/
Text
< *-* '
H. Д. ОРЛОВ, В. M. ЧУРСИН
СПРАВОЧНИК
ЛИТЕЙЩИКА
ФАСОННОЕ ЛИТЬЕ
ИЗ СПЛАВОВ ТЯЖЕЛЫХ
ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ
(
Издание 2-е, переработанное
ИЗДАТЕЛЬСТВО «МАШИНОСТРОЕНИЕ»
х М о с к!ГЯ" ИиЛ~,1ГТГГ*
ВИЫ1МК .
•А В Н О А
УДК 621.74 : 669,2/.8 (03)
СПРАВОЧНИК ЛИТЕЙЩИКА. Фасонное литье из
сплавов тяжелых цветных металлов. Орлов Н. Д.,
Чурсин В. М. М., «Машиностроение», 1971, стр. 256.
Во 2-м издании (1-е издание выпущено в 1960 г.)
приведены сведения по производству отливок из сплавов
тяжелых цветных металлов, значительно переработаны
и расширены разделы: «Плавильные печи», «Производ-
ство .сплавов» и др. Описаны основные дефекты отливок
из медных сплавов, причины образования и способы их
предупреждения и устранения. Даны примеры формовки
различных отливок, приведены зарубежные стандарты на
литейные сплавы тяжелых цветных металлов.
Справочник предназначен для инженерно-технических
работников литейного производства.
Илл. 91, табл. 149, библ. 36 назв.
Рецензенты:
инженеры Райнес Л. С., Габерцеттель А. И.
3-12-2
46-70
Редактор издательства И. Жесткова
Технический редактор Н. В. Тимофеенко
Корректор В. В. Сидор Переплет художника В. Б. Торгашова
Сдано в производство 19/XI 1969 г. Подписано к .печати 5/II 1971 г. Т-02543
Тираж 22 000 экз. Печ. л. 13,44 Бум. л. 4,0 Уч. изд. л. 17,0
Формат 84X 108V32’ Цена 1 р. 08 к. Зак. № 395
Издательство «МАШИНОСТРОЕНИЕ», Москва, Б-66, 1-й Басманный пер., 3
Ленинградская типография Xs 6 Главполиграфпрома
Комитета по печати при Совете Министров СССР
Ленинград, С-144, ул. Моисеенко, 10
Глава К ШИХТОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ
В фасоннолитейном производстве для изготовления сплавов тяжелых
цветных металлов применяют:
1) первичные цветные металлы, которые используют в качестве
основных и легирующих компонентов сплавов; к этой группе шихто-
вых материалов относятся медь, никель, цинк, олово, свинец, алюми-
ний, кадмий, кобальт, кремний, марганец, сурьма и др.;
2) чушки медных сплавов, получаемые с заводов вторичных цветных
металлов;
3) отходы литейных и механических цехов (литники, выпоры,
прибыли, бракованные отливкц и детали, стружка и пр.);
4) отходы, поступающие со стороны, в том числе железо в виде
обрезков проволоки, высечки и т. п.
Химические составы первичных цветных металлов и чушек медных
сплавов должны соответствовать ГОСТу или ТУ.
Отходы собственного производства и со стороны должны поступать
на шихтовку не перемешанными по сплавам, известного химического
состава.
МЕТАЛЛ Ы
МЕДЬ
Технически чистая медь обладает высокой электропроводностью,
теплопроводностью, пластичностью, коррозионной стойкостью в атмо-
сферных условиях, в пресной и морской воде.
Медь имеет низкие литейные свойства, что затрудняет изготовление
из нее фасонных отливок. В исключительных случаях отливки, простые
по конфигурации, получают из чистой меди или из меди с небольшими
присадками олова или цинка, которые улучшают ее литейные свойства,
но значительно снижают электропроводность.
Медь (марки М4 и реже марки М3) в виде сплавов с другими метал-
лами используют для изготовления самых разнообразных отливок.
Медь поставляют в виде катодных листов (пластин), которые должны
быть плотные, свободные от остатков электролита.
Влияние примесей на свойства меди. Кислород практически
не растворим в твердой меди; при затвердевании выделяется из раствора
в виде эвтектики Си—Си2О, располагающейся по границам зерен;
снижает пластичность и коррозионную стойкость меди; вызывает пори-
стость отливок.
Водород растворим в жидком (8,1 см3 в 100 г при 1200 °C)
и твердом (0,06 си3 в 100 г при 400° С) металле; вызывает пористость
отливок, а также хрупкость и растрескивание деформированной меди,
содержащей кислород («водородную болезнь»).
Висмут снижает пластичность меди при горячем (0,005% Bi)
и холодном деформировании.
4
М етиллы
имечание Цена I т меди зависит от ее марки и колеблется от 830 до 900 руб
Никель
5
Сера унижает пластичность меди при горячем и холодном дефор-
мировании, но улучшает обрабатываемость резанием. Сера не раство-
ряется в твердой меди; при затвердевании выделяется из раствора
в виде эвтектики Си—Cu2S по границам зерен.
Мышьяк растворяется в твердой меди до 7,25%). В малых
количествах почти не влияет на ее механические свойства, но значи-
тельно снижает электропроводность и теплопроводность. Мышьяк
также повышает жаропрочность.
Сурьма ухудшает электропроводность, теплопроводность и пла-
стичность меди. Вредное действие сурьмы на механические свойства
в значительной степени нейтрализуется мышьяком.
Фосфор повышает жидкотекучесть меди, но при этом снижает
ее электропроводность и теплопроводность; при содержании примерно
до 0,1% на механические свойства заметного влияния не оказывает.
Никель и олово сильно снижают электропроводность и
теплопроводность меди.
Железо снижает коррозионную стойкость, электропроводность
и теплопроводность меди; измельчает зерно и повышает прочность
Растворимость железа в твердой меди снижается с 3,8% при 1094° С
до 0,15% при 750° С.
Свинец не растворим в твердой меди, при затвердевании выде-
ляется в свободном состоянии; снижает пластичность меди при горячем
деформировании; улучшает обрабатываемость ее резанием.
Цинк снижает электропроводность и теплопроводность меди.
Алюминий снижает электропроводность, теплопроводность и
повышает коррозионную стойкость меди.
НИКЕЛЬ
Технически чистый никель обладает высокими механическими
свойствами, хорошей пластичностью при холодной и горячей обработке
давлением и высокой коррозионной стойкостью в атмосферных усло-
виях, пресной и морской воде, щелочных и нейтральных растворах
солей и органических кислот.
ZZO
Никель применяют в качестве составляющей самых разнообразных
литейных сплавов; монеля (никель Н-1 и Н-2) алюминиево-никелевых
бронз (никель Н-1, Н-2 и Н-3) и др. Никель марки Н-1 поставляют
в виде катодных листов, разрезанных пополам с обрезанными по всему
периметру кромками; марки Н-2 в виде катодных листов, разрезанных
пополам, или чушек (рис. 1) весом до 25 кг; никель марок Н-3 и Н-4 —
в виде чушек весом до 25 кг или гранул.
Влияние примесей на свойства никеля. Кислород практически
не растворим в твердом никеле; при затвердевании выделяется в виде
эвтектики Ni—NiO по границам зерен. Кислород вызывает по-
ристость отливок.
6
Металлы
Химический состав никеля в % по ГОСТу 849—56
Y Примеси, не более Fe 0,002 0,01 0,04 Примеси, не более Bi co о ~ о ® I I 1 о о | | | о о Примечание Цена 1 т никеля зависит от его марки и колеблется от 3400 руб. (никель Н-4) до 4050 руб. (никель Н-0).
с S 1 1 1 I 1 о Pb 0,0003 0,001 •ммм ММММ
СО —< г-4 СО О О о СО Tf о о о о о о о о о о Sb 0,0003 0,001
CU 0,001 0,001 Sn СО О -4 О О , I . О О 1 1 | о о
•W со —1 сч сч О © О । О О © 1 1 «к •» «Ь ООО Cd 0,0003 0,001 Мм *мм «ммм
IV о I t 1 1 О I 1 1 1 о As 0,001 0,001 1 1 — [
Mg о о . . . О О 1 | | о о Zn — м Ю ООО, । о о о 1 1 о о* о
О ю О —' см ю О О О * «к м Ск О О О о о Cu О О) м» О О О О о О О О о
В том числе Со, ' не более ш О О «Л О ’•ч Ь- •» '» «к о о о о о В том числе Со, не более । ш о о иэ О о” о о о
Ni 4- Со, не менее о со 05 Qi СО СО СО С5 сГ С5 СО ь? 05 05 05 Q5 05 Ni+Co, не менее 05 со 05 ©5 СО СО СО OS С5 05 СО Ь-Г 05 05 05 05 05
Марка О *-< СМ СО • •III М ЪЙ м м м Um йн йи йн Й4 Марка о со 1111» X X Е Ж Ж
Цинк,
7
Сера почти не растворима в твердом никеле (максимально
0,005% S при 644° С); при затвердевании выделяется в виде хрупкой
и легкоплавкой эвтектики по границам зерен; понижает пластичность
никеля.
Алюминий в небольших количествах не оказывает заметного
влияния на свойства никеля; применяется в качестве легирующего
элемента в некоторых никелевых сплавах.
Углерод ограниченно растворяется в твердом никеле (0,65% С
при 1318° С, а с понижением температуры растворимость заметно
уменьшается). При содержании выше предела растворимости углерод
выделяется в виде графита по границам зерен и сообщает никелю
хрупкость, понижает коррозионную стойкость.
Магний нейтрализует вредное действие серы, применяется
в качестве раскислителя.
Кремний снижает пластичность (при повышенном содержании)
и электропроводность никеля, применяется в качестве раскислителя.
Фосфор, висмут, сурьма, кадмий, мышьяк, сви-
не ц снижают пластичность никеля при обработке давлением. Свинец
улучшает обрабатываемость резанием.
Железо и медь оказывают существенное влияние на свойства
никеля, поэтому используются в качестве основных легирующих эле-
ментов ряда сплавов (нихрома, монеля и др.).
Цинк из-за легкой испаряемости является вредной примесью
в никеле, применяемом в электровакуумной промышленности и термо-
электродных сплавах.
Марганец нейтрализует вредное действие серы, применяется
в качестве раскислителя.
цинк
Технически чистый цинк обладает удовлетворительными механи-
ческими свойствами, хорошо поддается прокатке, прессованию, волоче-
нию и штамповке в холодном состоянии, а также при 130—170° С.
