ковшей, кг: ручных	 крановых 		20--50	50—80	1504-250 ч 1	150-ь250 7родолжение
		Весовая группа литья, кг		
Показатели	100-2Б0	250-500	500-2000	2000-5000
Средний вес отливок, кг			150	350	1000	2500
Емкости ковшей, кг: ручных	 крановых	 Емкость	3504-500 ковшей в кс	7504-1000 >нвейерных л	2000ч-5000 т итейных	50004-10000 а б л и ц а 33
Назначение конвейера	Средний вес металла в од- ной форме, кг	Среднее число форм,заливае- мых из одного ковша	Емкость ков- ша, кг	Способ до- ставки метал- ла из вагранок к формам на конвейере
Для безопочной фор- мовки 	 Для мелкого литья . Для разного литья . . Для блока цилиндров В литейных kobkoi меняется система пр раздаточные ковши	9 14 25 110	1 ’о чугуна п едвзритель емкостью ,	18—20 14—18 8—10 5 эи получен] ного набо^ 0,5—1,5 т	150—180 200—250 200-250 550 ии мелкого )а сплава с последу	По моно- рельсу В ковшах без перели- ва То же литья при- из печи в юшей его
113
разливкой вблизи мест заливки в более мелкие ковши емкостью
30—50 кг.
В литейных цехах с массовым и крупносерийным производст-
вом обычно используются ковши, емкость которых обеспечивает
заливку наиболее крупной формы, из одного ковша. При полу-
чении особо крупных отливок выбор емкости ковшей ведется ча-
ще всего из расчета заливки формы из двух и более ковшей.
Перед использованием ковша его футеровка должна быть
тщательно отремонтирована, просушена и разогрета дровами,
коксом, газовой горелкой или форсункой до покраснения (600—
800°С) . Перед заполнением сплавом необходимо освободить дно
ковша от золы, угля и т. п., а затем продуть его сжатым воз-
духом.
Во избежание разбрызгивания и окисления расплава ковш
следует по возможности близко поднести (подставить) к желобу
печи, а в начале заполнения немного наклонить в сторону печи,
чтобы сплав спокойно .стекал по стенке ковша.
Рекомендуется заполнять ковши (независимо от их емкости)
не более чем на 7/в их высоты. Кипение сплава в ковше при его
наполнении указывает на недостаточную просушенность футе-
ровки ковша. После прекращения кипения сплав должен быть
слит в изложницу. Если при повторном наполнении кипение не
повторяется, то сплав может быть использован на заливку форм.
§ 29.	КОНТРОЛЬ ГОТОВНОСТИ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ К ЗАЛИВКЕ
Подготовка форм к заливке включает операции установки
и надежной фиксации стержней, сборки и скрепления ее частей
в единое целое. Последнее осуществляется наложением груза,
скреплением полуформ конусными скобами и другими методами
(см. рис. 12). В современных литейных цехах наложение груза
на формы осуществляется автоматически с помощью подвесных
конвейеров, которые движутся синхронно с литейным конвейе-
ром (рис. 63). Наложение груза на форму и его подъем произ-
водятся за счет наличия нисходящей и восходящей трасс пере-
мещения подвесок с грузами.
Перед заливкой формы рабочий-заливщик обязан убедиться
в ее готовности к приемке сплава. При этом он контролирует:
а)	чистоту от сора и правильность выполнения литниковых
чаш и воронок, оформляемых в самой форме;
б)	целостность, правильность установки и надежность укреп-
ления на поверхности формы литниковых, выпорных и прибыль-
ных надставок;
в)	наличие и готовность к заливке шлакозадерживающих
приспособлений (сеток, пробок, перегородок в чашах);
г)	наличие и правильность установки жакетов на безопочных
формах;
114
Рис. 63. Установка для автоматического нагружения
форм:
1 — цепь, 2 — звездочки, 3 — рама, 4 — груз, 5 — привод, 6 —
литейный конвейер
Рис. 64. Влияние положения отливки в форме на вес
используемого при заливке груза:
а —- отливка расположена в форме горизонтально, б — отливка
расположена в форме вертикально
д)	правильность и надежность установки форм на заливочном
плацу или платформе конвейера;
е)	надежность скрепления частей формы.
Во избежание опрокидывания нельзя заливать стопочные
ступенчатые формы, если центр тяжести верхней опоки (части
формы) выходит за границы площади опорной части формы.
Особое внимание заливщик уделяет контролю надежности
скрепления формы, а при использовании для этой цели грузов
должен уметь определить достаточность их веса.
Расчет веса груза. Во избежание подъема верхней опоки
под действием давления заливаемого в форму сплава величина
груза должна составлять:

(1)
где Р — величина груза, кг-,
F — площадь горизонтальной проекции отливки, дм2;
Н — высота уровня металла над верхней поверхностью от-
ливки, дм;
у — удельный вес жидкого металла (ориентировочно можно
принимать значение v для черных металлов 7 кг/дм3,
медных сплавов 8 кг/дм3, для алюминиевых и магние-
вых сплавов 2 кг!дм3;
g — вес верхней опоки, кг;
К — коэффициент запаса (для безопочной формовки при-
нимают 1,2; в остальных случаях 1,5—2,5).
По практическим данным в большинстве случаев подбирают
груз, вес которого в 3—'5 раз должен быть больше веса отливки.
Величина веса груза в большой степени зависит от положения
отливки в форме (рис. 64). Например, при заливке плиты в
горизонтальном положении (см. рис. 61, а) давление жидкого
металла на верхнюю опоку при ее весе 30 кг почти в 12 раз
больше, чем при вертикальном (см. рис. 61, б), что видно из
расчета:
Fверт =4 X 1 =:4 дм2; Р верт ^Х-Херт X FI Ху g) К=
= (4 х 2,5 х 7 - 30) х 2,5= 100 кг;
Хор = 7 X 4=28 бж2; РГ0р=(Frop X И X 7 — g) К=
= (28 X 2,5 X 7 — 30) X 2,5=1150 кг.
Если опоки скрепляют болтами, то общую площадь их
сечения подсчитывают по формуле
15и
где Р — величина груза (кг), подсчитанная по формуле (1);
f — площадь сечения болта, мм2;
п — количество болтов;
116

•15 — допускаемое напряжение (кас/лш2) с учетом запаса
прочности.
Убедившись в готовности формы, заливщик проверяет нали-
чие условий для осуществления процесса ее заливки. К числу
таких условий относятся наличие свободного подхода к форме,
возможность размещения около нее заливочного ковша, а также:
его наклона.
§ 30.	ГАЗОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, ПРОТЕКАЮЩИЕ В ФОРМЕ
ПРИ ЗАЛИВКЕ
Быстрый прогрев до высоких температур рабочей поверх-
ности формы теплом заливаемого сплава вызывает увеличение
количества газов в ее полости, а также их давление. Увеличение
количества газов происходит за счет испарения воды, сгорания
входящих в формовочную смесь органических веществ (камен-
ный уголь, древесные опилки, связующие вещества и др.). По-
вышение давления образующихся паров и газов имеет место
из-за увеличения их давления при подъеме температуры в фор-
ме и за счет сгорания трудновоспламеняющихся веществ.
Количество газов в форме и их давление обуславливают
качество получаемой отливки и безопасность работы залив-
щиков. При газовом давлении, превышающем давление со сто-
роны втекающего в (форму сплава, пары и тазы не успевают
проходить через поры формы, а потому прорываются через рас-
плавленный сплав и выходят из формы через наполненный жид-
ким сплавом стояк, что вызывает кипение сплава. При этом часть
паров и газов остается в сплаве, образуя в отливке пустоты —
газовые раковины.
Если формовочная смесь содержит повышенное количество
влаги, то это при заливке может привести к большому скопле-
нию паров и газов в форме, а затем и выбросу из нее расплав-
ленного сплава, который может вызвать ожоги заливщиков
и других находящихся поблизости людей.