Рис. 2
Цинк широко применяют для изготовления литейных сплавов,
в которых он является и основным и легирующим компонентом, напри-
мер, цинковых сплавов для литья под давлением (ЦВЧ, ЦВ, Ц0), под-
шипниковых сплавов типа ЦАМ, различных бронз и латуней (Ц2, ЦЗ).
Цинк поставляют в чушках (рис. 2) весом не более 5 кг (ЦВЧ) и
19—21 кг (цинк остальных марок).
Влияние примесей на свойства цинка. Олово не растворяется
в твердом цинке, и уже при содержании его в сотых долях процента
выделяется из раствора в виде двойной легкоплавкой (198° С) эвтектики
8
Металлы
3. Химический состав цинка в % по ГОСТу 3640—65
Марка Zn, не менее Примеси, не более
РЬ Fe Cd Си Sn Всего
ЦВЧ 99,997 0,00001 0,00001 0,002 0,00001 0,00001 0,003
цв 99,99 0,005 0,003 0,002 0,001 0,001 0,010
ЦО 99,975 0,015 0,007 0,010 0,001 0,001 0,025
ш 99,95 0,02 0,015 0,014 0,002 0,001 0,050
Ц2 98,7 1,0 0,05 0,20 0,005 0,002 1,3 ,
ЦЗ / 97,5 • 2,0 0,10 0,20 0,05 0,005 2,5
примечания; 1. В цинке марок Ц2 и ЦЗ изготовителем
гарантируется содержание не более 0,01 % As и не более 0,02% Sb.
2. С согласия потребителя допускается содержание в цинке
марки Ц2 до 2% РЬ и в цинке марки ЦЗ до 2,3% РЬ.
3. В марках Ц1 и Ц2, предназначенных для изготовления медно-
цинковых сплавов, содержание Си не нормируется.
*4. В цинке марки ЦВЧ содержится Ni, Sb,Bi и Al <0,00001%
каждого.
5. Цена 1 т цинка зависит от его марки и колеблется от 535 руб.
(марка ЦЗ) до 1300 руб. (марка ЦВЧ).
по границам зерен, что затрудняет горячее деформирование цинка. При
одновременном присутствии олова и с в и н ц а образуется еще более
легкоплавкая (150° С) эвтектика, которая делает горячее деформиро-
вание невозможным.
Свинец увеличивает растворимость цинка в кислотах, не сни-
жает пластичность.
Железо задерживает процесс рекристаллизации цинка, повы-
шает твердость и увеличивает хрупкость, ухудшает полируемость
(в процессе полировки FeZn7 выкрашивается).
Кадмий увеличивает твердость цинка.
олово
Технически чистое олово обладает высокой пластичностью, корро-
зионной стойкостью на воздухе и в некоторых агрессивных средах,
хорошей адгезией со многими металлами, что обусловливает широкое
Рис. 3.
применение олова для защитных покрытий. Олово используют в ка-
честве основного компонента сплавов для литья под давлением и леги-
рующего компонента различных медных сплавов, а также баббитов.
Олово марки ОВЧ-ООО поставляют в чушках весом 5 кг или прут-
ках длиной около 30 см и весом 0,25 кг.
Олово остальных марок поставляют в чушках весом 25 кг (рис. 3).
Олово
9
4. Химический состав *олова в % по ГОСТу 860 — 60
Марка Sn, не менее Примеси, не более
Bi Sb As . Fe
ОВЧ-ООО О1п. ч. О1 02 03 04 99,999 99,915 99,90 99,565 98,40 96,35 5-Ю“6 . 0,01 0,015 0,05 0,06 0,10 5-10“5 0,015 0,015 0,05 0,30 0,30 МО”4 0,01 0,01 0,015 0,05 0,05 1- ю—4 0,009 0,009 0,02 0,05 0,05
Марка Sn, не менее Примеси, не более Всего опреде- ляемых примесей
Си РЬ S
ОВЧ-ООО О1п. ч. О1 02 03 04 99,999 99,915 99,90 99,565 98,40 96,35 1-10~5 0,01 0,01 0,03 0,10 0,10 Ь10~5, 0,025 0,04 0,25 1.0 3,0 0,01 0,01 0,02 0,04 0,05 1-10“3 0,085 0,10 0,435 1,60 3,65
Примечания: 1. Олово марки ОВЧ-ООО, помимо перечи- сленных примесей должно содержать не более 3-10~5% Zn, 3-10”4% А1, 5-10“5% Ga, 5-10"6% Ag, 1-Ю~5% Au, Ы0"5% Со, 1-Ю’б% Ni. 2. Олово всех марок, кроме ОВЧ-ООО, должно содержать не более 0,002% А1 и 0,002% Zn. 3, Цена 1 т олова зависит от его марки и колеблется от 9200 руб. (олово 04) до 57 000 руб. (олово ОВЧ-ООО).
Влияние примесей на свойства олова. Железо повышает хруп-
кость и снижает пластичность олова.
Свинец ограниченно растворяется в твердом олове (2,5% РЬ
при 183,3° С, а при более низких температурах практически не раство-
рим). При содержании свинца более 2,5% он выделяется из раствора
в виде легкоплавкой эвтектики (183,3° С) по границам зерен. Примесь
свинца не допустима в металле, предназначенном для применения
в пищевой промышленности и изготовления высокооловянных баб-
битов.
Мышьяк практически не растворим в твердом олове; при за-
твердевании выделяется в виде химического соединения Sn3As2; сни-
жает пластичность; оказывает токсическое действие при использовании
металла в пищевой промышленности.
Медь снижает пластичность и коррозионную стойкость олова.
Висмут снижает пластичность олова.
Сурьма повышает твердость олова; так же как и висмут
и свинец задерживает превращение белого олова в серое.
10
Металлы
i
СВИНЕЦ
Технически чистый свинец обладает высокой пластичностью и кор-
розионной стойкостью в атмосферных условиях в агрессивных средах.
Свинец широко применяют в качестве основного компонента таких
сплавов, как баббиты, припои, сплавов для литья под давлением,
в качестве легирующего компонента различных медных и медно-
никелевых сплавов.
Свинец поставляют в чушках таких же по форме, что и олово, но
весом 25—40 кг.
5. Химический состав свинца в % по ГОСТу 3778—65
Марка РЬ, не менее Примеси, не более
Mg Fe Си Zn As Ag
сооо СОО СО С1 С2 СЗ 99,99954 99,99852 99,992 99,985 99,95 99,9 0,00001 0,0001 0,001 0,005 . 0?01 0,00001 0,0001 0,001 0,001 0,003 0,005 0,00001 0,00001 0,0005 0,001 0,001 0,002 0,0001 0,0001 0,001 0,001 0,002 0,005 0,00005 0,0001 0,0005 0,001 0,002 0,005 0,00001 0,00001 0,0003 0,001 0,0015 0,0015
Примеси, не более
Марка РЬ, не менее Sn Sb Bi Ca Na Mg-h Na -f- + Ca| Всего приме- сей
СООО СОО СО С1 С2 СЗ 99,99954 99,99852 99,992 99,985 99,95 99,9 0,0003 0,001 0,005 0,005 0,00003 0,0001 0,0005 0,001 0,005 0,005 0,00005 0,0005 0,004 0,006 0,03 0,06 0,002 0,01 0,03 •MMB 0,003 <MMM «мм 0,00046 0,00148 0,008 0,015 0,05 0,1
Приме ч а н и е. Цена 1 т свинца зависит от его марки и колеблется от 660 руб. (свинец СЗ) до 1270 руб. (свинец СОО) и 108 000 руб. (свинец С000).
Влияние примесей на свойства свинца. Медь задерживает рекри-
сталлизацию (измельчает зерно), что повышает коррозионную стойкость
свинца в серной кислоте.
Натрий, кальций и магний понижают коррозионную
стойкость, но наряду с этим повышают прочность и твердость свинца.
Сурьма повышает твердость и коррозионную стойкость свинца
в серной кислоте.
Барий и литий повышают твердость свинца.
Висмут и цинк понижают коррозионную стойкость свинца
в кислотах.
Кадмий, теллур и олово повышают предел выносливости
свинца.
соглашению сторон.
2. Содержание Fe, As, Na, Са и Mg гарантируется предприятием-изготовителем, но не определяется.
3. В свинце марки ССуМ и ССуМТ гарантируется содержание Са + Na не более 0,08% и Mg не более
4. Цена 1 т сурьмянистого свинца колеблется от 560 руб. (марка ССуЗ) до 620 руб. (марка CCyl).
12
М еталлы
АЛЮМИНИЙ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЧИСТОТЫ
Алюминий широко применяют в качестве основного компонента раз-
личных литейных алюминиевых сплавов и в качестве легирующего
1 = ^15-1000 мм
в = 93 - 800 мм
h = 60- 600 мм
Рис. 4
компонента медных, никелевых и цинковых сплавов. Алюминий техни-
ческой чистоты поставляют в чушках весом 5; 15 и 100 кг (рис. 4).
7. Химический состав алюминия технической чистоты в %
по ГОСТу 11069—64
Марка А1, не менее Примеси, не более
Fe Si Си Zn Ti - Всего
А85 99,85 0,08 0,06 0,01 0,02 0,01 0,15
А8 99,80 0,12 0,10 0,01 0,04 0,02 0,20
А7 * 99,70 0,16 0,16 0,01 0,05 0,02 0,30
А6 99,60 0,25 0,20 0,01 0,06 0,03 0,40
А5 99,50 0,30 0,30 0,02 0,06 0,03 0,50
АО 99,00 • 0,50 0,50 0,02 0,08 0,03 1,00
А 99,00 0,80 0,50 0,03 0,08 0,03 1,00
АЕ 99,50 0,35* 0,12 0,02 0,05 0,01 ** 0.5
1
* Не менее 0,18% Fe.
** Для суммы Ti + V + Cr.
Примечание. Цена 1 т алюминия технической чистоты
колеблется от 620 руб. (марка А) до 710 руб. (марка А85). •
МАРГАНЕЦ
В чистом виде марганец в литейном производстве не применяют.
Его используют в качестве Легирующего компонента медных сплавов
(безоловянных бронз, латуней), деформируемых и литейных.
Марганец марок МрОО и МрО поставляют в виде катодных кусков
или раздробленных кусков переплавленных катодов; марганец осталь-
ных марок — измельченным на куски весом не более 15 кг.
Кадмий
13
8. Химический состав марганца в % по ГОСТу 6008—51
Марка Мп, не менее Примеси, не более
Si Р А1 Fe Си С S Всего
МрОО 99,95 —— 0,005 0,02 0,01 0,05
МрО 99,70 —— 0,01 — — 0,10 0,10 0,30
Мр1 95,0 0,8 0,05 —* 2,5 0,10 —- 5,0
Мр2 93,0 1,8 0,07 — 3,0 —— 0,20 —— 7,0
Mp3 91,0 3,5 0,45- 1,0 2,0 2,5 0,12 — 9,0
Mp4 88,0 4,0 0,50 1,5 3,0 4,0 0,15 — 12,0
Примечания: 1. По технически обоснованному требова-
нию потребителя в марганце марки Мр1 ограничивается содержание
Мп > 96,0%, Fe < 1,8; Си и Ni не более 0,10% каждого; А1 4-СаН-
+ Mg <1,2%.
2. Цена 1 т марганца колеблется от 354 руб. (марка Mp4) до
1170 руб. (марка МрОО).
КАДМИЙ
Чистый кадмий имеет невысокие механические свойства. Его при-
меняют для защитных покрытий различных стальных изделий, исполь-
зуют в качестве легирующего компонента в припоях, баббитах, типо-
графских, анатомических, легкоплавких и медных сплавах.
Кадмий марки Кд-00 изготовляют в виде чушек (стержней) длиной
не более 150 мм и весом не более 0,2 кг; кадмий марок Кд-0, Кд-1,
Кд-2 — в виде чушек весом 10 ± 1,5 кг; 4 ± 0,6 кг; 0,5 ± 0,1 кг или
прутков диаметром 8 ± 1 мм и длиной по соглашению с заказчиком.
9. Химический состав кадмия в % по ГОСТу 1467 — 67
Марка Cd, не менее 1 Примеси, не более
' РЬ Zn Си Fe Та 4 'Ni Всего
Кд-00 99, §97 0,0005 0,0009 „0,00028 0,0005 0,0001 0,0001 0,003
Кд-0 99,95 0,02 0,004 0,01 0,002 0,008 0,002 0,05
Кд-1 ' 99,93 0,03 0,005 0,015 0,004 0,015 — 0,07
Кд-2 99,83 0,05 0,01 0,02 0,01 0,08 0,17
Примечания: 1. Содержание примесей As, Sb и Sn не
более 0,002% каждого в марках Кд-0 и Кд-1 гарантируется изготови-
телем. В кадмии марки Кд-00 содержание сурьмы, мышьяка и олова
должно быть не более 0,0001% каждого.
2. Цена 1 т кадмия колеблется от 12 000 руб. (марка Кд-2) до
13 500 руб. (марка Кд-0).
i
14
Металлы
КРЕМНИЙ КРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ
Кремний применяют в качестве легирующего компонента дефор-
мируемых и литейных сплавов; кремний марки КрО — для высокока-
чественных, специальных сплавов, кремний марок Кр 1 и Кр2 — для
алюминиевых, медных и других сплавов.
Кремний поставляют в кусках разнообразной формы (размером
не менее 20 мм). Содержание мелочи (размером менее 20 мм) не должно
превышать 10% веса партии.
10. Химический состав кремния кристаллического в %
по ГОСТу 2169—43
Марка Si, не менее Примеси, не более
Fe Al Са Всего
КрО 99,0 0,5 0,4 0,4 1,0
Кр1 97,0 0,7 0,8 0,5 2,0
Кр2 94,0 1,0 1,2 0,8 3,0
КрЗ 95,5 1,5 1,5 1,5 4,5
Примечания: 1. Кремний марки КрЗ для изготовления спла-
вов не применяют.
2. Цена I т кристаллического кремния колеблется от 460 руб
до 500 руб.
КОБАЛЬТ
Кобальт обладает высокой коррозионной стойкостью в воде, влажном
воздухе и щелочах. Его применяют в качестве легирующего компонента
различных медных и никелевых сплавов.
Кобальт марки КО поставляют в виде катодных листов или пластин,
нарезанных из катодов; кобальт марок KIA, KI, К2, КЗ — в виде слит-
ков весом не более 25 к,г. Максимальный размер пластин 500мм, мини-
мальный 20 мм.
11. Химический .состав кобальта в % по ГОСТу 123 — 67
Марка Со, не менее Примеси, не более
С S Мп Fe Ni Си As
ко 99,98 0,005 0,001 0,001 0,003 0,005 0,001 0,0005
К1А 99,30 0,02 0,004 0,07 0,2 0,3 0,04 0,002
К1 99,25 0,003 0,004 0,07 0,2 0,3 0,04 0,002
К2 98,0 0,1 0,01 0,15 0,5 0,5 0,1 0,005
КЗ 97,0 0,2 0,05 0,2 0,7 1,5 0,15 0,01
Примечания: 1. В кобальте марки КО, помимо перечи-
сленных примесей, ограничивается содержание Al, Zn по 0,001%
и Cd, Sb, Sn, Pb, Bi no 0,0003% каждого.
2. Цена 1 m кобальта колеблется от 23 800 руб. до 26 800 руб.
Сурьма
15
СУРЬМА
Сурьму используют в качестве легирующего компонента сплавов
на свинцовой, оловянной и медной основах (баббитов, припоев, сплавов
для литья под давлением и т. д.).
Сурьму марки СуООО изготовляют в виде прутков различного веса
по согласованию с потребителем; сурьму марок СуОО, СуО, Cyl и
Су2 — в виде чушек, имеющих форму усеченной пирамиды, весом
15—25 кг.
12. Химический состав сурьмы в % по ГОСТу 1089—-62
Марка Sb, не менее Примеси, не более
РЬ Bi Fe Au Co Ni Cu
X СуООО 99,99 6-10~* 410“6 4-10~4 4•10-* 3-10“4 2- IO"4 5-10-«
СуОО 99,9 0,03 0,005 0,015 2.10“4 0,002 0,008 0,01
СуО 99,15 0,7 0,005 0,02 2•I0“4 0,004 0,016 0,04
Cyl 98,7 1,0 0,01 0,03 0,0012 В сумл fe 0,04 0,08
Су2 98,8 0,4 —• 0,15 — 0,20
Марка Sb, не Примеси, не более
менее As Na Sn Ag s Zn Всего
СуООО 99,99 5-10-4 МО"4 2-10“6 —— 0,001 /
СуОО 99,9 0,02 0,005 0,02 0,005 0,015 0,005 0,10
СуО 99,15 0,02 0,005 0,02 0,005 0,10 0,005 0,85
Cyl 98,7 - 0,05 0,005 0,08 0,005 0,10 0,01 1,3
Су2 98,8 0,25 0,08 — 0,10 1,2
Примечания: 1. Сурьма марки СуООО, кроме перечисленных примесей, содержит не более 0,0003% А1, 0,00005% В, 0,0002% Р, 0,0005% Si. 2. По согласованию с потребителем допускается в сурьме марок СуО, Cyl, Су2 содержание до 5% РЬ и в сурьме марки Су2 содержание до 5% Си и до 3% As. 3. Цена 1 tn сурьмы колеблется от 1850 руб. (сурьма Су2) до 2350 руб. (сурьма СуОО) и 100 000 руб. (сурьма СуООО).
16
Металлы
ХРОМ
Хром обладает жаростойкостью и коррозионной стойкостью в агрес-
сивных средах; применяется в качестве легирующего компонента
литейных и деформируемых медных и никелевых сплавов, а также
в качестве основного компонента литейных жаропрочных сплавов с же-
лезом, молибденом и титаном.
13. Химический состав хрома в % по ГОСТу 5905—67
Марка Сг, не менее Примеси, не более
А1 Si Fe с p s N Cu
ХОО ХО XI Х2 ХЗ 99,00 98,5 98,0 97,0 97,0 0,5 0,5 . 0,7 1,5 0,1 0,3 0,4 0,5 0,5 1,0 0,6 0,6 0,8 1,2 1,2 0,03 0,03 0,04 0,05 0,06 0,02 0,02 0,03 0,03 0,03 0,02 0,02 0,03 0,04 0,03 0,05 0,01 0,02 0,04 0,05 0,01
Марка Сг, не менее Примеси, не более
РЬ Sn As Bi Zn Sb Cd
ХОО ХО XI Х2 ХЗ 99,00" 98,5 98,0 97,0 97,0 0,0006 0.0006 ***** 0,0004 0,0004 0,010 0,10 0,0005 0,0005 MW* 0,0015 0,0015 MM W&M, — I 0,008 0,008 0,001 0,001 мм
Примечания: 1. По 'оглашению с потребителем допу- скается в хроме марки ХЗ содержание углерода до 1 % и железа до 1,5%, в марки XI —содержание кремния до 0,8%. 2. По требованию потребителя хром марки Х00 и Х0 поста- вляк>т с содержанием алюминия до 0,2%. 3. Цена 1 т хрома колеблется от 3480 руб. (хром Х2) до 3620 руб (хром Х0) •
Хром поставляют в кусках различной формы весом не более 10 /сг.
Содержание мелочи, проходящей через сито № 10 (ГОСТ 3826—66),
не нолжно превышать 10% веса партии.
CJ
К?