Для устранения отмеченных недочетов в литейных цехах
стремятся снизить давление газов в форме путем повышения ее
газопроницаемости (устройство наколов и газоотводных кана-
лов), а также повышением давления заливаемого сплава. По-
следнее достигается устройством литниковой системы, обеспечи-
вающей высокий напор заливаемого в форму сплава. Для оздо-
ровления атмосферы цеха при заливке поджигают выходящие
из формы газы.
§ 31.	УСЛОВИЯ ЗАЛИВКИ ФОРМ
Для- получения отливок высокого качества заливщик должен
вести заливку с соблюдением определенных условий, показа-
телями которых являются:
5-658
117
а)	температура сплава;
б)	длительность заливки формы;
в)	характер поступления сплава в форму;
г)	степень заполненности литниковой чаши сплавом;
д)	высота струи;
е)	своевременность заливки формы;
ж)	предупреждение попадания в форму шлака и неметалли-
ческих включений.
Температура заливки сплава в форму обуславли-
вается главным образом характером получаемых отливок: чем
меньше толщина стенок и больше габаритные размеры тонко-
стенной отливки, тем выше должна быть температура сплава.
Она также зависит от химического состава используемого
сплава. Опыт показывает, что температура заливки серого чу-
гуна в формы должна быть тем выше, чем меньше в нем содер-
жание углерода, кремния и фосфора.
Температура заливки сплава в форму тесно связана с вели-
чиной его усадки. Учитывая это, при получении чугунных мас-
сивных отливок стремятся вести заливку форм при минималь-
ных температурах сплава, а если чугун был перегрет при плавке,
то его перед заливкой выдерживают в ковше. В табл. 34—36
приводятся примерные данные о температурах заливки литей-
ных сплавов в формы при получении различных групп отливок.
Таблица 34
Температуры заливки для отдельных групп стального литья
Группы стали, используемые для производства отливок	Группы отливок	Температура заливки (по оптическому пиро- метру без поправки), °C
Углеродистая и низколегиро- ванная	Крупные толстостенные	1390—1420
	Средние	1420—1450
	Мелкие тонкостенные	-	1450—1550
Высокомарганцовая	Средние и крупные	1350—1380
У	<- 	     1	  	 Высоколегированная (кисло- тостойкая, нержавеющая и др.)	Средние и крупные	1420—1480
	Мелкие тонкостенные	1480—1570
Стремясь обеспечить требуемую температуру заливаемого в
форму сплава, заливщик должен принимать во внимание, что
сплав теряет часть тепла при выпуске его в ковш, при транспор-
тировании, а также во время заливки (табл. 37 и 38).
Длительность заливки формы (табл. 39) опреде-
ляется конфигурацией, весом и толщиной стенок получаемой
118
1
Температуры заливки цветных сплавов
Таблица 36
Сплавы	4 % Толщина стенок отливки, мм	Т емпература заливки (по оптическому пирометру без' поправки), °C
Оловянные и фосфористые бронзы	До 10	1100—1150
	От 10 до 20	1050—1100
	Свыше 20	1000—1050
Алюминиевая бронза	До 10	1100—1200
Кремнистая латунь (типа ЛК-80- ЗЛ)	До 10	1100—1150
	Свыше 10	1050—1100
Алюминиевые (типа силумин)	До 10	710—730
	От 10 до 20	700—710
	Свыше 20	690—700
Магниевые	—	690—800
Таблица 37
Понижение температуры чугуна при выдержке в ковше
Операции	Емкость ковша, кг	Понижение тем- пературы, °C
Выпуск из печи или перелив из ковша
в ковш
Выдержка 'в течение 1 мин в ковше . ~
То же.................................
» .................................
» .................................
» .............................. . .
50
150
300
1000—2000
3000—4000
20—50
20—40
15-30
10—20
5—10
До 6
отливки, а также конструкцией и размерами сечений элементов
литниковой системы формы.
Время заливки формы также зависит от условий проведения
этой операции — высоты носка над чашей или воронкой и ско-
рости поворота (наклона) ковша (табл. 40).
Характер поступления сплава в форму ока-
зывает влияние на чистоту сплава по неметаллическим включе-
ниям и газам. Основным требованием, предъявляемым к залив-
ке, является обеспечение непрерывности поступления струи
сплава в форму. Нарушение этого .правила ведет к засасыванию
120
Таблица 38
Падение температуры стали при выпуске и заливке
Емкость ков-	Падение темпера-	Падение температуры в ковше, °C в минуту, при дли- тельности заливки	
ша, кг	туры при выпуске в ковш, °C	первые 10 мин	последующие	й	о_ 10—20 мин	более 20 мин
50—70 2000—3000	75—85	30—40 4,0—5,0	2,5-3,0	2,0—2,5
4000—5000	70—80	3,0—4,0	2,0-2,5	1,5-2,0
7000—8000	65—75	2,0-3,0	1,5—2,0	1,0-1,5
10000—12000	60—70	2,0—3,0	1,5-2,0	1,0—1,5
Таблица 39
Время заливки форм серым чугуном (по практическим данным)
Вес металла в форме, Продолжительность
заливки, сек
Вес металла в форме, Продолжительность
кг	заливки, сек
3-5	2-3	250—500	20—28
5—10	3—4	500—1000	28—40
ГО—50	4—9	1000—5000	40—85
50—100	9—12	5000—10000	85—120
100—250	12—20	10000—50000	120—250
Таблица 40
Весовые скорости заливки чугуна в формы, кг! сек
Тип ковша	Поворот ковша		
	медленный	средний по скорости	быстрый
Ручной: для одного рабочего	 для двух рабочих	 Крановый средней емкости .... Крановый большой емкости ....	2,0—2,5 3,0—4,0 5,0—6,5 15-30	2,5—3,5 4,0—5,5 6,5—8,5 30—50	3,5—5,0 5,5—7,0 8,5—10,5 50—100
атмосферного воздуха в форму, попаданию в нее шлака и дру-
гих посторонних включений, в связи с чем создаются благопри-
ятные условия для образования брака отливок по газовым и
шлаковым раковинам, засорам, спаям и недоливу.
Степень заполненности литниковой чаши
сплавом в течение всего периода заливки формы является
•для заливщика контрольным признаком, указывающим на со-
блюдение необходимых условий, обеспечивающих получение
доброкачественной отливки. Обеспечивая постоянное наполне-
121
ние чаши сплавом, заливщик создает благоприятные условия
для всплывания шлака и других неметаллических включений,
что предупреждает их попадание в стояк, а следовательно, в
отливку.
Высота струи сплава (расстояние от верха воронки
или чаши до носка ковша) оказывает существенное влияние на
качество .получаемых отливок. Большая высота струи нежела-
тельна, так как создает повышенное давление сплава на стенки
полости формы, что может привести к ее распору — увеличению
размеров отливки. Кроме того, она создает благоприятные усло-
вия для окисления металла, размыву стенок литниковой чаши,
возникновению завихрений в ней сплава. Такие условия заливки
создают предпосылки для получения брака отливок по газовым,
шлаковым и песчаным раковинам.
Рекомендуется подводить носок ковша как можно ближе к
литниковой воронке или чаше с тем, чтобы высота струи сплава
' не превышала 100—150 мм.
Своевременность заливки сплавом форм в боль-
шой степени влияет на .получение качественной отливки. Как
показывает производственный опыт, чрезмерно длительная вы-
держка собранной под заливку формы может привести к отсы-
рению стержней, обсыханию и осыпанию ее углов, что может
явиться причиной брака по вскипам и засорам.
Предупреждение попадания в форму шла-
ка и неметаллических включений достигается
тщательной очисткой шлака с поверхности жидкого сплава в
ковше. С этой же целью рекомендуется применение литниковых
систем с сетками, зигзагообразные и ступенчатые шлакоулови-
тели, дроссели и другие тормозящие элементы (см. гл. I).
§ 32.	КОНТРОЛЬ ПРОЦЕССА ЗАЛИВКИ ФОРМ
Контроль за правильностью заполнения формы сплавом и
установления момента окончания процесса ее заливки в литей-
ных цехах обычно ведется заливщиками, которые судят об уров-
не сплава в форме по мере заполнения им выпоров. Учитывая
ненадежность такой системы контроля, ее опасность для залив-
щиков (скопившиеся в форме газы могут внезапно выбросить
из выпора жидкий сплав), а также потери сплава в выпорной
воронке, рекомендуется контроль за процессами заливки вести
с помощью специальных устройств — сигнализаторов.