Свойства чистых металлов
17
Я^^ИКТ- Кадмий 72 —, г- о ф со см ь- ф - ’-• -? *° 00 юф - ’^27 1 о о <* S °. ® £ w- °-°- <” °- « ‘ со 32 °° оо со о оо —« о
ЯЕ’ Железо ’ 1 СО ° £ со £: ю о ’-‘^г 1 о - СО ю 00 00 2 со о ^ ю 1 О СО °. | I О г? - io о *“* — см со | ; оо м* см ‘ ’°0 ю ь-' - со о оо £> £
>щй^иа»3§4 Берил- лий CM СО Ttio^r 2 L3. О 00 1 00 b- 00 2 | ю « - 1 СМ Ь- СО .‘-ф 1 1 1— 1 _ О> —< — СМ О) со
1Яи|г.? : ИВ ' нив^- Алюми- ний о> , « - о о ю г* оО 2 Ю со о 1 — см СО 5 = " 5 "-S s ® 2 5 " ss
й|ё%ЕтанЙ?. ДгайУлке- . • >*ГЛ^ ' *"** ‘ V * Y детых металлов Свинец ф Ci СО о ю СМ ф 25 Ф о W о7 СМ 2 <-> ° ф ф ь- • 2 < S 8- §S « S S 1 | II § = О S ", о о-о ® о * £ ". о « о ’"*
Олово CC00 см ’- о 04 bTiOoo о ь~ ф—• 1 ф щ см ю из - - - оо см £7 io io со со . „ I оо । I । 00 гЕлЕОП 00 СМ - ’“’ 00 °> ф - 1 см’ 1 1' - 7^0 04 о оо со- ° 32 ° 2 °1 32.3 5 ю
Свойства 41 Цинк со Ь, \ ю-о оо > ю оо 32 I о ф гп со см . г-_ со £’смсэ — to । । । - Ci о о S g- 00 32 Ю - 1 II 32 i> со" 22 °* о °-о’ °. 1 — см со о СО ' ф ° Q) ° о -СО о
Др ' ф Вкч' ~ Никель о г- ф ю о 04 смг0 < 1 т л ф со г- СО О СО iOC0 т*’ »—СО cq । 1 О СО ° | II - 03 Ь- — ь, 1юс- 1 II S «о < - и ° =>= ' ,2- т g g i
.0
н
и
«
о
я
со
со
см
СП
00
см
о
со
00
СМ
см
•— СО
03 —• —
о - 10
£ I I о
52 | ООО
® \ <£’“< см’
см
ф
я
ей
3
х
S
о
и
о
я
ь
о
ч
X
X
X
к
о
ь
и
о
о
3
о
ч
а
ф
0
ь
0
S
о
X
§
о
я
га
о.
>.
ь
га
О.
ф
х
X
X
ф
Ч
0
- 03
Е
X
н
о
о
X
S
ф
о
ч
X
ф
ф
X
X
о
о
S
О
X
ч
X
*
0
А
S
о
X
0
к
ф
я •
к .
н
га
X •
•
ф •
о
X
Ь Я
8Л
X д;
*s
О «
о
ч
с
ф
и
X
га
X
0
ч
ф
ч
w 5
2 ч
5 «
Д си
Ч
С
га
2
Ч
ф
х
х
X ’
сх
Со,
X
8?-
оч
X «
X
. о 0
Q-
X
ч
Ф.
<=
X
я
X
к
о
н
и
о
и
S
о
ч
а
ф
п
0 •
0
н •
о
о
Х<Ъ
Чез
о CJ.
0 0
о ,
2*х
X $0
о
Ч ч»
к ?
ф 5^
л
«V
*=г
а
х
о
0
X
Ч
0
о
X
га
X
«
Ф
X
X
ф •
о
X •’
0
ч *
ф
н
Х.о
X CQ
н
О ф
*<•
я
о
с
Л
ь
и
о
Ч
Q.
<и
0
S
о
X
Ч
X
оз
st
0
X
X
X
X
о
н
и
(К
X
X
Ф
с
X
X
X
X
X
ф
ь
и
а
X
«I
X
л
ч
ф
<3
о.
<х>
Л)
S
ф
•АВНО Мд
КамАЗа
18
Металлы
Продолжение табл. 14
Ванадий _ © О СЧ о © । ГО » - 1 I 1 1 1 1 1 S ~ ГО © 04
Бор В " । §ii I s. । । । 11 । и Д, сч СЧ СЧ СЧ О сч
Титан 2 о о го о ю I о о £5 § 1 ° 1 1 1 ГО к? -Г 1 00 ЧГ ° ~1 1 2 1 сч 11 loo -* ГО о О — Го о сч го
Церий » J.O 1 г | О I I 1 IT 15 Ю * * 1 ТГ 1 1 1 1 1. 1. 1 тг ©ь" 00 ©
Цирко- ний ~ 1 о 1 © 1 Го 1 00 0° о . 1 СЧЮОО^° ®О| © 1 II ГО I сч ХР © I ЮООООС^О^ Х-' © ill © 00 o.o oo
Хром 00 © СЧ •— . •To о о го © © I | °’— i050 40 ° i - i ii * ' A 2 04 - 1 00 ro ' 1 О 1 1 го ooSzr S’ b- _ OJ -J © - O’- Го cm © © '*' qj _
Сурьма co Л — 0,-0 ь- ® © о 5 2 © го сч 1 । © — . 1 «2 т o o ° © S2oo A ° СЧ © ro - - о -Ф го - о — О O ©ГО o
Марга- нец 8 S S 5 S ’ g = ° । । । Й S < » S S Я о о ® 1 11 £2 о"
Кремний ГО Tj, 1 О о Г" F д ¥ О ГО СО [ — О ГО сч I 1 1 || >ч О Я ГО 25 - 1 2 о --I । । 1 1 -S oS
Кобальт 1 LQ ГО oo I © ©СО ГО ОО^. |. xj» © - ' о— ~ сч уз 1 1 1 сч 10 5 ГО 00 ГОСО © о о
• Свойства Атомный вес Плотность в г/см*: в твердом состоянии » жидком » Температура в °C: плавления । кипения Теплопроводность в кал/см - сек- град Удельная теплоемкость в кал/г- град: в твердом состоянии » жидком » Скрытая удельная тепло- та плавления в кал/г. . . Вязкость в жидком со- стоянии в пз Поверхностное натяже- ние в дин/см Линейная усадка в % Предел прочности . при растяжении в кГ/ммъ . . Относительное удлине- ние в % Твердость по Бринелю
Примечание. Свойства жидких металлов приведены при температурах, близких к температуре их за-
твердевания; удельная теплопроводность и удельная теплоемкость твердых металлов — при 20—25° С.
Чушки медных сплавов
19
15. Теплосодержание металлов в ккал/кг
при различных температурах
Металл Температура в °C
о о ci 8 со о о хГ § о о 00 1000 1200 1500
Медь .... 9,3 18,8 28,7 38,6 59,3 81 103 175,5 211
Никель . . . 10,9 22,7 35,7 50,7 77 103,8 131 159 274
Цинк .... 9,4 19,1 29,4 40,0 88,5 114 — — —
Олово . . . 5,6 11,6 31,8 37,4 48,5 59,7 70,8 — —
Свинец . . . 3,1 6,3 9,6 18,8 25,4 32 38,6 — —
Алюминий 21,2 43,8 67,9 93,8 148 296 348 —
Бериллий . . 43,8 94,8 . 152 212 339 ' 474 —. —
Железо . . . 10,9 22,7 36 50,7 83,6 126 165 196 247
Кадмий . . . 5,6 11,3 17,4 36,6 49,3 ; 62 — — —•
Кобальт . . 10,5 21,6 33,1 45,5 71,6 99,5 131 163,5 279
Кремний . . 17,6 36,6 57,2 78,0 121 165 — —
Марганец . . 11,2 23,7 37,3 52,8 87,8 128 166 207 330
Сурьма . . . 5,0 10,1 15,4 20,9 32,3 83,2 95
ЧУШКИ МЕДНЫХ СПЛАВОВ
Чушки бронз и латуней являются шихтовым материалом для про-
изводства литейных сплавов соответствующих марок.
150
Чушки марок БХ1, БХ2, БХЗ — предназначены для изготовления
художественных отливок.
Чушки (рис. 5) медных сплавов поставляются гладкими или
с пережимом, весом не более 42 кг.
20
Металлы
16. Химический состав бронзы в чушках в %
\ Марка Основные компоненты (Си — остальное)
Sn Zn Pb
Бр.ОЦСН 3-8-4-1 . . . Бр.ОЦС 3-13-4 Бр.ОЦС 5-6-5 Бр.ОЦС 4-8-5 БХ1 БХ2 БХЗ Бр.ВАЖ Бр.ВАЖМц 2,6 —4,0 2,1—3,5 4,1—6,0 3,1—4,5 4—7 1—5 0,5—3 (8 — 10,5) Al (9-11) Al 7,0—10,0 9,0 — 16,0 4,5-7,0 6,5 — 10,0 5-8 8 — 13 25—35 (2—4) Fe , (2 — 4) Fe 3,0—6,0 3,0—6,0 4,0—6,0 3,0—6,0 1—4 1—6 1—3 0,3 1—2 Mn
Марка Примеси, не б^лее
Sb Fe Al Si Всего ГОСТ
Бр.ОЦСН 3-8-4-1 . . . Бр.ОЦС 3-13-4. .... Бр.ОЦС 5-6-5 - Бр.ОЦС 4-8-5 БХ1 БХ2 БХЗ Бр.ВАЖ Бр.ВАЖМц ...... 0,5 0,5 0,5 0,5 1,0 1,0 0,5 0,05 0,05 0,4 0,4 0,4 0,4 1,0 1,0 1.0 0,2 Sn 1,5 Zn 0,02 0,02 0,05 0,05 0,1 0,1 0,5 6,05 As 0,5 Mn 0,3 Pb 0,05 As 0,02 0,02 0,05 0,05 0,3 0,3 1,1 1,1 1,1 1,1 3,0 3,0 3,0 3,0 2,5 614 — 65
4116 — 48
негости- рован- ные
Примечания: 1. В бронзах марок Бр.ОЦСН 3-8-4-1 и
Бр.ОЦС 3-13-4 сумма примесей Si + Al не должна превышать 0,02%.
2. В бронзах всех марок, кроме Бр.ОЦСН 3-8-4-1, допускается
содержание Ni до 2% (за счет меди).
3. В бронзах для литья арматуры по требованию потребителей
содержание S не должно превышать 0,1%.
4. По соглашению сторон в бронзе Бр.ОЦС 5-6-5, предназна-
ченной для изготовления Бр.ОЦС 4-4-17 по ГОСТу 613—65, допу-
скается повышенное содержание свинца.
5. Содержание никеля в бронзе Бр.ОЦСН 3-8-4-1 0,5— 2%
6. Цена 1 т оловянной бронзы в чушках колеблется от 610 руб.
до 860 руб., для художественного литья — от 385 руб. до 775 руб.
и Бр.ВАЖ 630 руб. и Бр.ВАЖМц 645 руб.
ЛИГАТУРЫ
Лигатуры — промежуточные сплавы, применяемые для введения
в жидкий металл отдельных составляющих сплава (чаще всего тугоплав-
ких или легкоиспаряющихся). Лигатуры используют также в качестве
раскислителей и модификаторов.
Лигатуры
21
17. Химический состав латуней в чушках по ГОСТу 1020—68
Марка Основные компоненты (Zn — остальное)
Си А1 - Fe Мп $1 Ni Sn Pb
ЛА 63—68 2,0 — 3,0 —. — — —*
ЛАЖМц 63—70 4,0 — 7,0 2,0 — 4,0 1,5 — 3,0 —- — *—
ЛАЖ 57—61 0,8 — 1,5 0,8-г 1,5 0,1 — 0,6 —• 0,2 — 0,7
лк 76—81 — —— —— 2,5 — 4,5 — —’
ЛК1 78—81 — — — 3,0 — 4,5 —* —
Л КС 76—81 —— i— 2,5 — 4,5 —• — 2,0 — 4,0
ЛМцС 56—60 —— 1,5 — 2,5 —— — —— 1,S- 2,5
ЛМцОС 55—60 —’ 1,5— 2,5 —. — 1,5 — 2.5 0,5 — 2,5
- ЛМцЖ1 53—58 ——* 0,5 — 1,5 3,0 — 4,0 —. —• *—
ЛСд 57-61 , — — —- —- —. 0,8 — 1,5
ЛС 56—61 1 —.- —- —- — 0,8 — 1,9
Л ОС 60—75 -— — ——— — —* 0,5 — 2,0 1,0 — 3,0
ЛНМцЖА 58—61 0,5- 1,0 0,5 — 1,1 1,5 — 2,5 - 0.5 — 1,5 —
Примеси, не более
Марка РЬ Sn Sb Мп Fe Al Всего Шихтовый мате- риал для латуней марок
ЛА 1,0 1,0 0,1 0,5 0,8 3,4 ЛА 67-2,5
ЛАЖМц 1,0 1,0 0,1 — II» 2,1 ЛАЖМц 66-6-3-2
ЛАЖ 0,4 — 0,1 — —. — 0,7 ЛАЖ 60-1-1Л
лк 0,5 0,3 0,1 1,0 0,6 0,1 2,8 ЛК 80-ЗЛ
ЛК1 0,5 0,3 0,1 1,0 0,6 0,04 2,8 ЛК 80-ЗЛ
Л кс —- 0,3 0,1 1,0 0,6 0,3 2,0 Л КС 80-3-3
ЛМцС мм 0,5 0,1 1 — 0,8 1,0 2,5 ЛМцС 58-2-2
ЛМцОС 1 ! 0,1 0,8 0,3 1,2 ЛМцОС 58-2-2-2
ЛМцЖ 1 0,5 0,5 0,1 »" — 0,6 2,0 ЛМцЖ 55-3-1
ЛСд — 0,3 0,05 —- 0,8 0,2 1,5 - ЛС 59-1Л (для литья под давлением)
ЛС — — 0,05 — 0,8 — 2,0 ЛС 59-1Л
л ОС. — — 0,2 - 0,7 0,3 1,2 В качестве шихтовых
ЛНМцЖА 1.0 1.0 0,1 2,3 материалов для приготовления литейных латуней
Примечания: 1. В латуни марок ЛК, ЛК1 и Л КС допу-
скается содержание никеля до 0,2% за счет меди, в латуни остальных
марок до 1,0%.
2. В латуни марки ЛС допускается содержание марганца до
1.5% за счет меди.
22
Металлы
18. Химический состав лигатур в %
Примеси, не более Всего © сч © 'Ф —• сч © CO •'f СЧ 00 О ©” ©” ~ Примечание. В лигатурах марок МН15 и МН17 в сумму примесей не входит цинк, а в лигатуре марки МНЗЗ — алюминий.
А1 © О © О © -Г © о со” 1 f 1
Fe ©со© г**"* »"в4 1 1 1
Мп © © © © сч © o' г-Г 1 1 1
Sn | Ю ю ю »—* wH 1 1 1
Zn ©©©.—< со со •—< © 1 1 1
qs сч © -« -. —< © © © © © сч © ©—.—< © ©©
Bi 1 1 1 сч © © © © о ©© © ©о о”
I Основные компоненты (Си — остальное) i Pb © 1 © 1 © •—< 2^2^© 1 1 1
Ni 2 2© 2© 2© 2 ^-00 ^00 о-©<£ —<~C4J СЧ 1 1 1
CU I I 1 1 8,5 — 10 8,5 — 10 7 — 8,5
Марка Ю 00 Ю СО > СЧ СО К К X к s 3 £ S —* сч со jQ, jOt 'СТ ’w’ ’v1 sss
Лигатуры Медно-никелевые (ГОСТ 1067—41) Медно-фосфор истые (ГОСТ 4515 — 48)
Температура плавления в °C о О СЧ О Ь- —1 сч оосо?”06 1060 1000 — 964 1 1 780 900
© 00 со 00 © © ‘ ’ — ООО О 'Ф сч
Прочие компоненты в % Ф Ъ£ ПЗ _ —. СО Л* осс«юию © со © © "7 Т Т © © © © | 1 1 © © 4 — 3 В 8 — 12 Zr 10 Ni, 30 Sb 20 Ni 3 Ti
Си в % 70 67 © © © со © оо ©©ill © © 1 II МтЬС © © © 96—97 92 — 88 60 Sn 80 Al 97 Al
а
ния некоторых лигату Наименование лигатур Медь—кадмий Медь—алюминий Медь—сурьма Медь—бериллий Медь—хром Медь—магний Медь—бор Медь—цирконий Олово—никель— 1 s к s к s s 2 Л ч >. и я я ь s ь s я я 2 0) я
ратуры плавле! Температура плавления в °C 850 730 880 870 — 900 1000 810 1170 1250 1300 1330 — 1200
19. Темпе Прочие [ компоненты в % ( 10 Р 8,5 Р с 0) < — — — ц, сч 10 Y ю © оо © © I СЧ-ч—• СЧ со < © 2 ©
Си в % 90 91,5 93 70—75 75 84 82 75 67 90 — 95
Наименование лигатур Медь — фосфор Медь—марганец Медь—кремний Медь—никель Медь — железо
Глава II. ЛИТЕЙНЫЕ СПЛАВЫ
ОЛОВЯННЫЕ БРОНЗЫ
Оловянные бронзы — это медные сплавы, основным легирующим
компонентом которых является олово. Помимо олова, в состав оловян-
ных бронз входят цинк, свинец, фосфор, никель. Оловянные бронзы,
применяемые в промышленности, как пра-
вило, содержат олова не более 10—12%
и редко 18—20%. На диаграмме состояния
(рис. 6) в условиях равновесия граница об-
ласти a-твердого раствора показана сплош-
ной линией, согласно которой при темпера-
турах ниже 520° С растворимость олова
в a-твердом растворе очень снижается и про-
исходит распад последнего с образованием
новой е-фазы на основе интерметаллического
соединения Cu3Sn. Однако последнее воз-
можно только в результате длительного
отжига сильно деформированного сплава.
Структуру отожженных после литья сплавов
следует определять по верхней части сплош-
ной линии и ниже 520° С — по пунктирной.
Левая пунктирная линия является границей
области a-твердого раствора литых сплавов
(так же как и линия солидус). В структуре
сплавов при температурах ниже 520° С должна
присутствовать наряду с a-твердым раство-
ром и е-фаза, образовавшаяся в резуль-
тате распада 6-фазы (Cu31Sn8) на а и
Cu3Sn.
Структура литых сплавов обычно состоит
из а и 6-фаз вследствие медленного процесса
распада последней; 6-фаза обладает высо-
кой твердостью.
Отклонения структуры оловянных бронз
от равновесной объясняются высокой склон-
ностью сплавов к ликвации и медленностью
Рис. 6. Часть диаграм-
мы состояния Си—Sn
процесса диффузии.
Широкий температурный интервал затвердевания оловянных бронз
является причиной их склонности давать в отливках рассредоточенные
усадочные пустоты (пористость).
Оловянные бронзы обладают высокой коррозионной стойкостью
и хорошими антифрикционными свойствами.
20. Химический состав оловянных бронз в %
Марка Основные компоненты (Си — остальное) , Примеси, не более * Примеча- ние
Sn Zn РЬ Про- чие Sb Fe Bi Р Al Si Прочие Всего
Бр.ОЦС 5-5-5 4,0 — 6,0 4,0 — 6,0 4,0 — 6,0 0,5 0,4 — — 0,05 0,05 t mmm / 1,3 1
Бр.ОЦС 4-4-17 3,5 — 5,0 2,0 — 6,0 14,0 — 20,0 — 0,5 0,4 — —- 0,05 0,05 —- 1,3
Бр.ОЦС 3,5-7-5 3,0 — 4,5 6,0 — 9,5 3,0 — 6,0 — 0,5 0,4 — — 0,05 0,05 1,3 гост 613 — 65
Бр.ОЦС 3-12-5 2,0 — 3,5 8,0 — 15,0 3,0 — 6,0 — 0,5 0,4 — — 0,02 0,02 1,3
Бр.ОЦСН 3-7-5-1 * 2,5 — 4,0 6,0 — 9,5. 3,0 — 6,0 0,5 — 2,0 Ni 0,5 0,4 — 0,02 0,02 — 1,3
Бр.О19 18,0 — 19,5 — —- 0,3 0,3 0,01 0,1 0,02 0,02 0,5 Pb 1,2
Бр.ОЮ 9.0 — 11,0 " " — — 0,5 0,2 0,005 0,05 0,02 0,02 0,05 S; 0,5 Pb 0,02 Mg; 1,0
Бр.ОФ 10-1 * Бр.ОЦ 10-2 * 9,0 — 11,0 9,0 — 11,0 2,0 — 4,0 » 0,8 — 1,2 Р 0,5 0,5 0,2 0,3 0,005 0,005 —— 0,02ч 0,02 0,02 0,02 0,02 S; 0,05 S; 0,02 Mg 0,5 Pb 0,75 1,0 Него- стирован- ные
Бр.ОЦ 8-4 7,0 — 9,0 4,0 — 6,0 — ——“ 0,5 0.3 0,005 —— 0,02 0,02 0,05 S; 0,5 Pb 1.0
Продолжение табл. 20
Марка Основные компоненты (Си — остальное) Примеси, не более Приме- чание
Sn Zn Pb Про- чие Sb Fe Bi Р Al Si Прочие Всего
Бр.ОЦС 8-4-3 ч 7,0 — 9,0 3,0 — 5,0 2,0 — 4,0 — 0,3 0,3 0,005 0,05 0,02 0,02 0,2 As 1,0
Бр.ОЦС 6-6-3 5,0 — 7,0 5,0 — 7,0 2,0 — 4,0 . 0,5 0,4 — - 0,05 0,05 — 1,3
Бр.ОС 12-7 11,0 — 13,0 —- 6,0 — 8,0 “М— 0,3 0,5 0,005 г 0,05 0,02 1,0 Zn; 0,05 S 1,5
Бр.ОС 10-10 9,0— 11,0 — 9,0 — 11,0 — 0,3 0,25 0,01 — 0,02 0,02 0,2 Zn 0,8
Бр.ОС 10-5 Бр.ОС 8-12 9,0 — 11,0 7,0 — 9,0 3,0 — 6,0 11,0 — 13,0 мт • 0,3 0,5 0,3 0,2 0,005 0,005 0,05 0,02 0,02 0,02 0,02 1,0 Zn; 0,05 S 0,05 S; 0,02 Mg 1,5 0,75 Негости- рованные
Бр.ОС 5-25 4,0 — 5,0 — 23,0 — 26,0 0,5 0,2 0,005 0,10 0,02 0,02 0,05 S; 0,02 Mg 0,8
Бр.ОС 1-22 1,0 — 2,0 ——- 20,0 — 24,0 Им. 0,3 0,25 0,005 0,10 0,02 0,02 0,1 Zn; 0,1 As 0,6
Бр.ОНС 11-4-3 10,0 — 12,0 — 2,0 — 4,0 3,5 — 4,5 Ni 0,1 0,2 0,005 0,05 0,02 0,02 0,05 S; 0,02 Mg 0,75
Бр.ОНЦ 9-3-1 8,0 — 10,0 0,5 — 1,5 «мт* 2 — 4 Ni 0,5 0,3 0,005 ——• 0,02 0,02 0,05 S; 0,5 Pb 1,0
Примечание. В некоторых ведомственных технических условиях приняты отличные от приведенных
здесь допуски по содержанию отдельных легирующих компонентов и примесей:
для Бр.ОФ 10-1 0,6 —1,0% Р; до 0,3% Sb; до 0,3% Fe; до 0,3% Zn; до 0,02%, РЬ; всего примесей <0,9%:
для Бр.ОЦ 10-2 — до 0,3% Sb, до 0,05% Р; до 0,02% As.