На рис. 65 показано простое по устройству приспособление,
которое позволяет надежно контролировать уровень жидкого
металла в форме. Концы двух проводников 2 устанавливаются
в выпоре 3 на уровне верхней стенки отливки 4. Жидкий металл,
заполняя форму, поднимается до уровня проводников и замы-
кает электрическую цепь, лампочка 1 сигнализирует о том, что
122
заливка формы окончена. Установка питается током от акку-
мулятора или трансформатора. В приспособлении можно ис-
пользовать три проводника. Третий проводник (показан на ри-
сунке пунктиром) устанавливается несколько выше двух первых.
Когда металл поднимается до третьего проводника, замыкается
вторая цепь и вспыхивает вто-
рая лампочка. Таким образом,
загорание первой лампочки яв-
ляется сигналом «внимание», а
загорание второй — сигналом
«прекращение заливки».
Оригинальная конструкция
электрического контактного из-
мерителя высоты металла в
форме разработана и внедрена
в производство на Ленинград-
ском заводе подъемно-тран-
Рис. 65. Схема устройства сигнали-
затора для контроля заливки форм
спортного оборудования (рис.
66, а). Два медных проводника 2, изолированных друг от друга
фарфоровыми бусами, помещены в фарфоровую трубку 3. На
этой трубке закрепляется через асбестовую прокладку пере-
Рис. 66. Схемы устройства контактного измерителя высоты залитого
сплава (с) и электрической сигнализации о процессе заполнения формы
сплавом (б)

Движная планка 4, .которая с помощью зажимных винтов позво-
ляет изменять высоту установки трубки 3 в форме.
На планке смонтирована штепсельная розетка 5, к которой
подключены верхние концы проводников контактного измерите-
123
ля. Чтобы предохранить трубку от разрушения жидким спла-
вом, нижние концы проводников выпускаются из нее на 50—
60 мм и заделываются в пробку 1 из огнеупорной глины, причем
на длине 1—2 мм эти концы оставляются неизолированными.
Цепь сигнальной системы (рис. 66, б) состоит из последова-
тельно соединенных понижающего трансформатора с напряже-
нием 12 в и электрической сигнальной лампочки 6. Параллельно
лампочке включен звуковой (автомобильный) сигнал 7.
Перед заливкой формы контактный измеритель опускается
сквозь выпор в полость формы и подвешивается на передвиж-
ной планке, которая опирается на верхнюю плоскость формы.
После того как уровень заполняющего форму жидкого сплава
при заливке достигает неизолированных концов проводников
контактного измерителя, электрическая цепь сигнальной систе-
мы замкнется, лампочка загорится и начнет действовать звуко-
вой сигнал. По этому сигналу прекращают заливку формы, а
контактный измеритель извлекают из формы. Находящийся в
литниковой системе после прекращения заливки жидкий металл
сливается в изложницы. Такая сигнализация позволяет сокра-
тить расход металла на литниковые и выпорные чаши.
§ 33.	СПОСОБЫ ЗАЛИВКИ ФОРМ
В зависимости от метода установки форм под заливку раз-
личают несколько основных способов их заполнения сплавом:
на полу (плацу) литейного цеха, на рольганге и на конвейере.
Кроме того, в отдельных литейных цехах применяются специ-
альные способы заливки форм: в наклонные и поворачиваемые
формы, сифоностопочная заливка, непрерывная разливка и др.
Заливка форм на плацу применяется в маломеха-
низированных литейных цехах. Являясь наиболее простым и
надежным способом заливки, она имеет ряд существенных недо-
четов (невысокая производительность труда заливщиков ввиду
транспортирования ковшей со сплавом на большие расстояния,
возможность получения брака отливок из-за остывания сплава
в ковше, отсырения стержней и обсыпания форм и др.). При
заливке на плацу формы устанавливаются поштучно или стоп-
ками. Поштучная заливка форм широко применяется при про-
изводстве средних и крупных отливок. Для удобства заливки
такие формы устанавливаются рядами с оставлением проходов
для движения заливщика с ковшом. При этом литниковые чаши
и воронки располагаются в части формы, находящейся ближе
к заливочному проходу. Недостатком такого способа заливки
является также низкий коэффициент использования заливочного
плаца.
При получении отливок значительной длины при сложной их
конфигурации и сравнительно небольшой толщине'стенок (ста'
124
нины металлорежущих станков весом свыше 5 т и др.) приме-
няется заливка формы одновременно из двух ковшей.
Заливка собранных в
Рис. 67. Формы, установленные для стопоч-
ной заливки:
а — ступенчатой» б — этажной
стопку форм (рис. 67)
характерна высоким ко-
эффициентом использова-
ния заливочного плаца и
высокой производитель-
ностью труда заливщи-
ков. Различают два вида
стопочной заливки — сту-
пенчатая и этажная. В
первом случае (см. рис.
67, а) отдельно изготов-
ленные и состоящие из
двух половин формы ус-
танавливаются друг на
друга со смещением: каждая лежащая выше форма сдвинута
относительно ниже расположенной формы на ширину литнико-
вой чаши. Заливка таких составленных в стопку форм осуществ-
ляется раздельно, начиная с нижней формы. Ступенчатая залив-
Р;ис. 68. Одновременная
сифонная заливка не-
скольких стопочных
форм:
1 — стояк, 2 — стопки форм,
3 — поддон
125
Рис. 69. Схема рабочего места при заливке
форм на рольганге
ка форм применяется при производстве мелкого и среднего
литья. Так, на московском заводе «Станколит» составляют сту-
пенчатой стопкой две формы с опоками размером 1000Х900Х
Х300 мм. Для установки ступенью большого количества форм
применяют специальные поддерживающие стойки. Во втором
случае (см. рис. 67, б) 10—Д2 и более наформованных опок
ставятся друг на друга. При этом каждая опока, исключая ниж-
нюю и верхнюю, используется с двух сторон, что ускоряет и об-
легчает процесс изготов-
ления формы, повышает
ее металлоемкость. Этаж-
ная стопочная заливка
применяется для получе-
ния очень мелких, невы-
соких отливок (поршне-
вые кольца, мелкие
крышки и т. п.) и осуще-
ствляется через один об-
щий стояк, чем снижает-
ся расход металла на
литниковую систему.
На Брянском парово-
зостроительном заводе «Красный Профинтерн» и Ждановском
машиностроительном заводе при получении стальных отливок
весом до 50 кг применяется сифоностопочная заливка форм
(рис. 68). Заливка ведется из ковша емкостью 30—-40 т. В сифо-
ностопочной форме одновременно заливают от 8 до 480 отливок
при весе металла в форме до 1500 кг. Введение такого метода
позволило повысить производительность труда заливщиков и
съем литья с 1 м2 площади цеха.
Заливка форм на рольганге (рис. 69) применяется
в литейных цехах со средним уровнем механизации производ-
ственных процессов. На участок заливки формы 2 подкатыва-
ются по рольгангу 7, а висящий на подвеске заливочный ковш 4
с расплавленным сплавом доставляется по монорельсу 3. Напол-
нение заливочного ковша осуществляется из большого (емко-
стью 1,5—2,0 т) раздаточного ковша 5, который подается на
участок заливки от плавильной печи электротельфером по мо-
норельсу (см. рис. 45) или мостовым краном. В последнем слу-
чае ковш для раздачи сплава устанавливается на неподвижный
стенд. Для слива остатка сплава в ковше на участке заливки
предусмотрены изложницы 6, окраска которых производится
раствором белой глины, хранящейся в бачке 7. Ящик 8
предназначен для хранения извлекаемых из изложниц
слитков.