26
Оловянные бронзы
21. Химический состав оловянных бронз 1 в %,
применявшихся для литья крупных скульптур
Sn Zn РЬ Sn Zn в РЬ
13,9 — 4,6 5,3
10,0 25,0 •— 4,0 5,0 1,0
9,2 1,28 0,77 3,0 20,0 2,0
7,5 1,63 1,21 2,99 7,46
7,0 2,3 2,4 2,6 4,8
6,5 10,0 2,5 2,0 5,5 1,5
5,7 4,20 0,48 2,0 14,0
5,64 мм 2,68 1,4 9,72
4,77 0,3 0,67 1.4 9,5 0,7
4,10 10,3 3,15 0,64 19,7 2,68
1 Си - - остальное.
22. Химический состав оловянных бронз в %
для мемориальных досок
Си Sn Zn Цвет сплава
84 5 11
83 5 12 Оранжево-красный
80 5 15
• 78 4 18 Оранжевый
73 4 23
70 - 3 27 Светло-оранжевый
65 3 32
Оловянные бронзы
27
23. Химический состав медно-оловянных и медно-цинковых сплавов
в % для отливок, подлежащих золочению (остальное Си)
Sn Zn РЬ Цвет сплава
5,0 6,5 3,0 . Красноватый цвет золота
17,0 6,0 25,0 —11 — Золотисто-желтый
1,0 9,0 9,0 7,0 Золотой
—’ 8,0 40,0 2,0 2,0 Очень похож на цвет золота
МЯ1 10,0 13,5 32,0 17,5 III/' Красивый золотистый
6,0 11,0 — Темно-золотой
— 28,0 36,3 — Золотой
24. Цвета (оттенки) медно-оловянных
и медно-цинковых сплавов
Химический состав сплава в % Цвет сплавов
Си Sn или Zn медно-оловянных медно-цинковых
99 1 Бледно-красный Красный
95 5 Бледно-розовый Красный с жел- тым оттенком
92 8 Красновато-жел- тый Коричневато- красный
99 10 Оранжево-жел- тый Красно-желтый
86 84 14 16 Желтый Желто-красный
80 20 Желтый с золоти- стым оттенком Красновато-жел- тый
75 25 Голубовато-крас- ный Светло-желтый
73 70 27 30 Темно-серый Белый Желтый
65 35 Голубовато-бе- лый Ярко-желтый
50 50 Светло-серый Золотисто- жел- тый
4
5. Физические, механические и технологические свойства одовянных бронз
- со ю 1
Свойства .О 19 о О 1 о V* е о ОЦ 10-2 ,ОЦ 8-4 ОЦС 8-4 <6 1 <х> о • Д О UO ю ; о J Д j О ОЦС 4-4- 1О СО О д о
о. (0 сх (0 СО о. и сх о. ИЗ сх ю . я г г. CQ СХ из
Плотность в г 1см? . . . 8,8 8,8 8,6 — 8,76 8,5 8,78 8,8 8,8 8,8 9,2 8,9
Температура плавления в °C 900’ 1010 934 1000 1015 1015 967- 975 960 980 О х,
Теплопроводность в кал/см^сек* град 0,113 0,115 0,087 — 0,117 0,118 0,163 0,079 0,224 0,184 0,145 0,14 & ж § СЗ
Удельная теплоемкость в кал/г-град 0,087 0,088 0,0946 0,0892 0,086 0,0868 0,0899 0,0900 •мм» 0,09
Предел прочности при ра^яжении в кГ/мм? . . 34—36 28—32 25 — 35 25 — 34 20—25 24 18—22 18—27 15—20 18 о X со £
Предел текучести в , кГ/мм* . . . 17—20 18 . 20 18—21 12 11,0 8 — 10 10—14 12 6—8
Относительное удлине- ние в % 0—2 4—6 3 — 10 3 — 10 4—10 10 4—8 4 5—8 4—6
Твердость по Бринелю 170 — 200 70—80 90 — 120 80—90 75 60 65—75 65 60 ‘ 60
Ударная вязкость в кГм/см* 0,3 3 0,9 —1,2 1,0—2,0 2—2,5 3,0 2—3 , 1,24 0,87 2—3
Линейная усадка в % 1,3 —1,4 1,44 1,26 — 1,44 1,45 — 1,51 1,54 1,27 1,6 1,6 . 1,43
Жидкотекучесть в см . . 55 30 45 40 54 50 40 40 25 40
Обрабатываемость реза- нием в % . . . . . . . . 30 40 40 55 60 70 80 90 90 80
/
Продолжение табл. 25
% Свойства Бр.О 19 Бр.О 10 Бр.ОФ 10-1 Бр.ОЦ 10-2 Бр.ОЦ 8-4 . Бр.ОЦС 8-4-3 Бр.ОЦС 6-6-3 Бр.ОЦС 5-5-5 . Бр.ОЦС 4-4-17 Бр. ОЦС* 3,5-7-5
Притираёмость .... Хорошая
Сваривае- мость 1 / Газовая уварка кислородно- ацетилено- вым пламенем Удовлетворительная Плохая
Электро- дуговая сварка Удовлетворительная Плохая
Паяем ость твердым припоем и Хорошая Удовлетворительная
ъ мягким припоем^ Хорошая Удовлетворительная Хоро- шая
со
©
Продолжение табл. 25
Свойства Бр.ОЦС 3-12-5 Бр.ОЦСН 3-7-5-1 Бр.ОС 12-7 Бр.ОС 10-10 Бр.ОС 10-5 ! Бр.ОС 8-12 Бр.ОС 5-25 Бр.ОС 1-22 Бр.ОНС 11-4-3 Бр.ОНЦ 9-3-1
Плотность в г/сл«3 . . . 8,6 8,8 8,7 8,99 8,85 9,1 9,4 9,4 8,9 8,85
Температура плавления в С ««••••••* 980 1030 1000 930 980 940 940 980 X
Теплопроводность в кал/см-сек- град 0,135 0,141 0,097 0,108 0,132 0,10 0,14 0,34 —• —•
Удельная теплоемкость в кал/г>град 0,036 0,0872 0,0833 — 0,0836 — — —. —
Предел прочности при растяжении в кГ1ммг . . 18—-22 18—25 21 20—29 20 — 30 15 — 20 14 — 18 6—7 25—27 25
Предел текучести в кГ/мм* 5—8 10—14 10 13 14 12 8 — 10 3 — 4 20
Относительное удлине- ние в % 17—20 14 — 17 6 5 — 12 10 3—8 4—6 3 — 5 3 — 4 15
Твердость по Бринелю 60 60 67 60—80 70 65—75 55—65 25 — 30 75 — 90 70
Ударная вязкость в кГм/см* 2—3 1 2,4 1—2 1-1,4 0,8 —1,2 0,3—1,0 3—5
Линейная усадка в % 1,6 1,45 1,23 1,54 1,5 1,4 Ц5 1,7 1,5 1,5
Жидкотекучесть в см . . 55 40 26 26 —- 40 20 15 30 30
Обрабатываемость реза- нием в % • 80 80 90 97 г 80 80 95 ' 60 60 40
Продолжение табл. 25
Свойства Г-. Бр.ОЦС 3-12-5 W Бр.ОЦСН 3-7-5-1 Бр.ОС 12-7 / Бр.ОС 10-10 Бр.ОС 10-5 — Бр.ОС 8-12 Бр.ОС 5-25 Бр.ОС 1-22 Бр.ОНС 11-4-3 Бр.ОНЦ 9-3-1
Притираемость .... Хорошая Удовлетвори- тельная
Сваривае- мость Газовая сварка кислородно- ацетилено- вым пламенем Плохая i
Электро- дуговая сварка Удов- летво- ритель- ная Плохая Удовлетворительная Хорошая
Паяемость твердым припоем Хоро- шая Удовлетворительная
мягким припоем Хорошая
Примечания: 1. Обрабатываемость резанием в этой таблице и последующих дана в % от обрабатываемо- сти резанием латуни ЛС 63-3. 2. Значения теплопроводности и удельной теплоемкости сплавов приведены для 20—25° С.
32
Оловянные бронзы
26. Влияние толщины стенок отливки
на механические свойства оловянных бронз (to = 1150° С)
Свойства Толщина стенок в мм Бр.ОЦСН 3-7-5-1 Бр.ОЦС 5-5-5 Бр.ОЦС 3-12-5 Бр.ОЦ 10-2
5 27 35
10 24 25 21 32
Предел проч- ности при растя- 20 20 23 18 36
жении в кГ/ммг 35 16,5 19 16 25
50 15 16,5 15 20
5 *— 21
10 16 24 21 25
Относительное удлинение в % 20 17 20 18 23
35 15,5 16 12 15
50 9 12 9,5 12
5 68 68 68 85
10 67 66 67 80
Твердость по Бринелю 20 65 65 65 76
35 61 63 62 67
50 58 58 60 60
П р и м е ч а н и е. В таблице приведены сравнительные данные.
27. Интервалы затвердевания оловянных бронз
Марка бронзы Температура затвердевания в °C Марка бронзы Температура затвердевания в °C
начала конца начала конца
Бр.О 10 1010 835 Бр.ОЦСН 3-7-5-1 1030
Бр.ОЦ 10-2 1000 800 Бр.ОЦС 5-5-5 975 840
Бр.ОЦ 8-4 1015 t 800 -
г
£
Оловянные бронзы
28. Антифрикционные свойства оловянных бронз
Я1
Испытание 1 Область применения
со смазкой • без смазки
Марка бронзы Коэффициент । трения Износ образца в мг/см2 • км м Коэффициент трения Износ образца в мг/см2-км v в м/сек Pv в кГм/см2-сек
Бр.ОФ 10-1 0,052 0,37 0,32 10 5 300
<10 150
3 200—250
Бр.ОЦ 10-2 0,056 0,32 0,29 6,7 5 150
Бр.ОЦС 6-6-3 0,047" 0,31 0,14 470 5 100
3 120 — 150
2,5 75
Бр.ОСН 10-2-3 Бр.ОЦСН 3-7-5-1 0,036 0,08 — 0,10 0,19 0,2! 0,76 — 3 70
Бр.ОС 12-7 — — •— — 5 250
Бр.ОС 10-5 — — — — 5 200
Бр.ОС 8-12 — — — — 5 200
Бр.ОЦС 8-4-3 — — — 5 150
1 Испытания проводили на машине Амслера со смазкой АФ-70 при нагрузке 100 кГ/см2 и без смазки при нагрузке 10 кГ/см* (Коле с- ни ков а В. С., Белоусов Н. Н. Исследование антифрикционных свойств некоторых бронз и латуней. Сб. «Трение и износ в машинах». Изд. АН СССР, 1960). Примечание, о — скорость скольжения, Р — удельная на- грузка.
Н. Д. Орлов
i
29. Влияние легирующих компонентов и примесей на свойства оловянных бронз
Свойства
литейные
Олово снижает линейную усадку, нез-
начительно уменьшает газонасыщаемость
жидкого металла. С увеличением содер-
жания до 10—12% снижает жидкотеку-
честь, увеличивает интервал кристал-
лизации сплава
Цинк уменьшает температурный ин-
тервал кристаллизации, снижает ли-
нейную усадку, горячеломкость, газо-
насыщаемость жидкого металла. При уве-
личении содержания до 4% повышает
жидкотекуч есть
Свинец при содержании до 0,5 —
1,0% повышает жидкотекучесть, свыше —
снижает. При высоком содержании
(свыше 8— 10%) ликвирует, снижает
газонасыщаемость жидкого металла
Фосфор увеличивает температурный
интервал кристаллизации, повышает
жидкотекучесть, предупреждает образо-
вание окислов. Повышает газонасыщае-
мость жидкого металла, вызывает при-
гар на отливках при литье в песчано-
глинистые формы. При содержании до
0,1% повышает горячеломкость, свы-
ше — уменьшает
Никель измельчает макрозерно, спо-
собствует выравниванию свойств ли-
того металла в толстых и тонких сече-’
ниях, повышает газонасыщаемость жид-
кого металла, снижает горячеломкость.
В бронзах со свинцом уменьшает лик-
вацию последнего. При содержании бо-
лее 2% снижает жидкотекучесть
механические и физические
Легирующие компоненты
Снижает относительное удлинение и
ударную вязкорть, особенно резко при
содержании более 7%, повышает твер-
дость и прочность. С увеличением содер-
жания уменьшает плотность
Снижает плотность сплава. При со-
держании до 5% повышает механиче-
ские свойства, а при большем содержа-
нии снижает
Повышает плотность. При содержании
до 2—3% не оказывает заметного влия-
ния на механические свойства, а свыше
снижает (особенно у бронз, содержащих
олова 9 —13%)
Повышает механические свойства от-
ливок, изготовленных в песчано-глини -
стых формах (до 0,02—0,04% Р) и в ко-
килях (до 0,05—0,075% Р)
Повышает плотность и механические
свойства, особенно ударную вязкость
технологические и прочие
Повышает коррозионную стой-
кость и антифрикционные свойства,
затрудняет свариваемость
Снижает коррозионную стой-
кость, затрудняет свариваемость,
антифрикционные свойства пони-
жает, улучшает герметичность от-
ливок
Улучшает антифрикционные свой-
ства, облегчает обрабатываемость
резанием, повышает герметичность
отливок, уменьшает сопротивление
кавитации в морской и пресной воде
Улучшает антифрикционные свой-
ства, повышает коррозионную стой-
кость в морской и пресной воде, об-
легчает свариваемость
Улучшает антифрикционные свой-
ства, увеличивает коррозионную
стойкость в морской и пресной воде,
обработку резанием затрудняет
Продолжение табл. 29
* Свойства
литейные механические и физические технологические и прочйе
Железо снижает жидкотекучесть и несколько газонасыщаемость жидкого металла, повышает горячеломкость Алюминий, кремний, магний — сни- жают жидкотекучесть за счет образова- ния большого количества окисных включений, увеличивают пористость, повышают горячеломкость Сурьма, висмут, мышьяк на жидко- текучесть заметного влияния не оказы- вают; сурьма незначительно повышает жидкотекучесть и горячеломкость Сера ухудшает литейные свойства Кислород, присутствуя в виде окис- ных включений (А12О3, SnO2, ZnO, FeO и др.), снижает жидкотекучесть, повы- шает пористость Водород вызывает образование пори- стости Примеси Повышает прочность и твердость, сни- жает пластичность и плотность Значительно снижают плотность й механические свойства Снижают прочность и пластичность Снижает механические свойства, уменьшает плотность Снижает механические свойства и плотность Снижает механические свойства Сильно ухудшает коррозионную стойкость, особенно при содержа- нии свыше 0,3%, ухудшает обра- батываембсть резанием, • снижает герметичность отливок Ухудшают герметичность и кор- розионную стойкость отливок В допустимых пределах особого влияния не оказывают Нежелательная примесь в отлив- ках, испытываемых на герметич- ность Ухудшает герметичность, снижа- ет коррозионную стойкость и анти- фрикционные свойства Ухудшает свойства, особенно гер- метичность
Оловянные бронзы
36 \ Применение оловянных бронз
ПРИМЕНЕНИЕ ОЛОВЯННЫХ БРОНЗ
Бр.О19— детали узлов трения, работающие при больших удель-
ных нагрузках; плиты, работающие под большой нагрузкой на истира-
ние. При монтаже деталей необходимо обеспечить хорошее прилегание
их по всей поверхности.
Бр.О10 — ответственные детали, работающие на трение и подвер-
гающиеся ударным нагрузкам (червячные и зубчатые колеса и т. п.);
различная водяная и паровая арматура (до 250° С); детали,.работающие
в морской и пресной воде, а также в других средах (органических
кислотах, растворах щелочей, хлористых солей и др.).
Бр.ОФ 10-1 — детали ответственного назначения: фрикционные и
зубчатые колеса, шестерни, венцы червячных зацеплений, вкладыши
тяжелонагр уженных подшипников при недостаточной подаче смазки,
золотники, втулки кривошипных головок шатунов.
Бр.ОЦ 10-2, Бр.ОЦ 8-4, Бр.ОЦС 8-4-3 — детали сложной конфигура-
ции со стенками различной толщины, стойкие против коррозии и эрозии
в морской, пресной воде и других средах (корпус и крышки насосов;
детали арматуры, работающие под высоким давлением среды и темпера-
турах до 250—280° С); детали, работающие на износ (втулки, зубчатые
колеса и шестерни, червячные зацепления и др.) при средних и высоких
удельных нагрузках и невысоких скоростях скольжения.
Бр.ОЦ 6-6-3, Бр.ОЦС 5-5-5 — детали узлов трения (втулки, вкла-
дыши подшипников, червячные колеса и др.); различная арматура для
морской, пресной воды и пара.
Бр. ОЦСН 3-7-5-1, Бр.ОЦС 3-12-5 — сложная тонкостенная арматура
с резкими переходами по толщине стенок, работающая в морской,
пресной воде, насыщенном паре при температуре до 225° С, а также
жидком топлцве всех видов под давлением 25 кПсм? и выше; антифрик-
ционные детали. Износ этих бронз по сравнению с бронзами
Бр.ОЦС 6-6-3 и Бр.ОЦС 5-5-5 выше.
Бр.ОЦС 3,5-7-5 — детали узлов трения в автомобиле и тракторе
(втулки поршневых головок, шатунов дизелей и др.).
Бр.ОЦС 4-4-17 — различные антифрикционные детали (втулки
в станках и др.^.
Бр.ОС 10-10, Бр.ОС 8-12 — вкладыши подшипников, не заливаемые
’ баббитом, работающие при больших удельных нагрузках и скоростях
скольжения; детали химического машиностроения и приборостроения.
Бр.ОС 12-7 — арматура сложной конфигурации (обрабатываемая
с наружной и внутренней стороны), испытываемая под повышенным
воздушным и гидравлическим давлением (свыше 40 кГ/см?), подшип-
ники, работающие при высоких удельных нагрузках.
Бр.ОС 10-5 — подшипники, работающие при высоких удельных
нагрузках и малых или умеренных скоростях скольжения; детали
арматуры, работающие при температуре не более 180° С, детали для
химического машиностроения и приборостроения.
Бр.ОС 5-25х Бр.ОС 1-22 — подшипники и втулки (под поршневые
пальцы дизелей, водяных насосов, турбин и т. п.), работающие при
небольшой удельной нагрузке и высоких скоростях скольжения; масло-
уплотнительные кольца.
Бр.ОНС 11-4-3, Бр. ОНЦ 9-3-1 — ответственные детали, работаю
щие при повышенных удельных нагрузках и температурах (направля-
ющие втулки выхлопных клапанов авиамоторов, детали компрессоров .
и др.); антифрикционные детали.