Заливка форм на ко н в ей ер,е характерна для со-
временных литейных цехов с поточной организацией труда. На
126
Подъем подвесного
Рис. 70. Схема рабочего места при заливке безопочных
форм на литейном конвейере:
1 — раздаточный ковш на электротельфере, 2 — заливочный ковш
на подвеске, 3 — подвижная заливочная площадка, 4 — литейный
конвейер, 5 —• монорельс, 6 — изложницы, 7 — жакеты, 8 грузы,
9 —* трапы, 10 — бачок с раствором глины, 11— ящик для слитков,
12 — ящик для скрапа, 13 — ящик с модификатором, 14 подвес-
ной конвейер для грузов и жакетов, 15 — рабочее место установки
жакетов и грузов, 16 — рабочее место съема жакетов
Рис. 71. Схема рабочего .места заливки опочных форм
сталью на литейном конвейере
рис. 70, а приведена схема ра-
бочего места заливки безопоч-
ных форм на литейном конвей-
ере, которая, характерна тем,
что жакеты и грузы накладыва-
ются на формы и снимаются с
них вручную. Стрелками пока-
зано направление переноса
жакетов и грузов с одной вет-
ви конвейера на другую. На
рис. 70, б показана аналогич-
ная организация труда, но с
механизированным переносом
грузов и жакетов (см. также
рис. 63). В этом случае задача
рабочего заключается в том.
чтобы направить подвеску с
жакетом и грузом на форму.
Организация рабочего мес-
та заливки форм на литейном
конвейере 1 сталью (рис. 71)
характерна наличием непод-
вижной металлической пло-
щадки 4, расположенной на
уровне подвижного заливоч-
ного тротуара 2, вход на кото-
рый производится по лестни-
це — трапу 5. Расплавленная
сталь на участок заливки до-
ставляется в большом (емко-
стью 3—5 т) стопорном ковше
6, который устанавливается на
подставки неподвижно. Под
стопорным ковшом (ниже
днища на 600—700 мм) уста-
новлены параллельные брусья
7, по которым передвигается
для наполнения сталью снятый
вручную с подвески (на носил-
ках) монорельса 3 заливочный
ковш 8. На рабочем месте так-
Рис. 72. Устройство для перемеще-
ния заливочного ковша синхронно
с литейным конвейером
128
Рис. 73. Схема получения отливок зуб-
чатых колес при заливке сплава в на-
клонную форму:
а — положение формы в период заливки, б —
немедленно после заливки
же предусмотрены изложницы 9, бачок с раствором глины 10,
ящик для слитков 11 и ящик для скрапа 12.
В Польской Народной Республике запатентован механизм
для передвижения заливочного ковша, позволяющий заливать
крупные формы без остановки конвейера, а мелкие — без приме-
нения перелива из раздаточ-
ного ковша. Заливочное уст-
ройство (рис. 72, а) имеет
смонтированное на электро-
подъемнике 3 зубчатое ко-
лесо 2, а также замкнутую
роликовую цепь 7, установ-
ленную на уровне подъем-
ника и взаимодействующую
с зубчатым колесом. На
подъемнике подвешен ковш
72, б), в свою очередь, ук-
реплено на валу 5, имеющем дисковую .муфту 6. На вал 5 также
посажено червячное колесо редуктора 7, приводимого во враще-
ние от отдельного электродвигателя.,
При пуске в ход конвейера свободно вращающееся на валу
зубчатое колесо с помощью муфты соединяется с валом, после
4. Зубчатое колесо 2 (рис
Рис. 74. Поворачивающаяся форма для отлив
ки коленчатого вала:
1 — форма, 2 — заливочная чаша, 3 — поворотное
устройство
чего цепь тянет за собой электроподъемник вместе с ковшом со
скоростью, равной скорости литейного конвейера 8 (см. рис.
72, а). Устройство характерно тем, что с помощью редуктора
можно производить корректировку положения ковша относи-
тельно чаши литейной формы.
Заливка в наклонную форму и последующее изме-
нение ее положения (рис. 73) позволяют получать высокую плот-
129
ность отливок, так как в. этом случае создается наиболее благо-
приятный перепад температур, обеспечивающий направленное
затвердевание сплава и улучшение работы прибыли.
Заливка в поворачиваемую форму (рис. 74)
применяется -на Коломенском тепловозостроительном заводе
при отливке коленчатых валов двигателя тепловоза ТЭ-3 весом
Рис. 75. Схема 'расстановки оборудования на участке непрерывной за-
ливки форм:
1— литейный конвейер, 2 — металлическая форма (кокиль), 3 — разливочный но-
сок, 4 —• летка металлоприсмника, 5 — футеровка металлоприсмника, 6 — металле-
приемник, 7 — огнеупорный кирпич, 8 — дополнительный желоб, 9 — основной же-
лоб, 10— летка копильника, 11— копильник вагранки, 12 — стойка к основному
желобу, 13 — стойка к дополнительному желобу, 14 — вилка металлоприсмника,
15 — ось вилки, 16 — подшипники вилки, /7—тележка металлоприсмника, 18—
рельсы узкой колеи, 19 — фундамент конвейера, 20 — рабочее место заливщика,
21— пусковая педаль конвейера (нижняя), 22 — штурвал редуктора металлоприем-
ника, 23 — редуктор червячный, 24 — изложница для слива металла
1450 кг из высокопрочного (модифицированного магнием) чу-
гуна. Собранную форму для заливки устанавливают наклонно
к горизонту на угол 7—8° (рис. 70, а), а после заливки повора-
чивают на 90° с тем, чтобы кристаллизация отливки происхо-
дила в вертикальном положении (рис. 70, б). Такой метод за-
ливки с .последующим поворотом формы позволил сократить
число прибылей — экономить металл .на питание отливки в про-
цессе ее кристаллизации.
130
Непрерывная заливка форм на конвейере (рис.
75) была впервые внедрена на Свердловском паровозоремонт-
ном заводе. Способ заключается в том, что расплавленный чугун
из вагранки или из ее копильника поступает непрерывной струей
с помощью удлиненного желоба непосредственно в литейную
форму, которая находится на тележке конвейера. Такой метод
заливки можно применять при размещении трассы конвейера
от вагранки на расстоянии не более 2—3 м при наклоне допол-
нительного желоба под углом 3—'5°.
Внедрение метода непрерывной заливки позволило повысить
производительность труда заливщиков, увеличить скорость кон-
вейера и выпуск отливок в цехе.
§ 34.	ОРГАНИЗАЦИЯ ТРУДА И РАБОЧЕГО МЕСТА ЗАЛИВЩИКА
условия заливки форм рас-
Рис. 76. Схема рабочего места за-
ливщика на участке наполнения
ковшей чугуном из вагранки
Рассмотренные выше методы и
плавом дают представление об
организации рабочего места за-
ливщика.
Рабочее место заливщика
включает участки:
1)	наполнения ковшей спла-
вом;
2)	перемещения заливщика с
ковшом;
3)	заливки форм.
Участок наполнения
ковшей сплавом (рис. 76)
располагается вблизи мест вы-
пуска его из плавильной печи
или раздаточного ковша. Он оснащается монорельсом 7 с под-
весками или другими подъемно-транспортными средствами для
передачи заливочного ковша 3. Сплав выдается в ковш из ко-
пильника 4 вагранки 2. Вблизи от летки для выпуска чугуна из
печи предусмотрен ящик с модификатором 5. Для слива остат-
ков сплава из ковша на участке предусмотрены изложницы 8, а
также бачок с раствором белой глины 6, ящик 9 для получае-
мых в .изложницах слитков и ящик для сбора скрапа 1.
Участок перемещения заливщика с ковшом
представляет собой свободную от посторонних предметов сухую
дорожку, пол которой не должен быть скользким и находиться
в хорошем состоянии (без выбоин и выступов и т. д.).	*
Участок заливки в зависимости от производственных
условий в цехе может представлять собой плац с единичными
или стопочными формами, расставленными рядами под заливку;
участок, снабженный рольгангом для доставки и размещения за-
ливаемых форм (см. рис. 69) или заливочной ветвью литейного
131
конвейера (см. рис. 70 и 71). Для транспортирования ковшей
участок заливки снабжается подъемно-транспортными средства-
ми (мостовой кран, монорельс с подвесками для ковшей и др.).
Для удобства работы заливщика при заливке форм, располагае-
мых на движущихся платформах конвейеров, заливочная пло-
щадка устраивается в виде вертикально-замкнутого конвейера,
который движется со скоростью, равной скорости обслуживае-
мого им основного литейного конвейера.
Участок заливки должен иметь стенд с газовыми горелками
или печи для подсушки — прокаливания ковшей перед их ис-
пользованием.
Заливщику в процессе работы приходится выполнять ряд
вспомогательных операций: перемешивать сплав в ковше, очи-
щать зеркало сплава в ковше от шлака, извлекать из изложниц
слитки слива сплава, переносить и сбрасывать полученные в из-
ложницах слитки сплава в ящики, собирать и сбрасывать в ящи-
ки скрап и др. Для выполнения этих операций заливщик должен
иметь ломики (для извлечения слитков из изложниц), штанги
(для перемешивания сплава в ковше), счищалки для шлака,
крючья для захвата слитков и другие инструменты. Все эти ин-
струменты должны быть в исправном состоянии и храниться в
определенном месте. Во время работы они должны быть всегда
под рукой, очищены от ржавчины и сростков сплава, тщательно
подсушены. Заливщик должен знать, что соприкосновение ржа-
вого и холодного инструмента с расплавленным сплавом вызы-
вает местное газообразование и разбрызгивание сплава. По этой
же причине следует перед использованием подогревать модифи-
каторы, раскислители и другие вводимые в сплав присадки.
§ 35.	АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ЗАЛИВКИ ФОРМ
Стремление отказаться от ручной заливки форм на литейном
конвейере привело к разработке ряда устройств, позволяющих
автоматизировать эту ответственную операцию технологического
процесса получения отливок.
Основными вопросами при создании автоматической установ-
ки для заливки сплава в форму являются:
а)	выбор способа дозирования сплава;
б)	получение технологически необходимой весовой скорости
заливаемого в форму сплава;
в)	определение кинематической схемы заливочного устрой-
ства;'
г)	выбор рационального способа подачи сплава от плавиль-
ного агрегата к заливочному устройству. 
На рис. 77 показана схема и принцип действия одной из ус-
тановок для автоматической заливки литейных форм на конвейе-
132
ре или рольганге. Над весовой секцией конвейера или рольганга
2 подвешен на тельферу и динамометре 7 быстросменный сто-
порный ковш о, который перемещается по монорельсу. Дина-
мометр 7 солокирован с механизмом, автоматически закрыва-
ющим летку вагранки в случае
После накатывания на весовую
положение фиксируется упо-
ром /) включается электро-
магнит 3 подъема стопора
ковша 6. Опускание сто-
пора производится после
заполнения формы сплавом
и осуществляется с по-
мощью фотоэлемента 8, ко-
торый срабатывает при по-
явлении сплава в выпоре.
Одновременно с этим осво-
бождается упор 1, а вклю-
чающийся при этом привод
конвейера производит сме-
ну форм на весовой секции
(сталкивание залитой и на-
катывание подготовленной
к заливке). Вес заливаемо-
переполнения ковша сплавом,
секцию литейной формы 9 (ее
рим 77. Принцип действия установ-
ки для автоматической- заливки форм
на литейном конвейере или рольганге
го в форму сплава контро-
лируется показаниями 'ци-
ферблата 4 весовой секции.
На .циферблате предусмот-
рен контакт, позволяющий опускать стопор после заливки в фор-
му заданного количества сплава. Достоинством установки яв-
ляется возможность заливать литейные формы с разной метал-
лоемкостью в потоке.
Широкое внедрение в производство автоматических заливоч-
ных установок позволит создать безопасные условия труда за-
ливщиков, повысить культуру производства. При этом роль ра-
бочих-заливщиков будет состоять в настройке автоматических
устройств, а также контроле за работой заливочных установок.
Контрольные вопросы
1.	Какие требования предъявляются к расплавленному сплаву перед его
заливкой в форму?
2.	Каким требованиям должна удовлетворять литейная форма перед за-
ливкой?
3.	Укажите условия, соблюдение которых при заливке форм обеспечивает
получение качественных отливок.	,
"4. Каковы температуры заливки в формы различных литейных сплавов?
о. Перечислите способы заливки форм, укажите их особенности и область
применения.
6. Перечислите принципы организации труда и рабочего -места залив-
щика литейных форм.
Глава V
Контроль качества и исправление дефектов отливок
§ 36. ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ДЕФЕКТОВ ОТЛИВОК
Наиболее распространенными видами дефектов являются ра-
ковины, трещины, заливы и др.
Газовые раковины (рис. 78, а)—пузыри воздуха или
газов, которые остались в теле отливки после заливки литейной
формы расплавленным сплавом. Они имеют чистую, гладкую по-
верхность и закругленную форму и могут быть открытыми и за-
крытыми (внутренними), одиночными и гнездными. Газовые ра-
ковины образуются из-за недостаточной газопроницаемости и
повышенной влажности формовочных (стержневых) смесей, низ-
кой температуры и насыщения газами заливаемого в форму
сплава.
Песчаные раковины (рис. 78, б)—чаще всего откры-
тые различной формы пустоты в теле отливки, частично или це-
ликом заполненные формовочной смесью. Они образуются из-за
обвалов отдельных частей формы при недостаточной прочности
формовочной смеси, срыва или смыва отдельных частей формы
струей заливаемого в форму металла; при неправильном его
подводе, при небрежной сборке форм.
Шлаковые раковины (рис. 78, в)—открытые или за-
крытые полости в теле отливки, частично или целиком заполнен-
ные шлаком. Они образуются при попадании шлака в форму
вследствие неправильного устройства литниковой системы или в
результате небрежной заливки.
Усадочные раковины (рис. 78, г)—открытые или за-
крытые полости в теле отливки, имеющие неровную «рваную»
внутреннюю поверхность. Они обычно образуются в утолщенных
местах отливки из-за неправильной ее конструкции, в которой
сочетаются массивные места с тонкими стенками, а также при
слишком высокой температуре заливаемого в форму сплава.
Холодные трещины (рис. 78, б)—разрывы тела отлив-
ки, характеризующиеся небольшой шириной и значительной дли-
134
горячие трещины, ж — заливы
ной. Причины образования холодных трещин — усадка металла,
приводящая к большим внутренним напряжениям, механическое
повреждение отливок при выбивке форм, а также при очистке и
обрубке литья.
Горячие трещины (рис. 78, е)—разрывы тела отлив-
ки, характеризующиеся значительной шириной и небольшой про-
тяженностью. Они возникают при высокой температуре в момент
начала кристаллизации отливки и поэтому имеют темную окис-
ленную поверхность. Причины образования горячих трещин —
недостаточная податливость стержней и отдельных частей фор-
мы, ранняя выбивка отливки из формы и др.
Заливы (рис. 78, ж)—тонкие, различные по величине и
форме и не предусмотренные чертежом, выступы на отливке.
Они чаще всего образуются на месте разъема формы и вдоль
стержневых знаков. Причины образования заливов — недоста-
точная нагрузка формы при заливке, наличие зазоров между
знаками стержней и контурами полости формы и т. д.
От б ел является характерным дефектом для литья из серо-
го чугуна и выражается в наличии в углах и тонких стенках от-
ливок твердых, не поддающихся механической обработке мест
со светлой поверхностью излома, имеющих перлитно-цементит-
ную структуру. Причинами отбела могут быть быстрое охлажде-
ние металла отливки, повышенное содержание в нем марганца
и серы из-за неверной шихтовки или неправильного расчета
шихты.
Пористость сплава характеризуется крупнозернистой и
неплотной структурой, которая образуется в толстых сечениях
отливок из .серого чугуна при повышенном содержаний углеро-
да и кремния, вызванного неправильной шихтовкой. Пористость
обнаруживается при гидравлическом испытании отливок или во
время их механической обработки.
Несоответствие сплава техническим условиям по химичес-
кому составу и по микроструктуре возникает в
основном из-за неправильного состава шихты.
§ 37. ДЕФЕКТЫ ОТЛИВОК, ОБРАЗУЮЩИЕСЯ ПО ВИНЕ КОВШЕВОГО
И ЗАЛИВЩИКА
По вине ковшевого неудовлетворительная конструкция ков-
ша, некачественная его подготовка к заливке (небрежное вы-
полнение футеровки, недостаточная просушка) могут явиться
причиной образования .в отливках шлаковых, .песчаных и газо-
вых раковин.
Ш л ако вне р а ко в и н ы . (см. рис. 78, в) образуются из-
за отсутствия в конических ковшах шлакозадерживающих пере-
городок и сводов. В связи с этим рекомендуется использовать
136
ковши чайникового типа с -огнеупорной трубкой (см. рис. 51, б),
со шлакозадерживающим 'сводом .(см. рис. 51, в), с перегород-
кой (см. рис. 51, е), с перегородкой и шлакозадерживающим
сводом (см. рис. 51, б), барабанные (см. рис. 39, д) и стопор-
ные (см. рис. 41).
Песчаные раковины (см. рис. 78, б) могут образо-
ваться при разрушении отдельных мест песчано-глинистой футе-
ровки ковша и попадании ее материала в форму при заливке.
Газовые раковины (см. рис. 78, а) образуются при
недостаточной сушке футеровки при подготовке ковша к за-
ливке.
По вине заливщика в отливках могут образоваться газовые,
шлаковые и усадочные раковины, недоливы, корольки, пригар,
спаи, трещины и др.
Газовые раковины образуются благодаря засосу воз-
духа в форму при перерыве струи поступающего в нее сплава,
а также пр-14 низкой температуре заливаемого сплава, из которо-
го газы не успевают выделяться и остаются в теле отливки пос-
ле ее затвердевания.
Шлаковые раковины могут образоваться в отливках
при неправильном режиме заливки формы (перерыв струи спла-
ва, незаполненность стояка сплавом при недостаточной скорости
заливки) и недостаточно качественной очистке сплава от шлака.
Усадочные раковины могут возникать в отливках при
высоких температурах заливки сплава в форму.
Недоливы — получение в форме отливок с неполным кон-
туром. Они имеют место при недостаточном для получения от-
ливки количестве сплава <в ковше, при низкой температуре
заливаемого в форму сплава (который не в состоянии заполнить
тонкие очертания формы), чрезмерной длительности заливки
формы и других причинах.
Корольки — очень твердые шарики сплава, несварившие-
ся с отливкой, обычно располагаемые в полостях открытых или
внутренних газовых раковин. Они образуются при перерывах
струи заливаемого в форму сплава, сопровождающихся вспле-
сками, и затем заносятся в форму струей сплава.
Пригар — загрязнение поверхности отливки прочно при-
ставшей формовочной смесью вследствие высокой температуры
сплава при заливке формы.
Спаи — щели и углубления в теле отливки, отличающиеся
гладкими закругленными краями. Спаи образуются при непол-
ном слиянии или плохом сваривании отдельных потоков зали-
ваемого в форму сплава. Причинами образования в отливках
спаев являются перерывы струи, а также недостаточная темпе-
ратура и жидкотекучесть заливаемого в форму сплава.
Трещины горячие (см. рис. 78, е) могут образовывать-
ся в отливках при высокой температуре заливаемого в форму
137
сплава, при повышенном содержании серы, углерода и кремния
в чугуне (нарушении химического состава сплава).
Трещины холодные (см. рис. 78, д) могут возникать
в отливках из-за высокой температуры заливаемого в форму
сплава. При этом создаются благоприятные условия для проте-
кания явлений усадки и образования внутренних напряжений, а
следовательно и холодных трещин.
Заливы (см. рис. 78, ж) могут появиться .из-за невнима-
тельности заливщика, когда он заливает форму при неправиль-
ном скреплении ее частей, недостаточном весе груза. Последнее
вызывает подъем верхней полуформы давлением расплава и его
проникновние в зазоры между частями формы, а также между
знаками формы и стержней.
§ 38.	ИСПРАВЛЕНИЕ ДЕФЕКТНОГО ЛИТЬЯ
Наиболее распространенные методы исправления дефектного
литья — заделка пороков замазками или мастиками; пропиты-
вание пористого литья различными составами; газовая и элект-
рическая заварка дефектов.
Заделка дефектов замазкой (мастикой) допус-
кается для мелких поверхностных раковин на отливках неот-
ветственного назначения. Дефектные места очищают от грязи и
обезжиривают бензином, а после заполнения раковины мастикой
заглаживают гладилкой, высушивают и затирают куском пемзы,
графита или кокса. Заделка мастикой является декоративным
исправлением.
Для чугунного литья используют замазку следующего соста-
ва: огнеупорная глина в порошке — 8%; жидкое стекло — 18%;
чугунная молотая стружка — 74%.
Замазку наносят при комнатной температуре и выдерживают
до полного затвердевания.
Пропитывание различными составами устра-
няет пористость отливок, подвергающихся гидравлическому ис-
пытанию. С этой целью отливки, имеющие незначительную течь
(канализационные трубы и др.), погружают на 8—12 ч в водный
раствор хлористого аммония (нашатыря). Проникая в проме-
жутки между зернами металла, раствор образует окислы, кото-
рые закупоривают поры отливки.
Заварка обычно применяется для исправления дефектов
в местах отливок, испытывающих большую нагрузку. При этом
место дефекта разогревают до оплавления, а затем заделывают
расплавленным присадочным материалом. Разогрев места де-
фекта и расплавление прутка присадочного материала произ-
водится пламенем кислородно-ацетиленовой горелки (газовая
заварка) или с помощью специальных сварочных аппаратов
138
(электрическая заварка). Чтобы избежать трещин, отливки в
ряде случаев, особенно перед - газовой заваркой, нагревают до
350—600° С, а после заварки медленно охлаждают до комнат-
ной температуры. Для лучшей обрабатываемости литье подвер-
гают термической обработке — отжигу.
Контрольные вопросы
1:	Перечислите основные виды дефектов отливок, укажите причины их
образования и меры предупреждения.
2.	Перечислите дефекты отливок, образующиеся -по вине ковшевого и за-
ливщика форм. Укажите причины их образования и меры предупреждения.
3.	Перечислите методы исправления дефектов отливок. Укажите область
их 'Применения.
'Глава VI
Техника безопасности
§ 39.	ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ В ЛИТЕЙНЫХ ЦЕХАХ
Работа ковшевого и заливщика связана с работой плавиль-
ного и других отделений литейного цеха. В связи с этим им нуж-
но знать основные правила техники безопасности, касающиеся
всех операций технологического процесса получения литья:
нельзя самовольно нажимать кнопки, включать рубильники и
производить пуск машин, на которых они не работают, так как
можно нанести увечье себе и другим и испортить машину;
проходя по цеху, оборудованному транспортными средства-
ми (кранами, авто- и электротележками и т. д.), надо быть вни-
мательным к сигналам, подаваемым крановщиками и шоферами;
находясь на загрузочной (колошниковой) площадке, нельзя
заглядывать в шахту работающей вагранки;
нельзя брать отливку в руки, не проверив предварительно,
остыла ли она.
Для борьбы с травматизмом (повреждениями, полученными
во время работы на производстве) в литейных цехах должны си-
стематически проводиться технический инструктаж на рабочем
месте и обучение рабочих правилам техники безопасности. Кро-
ме того, должно быть строгое наблюдение со стороны мастера
за приемами работы и дисциплинированностью рабочих. С этой
же целью на видных местах цеха должны вывешиваться плака-
ты и инструкции по технике безопасности.
§ 40.	ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ПОДГОТОВКЕ К РАБОТЕ
И ИСПОЛЬЗОВАНИИ ЗАЛИВОЧНЫХ КОВШЕЙ
Учитывая тяжелые условия эксплуатации заливочных ков-
шей, необходимо обращать особое внимание на правильность их
конструкции, выбор материала отдельных их элементов и тща-
тельность подготовки к работе.
140
К конструкции ковшей предъявляются следующие требо-
вания:
опорные кольца, цапфы и траверсы ковшей должны изготов-
ляться из отожженной стали;
ковши емкостью более 0,5 т, транспортируемые краном на
тележках или по монорельсам, должны быть снабжены механиз-
мами поворота с самотормозящей червячной передачей и огра-
ничителем поворота;
-s ковши емкостью более 15 т должны снабжаться механиче-
ским приводом для поворота;
для ковшей с механическим поворотом .центр тяжести напол-
ненного жидким металлом ковша при вертикальном его положе-
нии должен быть ниже оси вращения на 50—100 мм. При этом
центр тяжести ковшей с ручным приводом может располагаться
на уровне или несколько выше оси вращения, но лишь при усло-
вии наличия самотормозящего червячного привода и ограничи-
теля поворота;
конструкция траверсы подвеса и механизма поворота ковшей
при всех углах подъема, а также в случаях повреждения меха-
низма поворота должна исключать возможность самоопрокиды-
вания ковша;
механизм поворота ковша должен снабжаться кожухом, пре-
дохраняющим его от засорения брызгами металла и шлака;
перемещаемые подъемными кранами ковши, не имеющие чер-
вячной передачи, должны иметь приспособления, исключающие
их опрокидывание при транспортировке;
ковши, перемещаемые тележками, должны надежно закреп-
ляться специальными приспособлениями;
литейные ковши и носилки для них каждый раз перед нача-
лом работы должны осматриваться для проверки их исправ-
ности;
л носилки для ковшей, переносимых вручную, должны быть
освидетельствованы до сдачи их в эксплуатацию после каждого
ремонта. Независимо от того, периодически они должны быть
испытаны на статическую нагрузку, превышающую на 50% мак-
симальную рабочую нагрузку в течение 15 мин. При испытании
должен производиться с помощью лупы наружный поверхност-
ный осмотр насилок, предварительно очищенных от заливов,
коррозии, грязи и масла;
крановые ковши должны подвергаться испытанию на стати-
ческую нагрузку применительно к действующим правилам экс-
плуатации кранов и грузоподъемных механизмов;
стальные канаты и цепи подъемных кранов, предназначен-
ные для перемещения литейных ковшей в части, находящейся
на блоке, а также траверсы самих ковшей должны защищать-
ся кожухом от действия лучистой теплоты расплавленного
металла.
141
Стопорные ковши должны удовлетворять нижеследующим
требованиям:
механизм для закрывания стопора ковша должен быть снаб-
жен регулировочным винтом;
рукоятка запора ковша должна быть поворотной;
швы между отдельными трубками стопора должны быть
плотными;
стаканы для выпускного отверстия ковша должны быть маг-'
незитовыми, графитовыми или высококачественными шамот-
ными;
пробка стопора должна быть хорошо прикреплена к стопору
и тщательно притерта к стакану;
смена стакана и стопора должна производиться лишь после
охлаждения ковша. Смену стопоров следует производить со
специальных площадок;
установка стопора в ковш, находящийся под желобом пла-
вильной печи, воспрещается.
\з4Ири футеровке и подготовке ковшей к эксплуатации следует
руководствоваться следующими правилами:
для футеровки, сушки и ремонта крановых ковшей должны
быть выделены специальные площадки, оборудованные приспо-
соблениями для установки ковша, его кантования, выбивки сто-
порных стаканов и установки стопоров;
в целях защиты от теплоизлучения при чистке ковшей после
выпуска металла должны применяться экраны. Рабочие при
чистке ковшей должны надевать густые металлические сетки для
защиты лица;
остатки шлака и скрапа из ковша должны собираться в ко-
роба;
ремонт ковшей должен производиться после их охлаждения;
запрещается охлаждать ковши водой во избежание ожогов
парами;
при отбивании шлаковых наростов и выбивке футеровки не-
обходимо пользоваться защитными очками;
отбивать наросты шлака и выбивать футеровку со стенок
лежащего на боку ковша разрешается только при помощи длин-
ного ломика, чтобы падающие куски не нанесли увечья работаю-
щему. Доступ ремонтных рабочих в крупные ковши допускается
лишь при отсутствии нависающих остатков шлака, скрапа и фу-
теровки. Ломка футеровки ремонтируемых ковшей должна про-
изводиться сверху вниз;
наращивание футеровки для увеличения емкости ковша кате-
горически запрещается, так как это создает опасность для рабо-
чих, находящихся в непосредственной близости у ковша во вре-
мя его транспортирования и заливки металла в форму;
выгрузку ковшей из сушильных камер следует производить
специальным приспособлением — рычагом с длинной рукояткой
142
или, в случае большого веса ковшей, крановыми приспособле-
ниями. На руках работающих должны быть кожаные или бре-
зентовые рукавицы;
<Хпри подготовке ковшей к заливке необходимо проверить со-
стояние их футеровки, кожуха, цапф, траверсы, серьги, носка
и других частей. Ковши перед заполнением металлом должны
быть тщательно пропущены и нагреты. Сушка разливочных ков-
шей должна производиться в печах, камерах и шкафах, обору-
дованных механической вытяжной вентиляцией.
§ 41.	ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ЗАЛИВКЕ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ
Основными видами травматизма заливщиков являются ожо-
ги жидким металлом или шлаком. Ожоги, получаемые в резуль-
тате разбрызгивания жидкого металла, могут произойти в сле-
дующих случаях:
при неправильном наклоне ковша во время начала его запол-
нения, когда жидкий металл падает с большой высоты и, уда-
ряясь о дно ковша, разбрызгивается;
-	' при переполнении ковша металлом, что вызывает слив метал-
ла на пол и выплескивание во время транспортировки;
в случае высокого положения носка ковша во время заливки
формы, когда трудно правильно направить струю в чашу или
воронку и металл, не попадая в них, разбрызгивается;
вследствие быстрого поворота ковша во время заливки;
в случае неисправного стопорного устройства, когда нельзя
своевременно закрыть стопор;
в случае попадания шлака вместе с металлом в воронку, ког-
да шлак затрудняет проход металла в форму;
.—по причине «кипения» металла (слишком влажная форма и
недостаточная ее вентиляция), когда металл выбрасывается из
литника давлением паров и газов;
из-за неправильного скрепления опок, неправильной загрузки
верхней опоки или недостаточного груза, когда жидкий металл
* из формы вытекает по ее разъему;
в случае неисправного (покоробленного) жакета (при без-
опочной формовке), когда форма под давлением жидкого метал-
ла разрушается и металл вытекает из формы;
\у в случае применения влажных, ржавых или холодных ломи-
ков для перемешивания жидкого металла в ковше или счища-
лок для шлака, вызывающих местные газообразования и раз-
брызгивание металла;
в случае попадания жидкого металла на сырой пол цеха, ког-
да образующиеся пары воды выбрасывают металл вверх;
ху по причине неправильного ношения спецодежды и защитных
очков;
143
^вследствие загромождения проходов и неровностей пола, что
может вызвать толчки ковша, падение заливщиков, опрокиды-
вание ковша с металлом;
х/ при неаккуратной работе заливщика, когда жидкий металл
заливается мимо воронки.
-Q ^/Учитывая постоянное общение с расплавленным сплавом, за-
ливщики снабжаются специальной одеждой, состоящий.из брюк
* и куртки из пропитанной огнеупорным составом ткани, валенка-
ми, войлочной шляпой с большими полями. Для защиты глаз и
лица заливщиков снабжают очками и щитком из негорючей
пластмассы.
\*р'Перед началом работы заливщику необходимо:
надеть спецодежду «навыпуск», брюки должны быть опуще-
ны на валенки, куртка плотно застегнута и опущена на брюки;
'/ломы, крючья, мешалки и прочие инструменты подсушить;
убедиться в исправном состоянии механизмов ковша;
проверить надежность действия и состояние подъемно-транс-
портных средств;
убедиться в чистоте проходов, служащих для транспортиро-
вания ковшей с расплавленным сплавом;
проверить состояние полов, добиваясь того, чтобы пол на
заливной площадке был сухим;
подогреть модификаторы, раскислители и другие присадки.
Перед заливкой сплава ковш должен быть хорошо просушен
и подогрет. Если футеровка не просушена, то сплав теряет часть
своей теплоты на ее досушку и быстрее остывает в ковше. Кро-
ме того, на его стенках и на дне образуются настыли, сокращаю-
щие срок службы ковша. Выделяющиеся же под действием теп-
ла сплава из недосушенной футеровки газы выходят через
толщу сплава наружу и вызывают бурление металла и его раз-
брызгивание.
При наполнении ковшей расплавленным сплавом заливщику
рекомендуется:
поддерживать ковш на определенной высоте, чтобы струя
сплава имела наименьшую высоту и по возможности вначале
падала на стенку ковша;
наполнять их сплавом (независимо от емкости ковша) не бо-
лее чем на 7/8 высоты.
При транспортировании ковша с расплавленным сплавом за-
ливщикам необходимо:
переносить вручную ковши емкостью не более 60 кг при на-
грузке на каждого из рабочих не более 30 кг общего веса;
^перенося парный ковш, идти в ногу с напарником;
однопарные ковши-ложки переносить ручкой вперед;
не превышать допустимую скорость перемещения ковша; .
следить за надежностью закрепления ковша защелкой, пре-
дупреждающей его опрокидывание.
144
Перед заливкой формы необходимо счищать шлак с поверх-
ности сплава в ковше. Если удаление шлака из ковша произво-
дится в петле конвейера, то для этой цели должно быть обору-
довано удобное рабочее место.
При заливке форм заливщик обязан:
не оставлять ковша со сплавом без присмотра;
не заливать формы с неправильно скрепленными опоками
(если поставлены не все скобы и т. п.) при неправильной их на-
1рузке, а также безопочные формы с покоробленными жакетами;
заливать формы при возможно низком положении носка ков-
ша над формой (50—100 мм) и использовать по возможности
ковши барабанного типа, которые легко обеспечивают это ус-
ловие;
плавно поворачивать ковш и держать воронку (чашу) пол- 
ностью наполненной сплавом;
пользоваться подвижной заливочной платформой, если ско-
рость движения конвейера превышает 4 м!мин\
не заливать стопочные формы высотой более 750 мм, а также
если центр тяжести верхней ступенчатой стопки выходит из пло-
щади опоры опоки;
отходить от форм при их «кипении» (во избежание ожогов).
После окончания заливки необходимо сливать остатки спла-
ва из ковша в специальные подогретые (тщательно просушен-
ные) изложницы, которые должны быть окрашены раствором
глины, мела или графитовой краской. В случае покраснения ме-
таллического кожуха рекомендуется заменить ковш.
После окончания работы заливщик должен:
убрать свое рабочее место и инструмент;
произвести очистку подвески и ковша от шлака, скрапа и на- \
стылей сплава;
сдавая смену необходимо сообщить своему сменщику о всех
ненормальностях, имевших место во время работы.
Контрольные вопросы
1.	В чем состоят правила поведения рабочего на территории завода и
в литейном цехе завода?
2.	Назовите правила техники безопасности при подготовке к работе и
использовании заливочных ковшей.
3.	Назовите правила техники безопасности при транспортировании ков-
' шей с расплавленным сплавом и при заливке литейных форм.
Аксенов П. Н. Технология литейного производства. Маш-
гиз, 1957.
Барбашина Е. Г., Фокин Г. Ф. Справочник молодого
литейщика. Трудрезервиздат, 1958.	».
О к р о м е ш к о Н. В. .Механизация и автоматизация литей-
ных цехов. Машгмз, 1960.
Сосненко М. Н. Составление шихты в литейном произ-
водстве. Высшая школа, 1964.
Тел ис М. Я. Плавка цветных металлов и сплавов. Высшая
школа. 1964.
Оглавление
Стр,
Предисловие.....................................................
Глава I. Краткие сведения о технологических процессах литейного про-
изводства ......................................................
§ 1.	Понятие о процессе получения отливки...................
§ 2.	Организация производства в литейном цехе...............
§ 3.	Модельная оснастка.....................................
§ 4.	Формовочные материалы. Формовочные и стержневые смеси
§ 5.	Изготовление стержней..................................
§ 6.	Изготовление и сборка форм.............................
§ 7.	Понятие о литниковых системах, элементах питания отливки
и холодильниках .............................................
§ 8.	Организация труда при производстве отливок в песчаных
формах...................................................♦ . .
§ 9.	Понятие о специальных методах получения отливок ....
Г лава II. Литейные сплавы, их свойства и плавка................
§ 10.	Общие сведения о металлах и сплавах....................
§ 11.	Основные свойства металлов и сплавов...................
§ 12.	Понятие о структуре металлов и сплавов. Основные сведения
о термической обработке сплавов...................-..........
§ 13.	Серый чугун •..........................................
§ 14.	Ковкий чугун...........................................
§ 15.	Стали для фасонного литья..............................
§ 16.	Медные сплавы..........................................
§ 17.	Алюминиевые сплавы . . . ‘.............................
§ 18.	Магниевые сплавы.......................................
Глава III. Ковши для заливки литейных форм......................
§ 19.	Требования, предъявляемые к ковшам.....................
§ 20.	Типы и устройство ковшей...............................
§ 21.	Механизация транспорта жидкого сплава в ковшах.........
§ 22.	Материалы для футеровки ковшей.........................
§ 23.	Футеровка ковшей ......................................
§ 24.	Сушка ковшей.........................,.................
§ 25.	Ремонт и подготовка ковшей к заливке...................
§ 26.	Организация труда и рабочего места ковшевого...........
Глава IV. Заливка литейных форм.................................
§ 27.	Контроль и улучшение свойств сплавов перед заливкой . .
§ 28.	Выбор емкости ковша и условия его заполнения сплавом . .
§ 29.	Контроль готовности литейных форм к заливке............
§ 30.	Газодинамические процессы, протекающие в форме при заливке
§ 31.	Условия заливки форм...................................
§ 32.	Контроль процесса заливки форм.........................
§ 33.	Способы заливки форм...................................
3
5
5
6
9
12
16
18
25
28
28
38
38
39
46
49
55
56
62-
65
68
71
71
73
80
85
93
100
102
105
108
108
113
114
117
117
122
124
147
Стр.
§ 34.	Организация труда и рабочего места заливщика.............131
§ 35.	Автоматизация процессов заливки форм.....................132
Глава V. Контроль качества и исправление дефектов отливок . . . .134
§ 36.	Основные виды дефектов отливок ..."......................134
§ 37.	Дефекты отливок, образующиеся по вине ковшевого и залив-
щика ..........................................................136
§ 38.	Исправление дефектного литья ............................138
Г лава VI. Техника безопасности...................................140
§ 39.	Техника безопасности в литейных цехах....................140
§ 40.	Техника безопасности при подготовке к работе и использова-
нии заливочных ковшей.......................................  .	140
§ 41.	Техника безопасности при заливке литейных форм . . . 143
Литература.....................................................  .	146
Вдович Борис Николаевич- и Сосненко Михаил Николаевич
Заливка литейных форм. Учеб, пособие для индивидуальной и бригадной
подготовки рабочих на производстве. М., «Высшая школа»,. 1966.
148 с. с илл.	6П4. 1
621.74
Редакторы Т. А. Наумова и Л. П. Ч'арноцкая
Обложка художника В. М. Лукьянова
Технический редактор С. П. Передерий
Корректор М. М. Малиновская
Т-09586 Сдано в набор 14/III 1966 г. Подп. к печати 23/VIII 1966 г.
Формат 60х90'/16.	Объем 9,25 печ. л.	Уч.-изд. л. 8,99
Изд. № М-42	Тираж 10 000 экз.	Цена 21 коп.
Тематический план изд-ва «Высшая школа»
(профтехобразование) на 1966 г. Позиция № 2.
Москва, И-51, Неглинная ул., д. 29/14,
Издательство «Высшая школа».
.	_____________________ _	_____ I________________..........._____
Московская типография № 8 Главполиграфпрома
Комитета по печати при Совете Министров СССР,
Хохловский пер., 7. Зак. 658.