Безоловянные бронзы
37
БЕЗОЛОВЯННЫЕ БРОНЗЫ
Безоловянные бронзы — это бронзы, не содержащие в ка-
честве основного легирующего компонента олова. В зависимости от
основного легирующего компонента безоловянные бронзы делят на
следующие группы: алюминиевые, кремнистые, марганцевые, сурьмя-
ные и свинцовые. ‘Наибольшее распространение в литейном производ-
Рис. 7. Часть диаграммы состоя-
ния Си—А!
стве получили алюминиевые
бронзы.
Алюминиевые бронзы. Основ-
ным легирующим элементом
в этих бронзах является алю-
Рис. 8. Часть диаграммы состоя-
ния Си—Si
миний, содержание которого колеблется в пределах 6—12%. Струк-
тура бинарных алюминиевых бронз (рис. 7), содержащих до 9,4% А1,
в условиях равновесия состоит из однородного a-твердого рас-
твора. Однофазные алюминиевые бронзы характеризуются высокой
пластичностью. При медленном охлаждении бронз с 9,4—12% AI
при температуру 565° С происходит эвтектоидный распад ₽-фазы
с образованием4 крупнозернистой у-фазы, выделяющейся в виде
непрерывных цепей и сообщающей сплаву хрупкость. Это явление
называют «самопроизвольным отжигом».
Кремнистые бронзы. Эти бронзы содержат около 3—5% кремния.
При содержании до 5,4% кремния последний образует с медью (830° С)
a-твердый раствор (рис. 8). С понижением температуры растворимость
кремния в a-твердом растворе уменьшается и при 300° С доходит
до 3,5%.
Правее/ границы насыщения a-твердого раствора появляется новая
к-фаза. При температуре 557° С происходит фазовое превращение
38
Безоловянные бронзы
Марганцевые бронзы. В промышленности применяют бронзы, со-
держащие 4—5% Мп. Марганец неограниченно растворим в меди
Рис. 9. Диаграмма состояния
Си—Мп
Рис. 10. Часть диаграммы
состояния Си—Sb
в жидком и твердом состояниях (рис. 9). При содержании до 20% Мп
и понижении температуры сплавы остаются однофазными. С увеличе-
нием содержания марганца (более 20%) и понижением температуры
Рис. 11. Диаграмма состоя-
ния Си—РЬ
в затвердевших сплавах происходят
превращения с выделением новых
фаз.
Сурьмяные бронзы. Литейные сурь-
мяные бронзы содержат 7—8% сурьмы.
Максимальная растворимость сурьмы
в меди (a-твердый раствор) состав-
ляет 9,5% при температуре 645° С
(рис. 10). С понижением температуры
растворимость сурьмы в а-твердом
растворе резко уменьшается и в струк-
туре сплава появляются новые фа-
зы р и 8.
Свинцовые бронзы. Бронзы, при-
меняемые для заливки подшипников,
содержат 27—33% свинца; бронзы для
изготовления сальниковых колец —
57—63% свинца.
Свинец не растворяется в меди
в твердом состоянии. В бронзах,
содержащих до 36% свинца, в интер-
вале температур 952—326°С присут-
ствуют две фазы: твердая и жидкая, резко отличающиеся друг
от друга по плотности (рис. 11). При большем содержании свинца
(36—93%) при температурах выше 954° С существуют две жидкие фазы
(происходит расслоение жидкого сплава) с различными плотностями, -
что является причиной склонности свинцовых бронз к ликвации.
Безоловянные бронзы
39
30. Химический состав безоловянных бронз
Примеча- ние гост 493 — 54 । Негости- рованные |
Всего 2,8 2,8 сч о ^—4 ю ч-ч in чЧ LO ^—4 0,9 1,25 о о' 2,5 Ч-Ч
Прочие fuN о ю 1-м чм CD Й о ш 0,5 Мп 1,0 Zn 0,5 Zn 5 с5 йБ й Ю СО Ю <£> LQ-CD о” о о о о о" 0,25 Fe 0,1 Zn 0,25 Fe 0,25 Fe 0,1 Zn 0,05 Al й <D Nfc О—Г I 0,05 А1 0,2 Fe 0,2 Zn
OI (U о ч*ч o' 0,01 чч О чЧ ч«м . о чЧ 0,05 0,05 • чЧ О о —Ч О
о о X) Л ^—4 «мМ О ч-м о* 0,3 1 0,05 0,05 [ 1 Ч"Ч ч 4 Ч *
S о ф 2 Z о чм о ч—4 о гМ 0,5 1 1 1 0,5 1 | м-ч ч 1
S о. С СО см о ; о,2 сч «к чЧ о” чч о 0,2 0,2 0,02 j 0,02 1
С СО 0,2 1 0,2 0,2 ^—4 о“ о 0,2 0,2 М-4 О 0,5 о 0,25 ^ч о
Xi со 0,05 0,05 0,05 0,002 0,02 0,05 0,05 0,3 0,5 1 0,05 чч о
СП 0,05 0,05 0,05 0,01 0,01 0,05 0,05 м*ч o' 1 чЧ о' . 1 0,05 ; 0.05
io не н ты ное) Прочие 1,5—2,5 Мп 1,2—2,5 Мп | 1—2 Мп 1—1,5 РЬ Z LO ио 1 ю । ; 5—6,5 Ni । 27—33 Pb 57—63 Pb 2,25—2,75 Ni 7 — 8 Sb 1.5—2,5 Ni 1,0—1,5 Мп 4,0—4,8 Si 4—5 Мп 1—2 Ni 0,5 —1,0 Si 15—20 Pb I
Основные комп (Си — осталь о X 1 2 — 4 7 сч to ЧЧ 1 М-4 3,5 —5,5 5—6,5 1 1 1 1 1
< 8 — 10 । 11—6 чЧ оо ч"Ч ^—4 1 СП 00 1 о 9,5 — 11,5 10,5 — 11,5 1 1 1 1 1
Марка Бр.АМц 9-2Л Бр.АМц 10-2 Бр.АЖ 9-4Л Бр.АЖМц 10-3-1.5 CJ Ю Е г~< Дч < 1О < ~ Q<T Бр.СЗО 1 Бр.СН 60-2,5 Бр.СуН 7-2 Бр.КМц 4-1 Бр.МцНКС 5-2-1-20
Примечание. В бронзе Бр.АЖМц 10-3-1,5, когда этот сплав не применяется как антифрикционный, до-
пускается содержание цинка до .1% и сумма примесей до 1,25%.
31. Физические, механические и технологические свойства безоловянных бронз
% Свойства е; о> о> а £ • CL СО а> * • а. □5 Бр.АЖМц 10-3-1,5 Бр.АЖО 7-1,54,5 Бр.АЖН 10-4-4Л Бр.АЖН 11-6-6 Бр.СЗО Бр.СН 60-2,5 Бр.СуН 7-2 •ч* ст £ CD .
Плотность в г/см'' J . ; Температура плавления в °C Теплопроводность в кал!см-сек*град » Удельная теплоемкость в кал/г*град Предел прочности при растяжении в кГ/мм2 . . ' Предел текучести в кГ/мм2 Относительное удлине- ние в % . Твердость по Бринелю Ударная вязкость в к Гм/см2 Литейная усадка в % . . Жидкотекучесть в см . . Обрабатываемость реза- нием в % (от ЛС 63-3) . . 7?6 1060 0,140 0,104 40—58 18—20 20 — 25 100— 120 7—8 1.7—2,2 50 25 755 1040 0,12 — 0,14 ол 45—54 18—22 15—22 100— 120 6—8 2,4 70 20 7,5 1045 0,12 — -0,14 0?1 50—58 16—23 10—24 120 — 130 5—8 2,2 60 25 7?9 1040 0,12 — 0,14 0,1 >30 «к» >18 90 3 1,9 70 50 7.8 1084 0,14 0,4 60—70 27 10 — 15 180 — 200 4 1,8—2 70 20 8,1 1135 0,141 0,1 60—90 48 2 — 4 260 0,7 1,8 70 20 9,5 980 0;34 0J0 6-»8 3—4 4—6 35—50 0,5—1.0 1,6 . 35 80 9,8 960 0,2 0.1 6—8 3 ЯВ«4 4—6 14 0,5 1.6 20 8,6 950 0,16 0,1 18 —26 13 4—8 100 0,3 1.2 10—12 70 8,5 1025 0,08 — 0,11 0,1 30—40 10—20 25—30 90—95 13 — 17 1,6-1,7 70—75 30
. к Примечание. Сплавы обладают хорошей свариваемостью, удовлетворительной притираемостью, а также удовлетворительной паяемостью твердым припоем. Возможна пайка мягким припоем, но она требует специальной тех- нологии (предварительного омеднения). ’ ; ,11 ! — ц 1 — 1, 1 , ни—„Гу.„.| — „ mil «». — - -
_ ~ „ CiCDtn СП CD СП •3 Beo’q ’??? -? ? ? . В ’ о £ * * ГЕ * в -“s о s •о Я'ж’0? <Р _ 01 J= < . а Я ч- о кп to S S н о со Д 143 о « W 5J 0* . S > _ » S Ч • * • . . X >§И= = .. Марка бронзы
w • ° а —— я Р я о о о о .° s Q 1 О Т- ООО х Qx trj2 2 * 00 Ю О СЛ ю to О со СЛ ел - £ Коэффициент трения со смазкой Испытание 1
1 о w <<! Ф к — О0 О О 0^0 2 ’ S ° О р • 4к О То ”-«4 to Й О 2 оо to ,2 Ь| . гц "О so ® g 2 . . Износ образца в мг/см2-км
° н «я я " '1 " —— " 3?^ ' »ч>_« , Р ,® => -° -° 2 5 ф 1 — to 1— со Я TS оо _ о 00 Сп о S к к V 8r> S’ * : — Коэффициент трения без смазки
S ' ф * -2 л ® 5 чз | сл 4». СП СП § 1 00 00 4К -О 00 а“ф« 5 s Q о Износ образца• в мг/см2-км
1 51' <<1 « н ? м » 2 О СО 1 ОЭОЭСЛ Ф в* о а » , v в м/сек Область применения
a S —— “ to w я 3IO-I о о 1 000 ю а а о о о 1 ооо , • • • о Pv в кГм/см2-сек
33. Влияние легирующих компонентов и примесей на свойства алюминиевых бронз
Свойства •
Литейныэ Механические и физические Прочие
Легирующие компоненты
Алюминий улучшает жидкотекучесть, увеличивает объемную (особенно сосре- доточенную) и линейную усадки. При увеличении содержания до 2% повы- шает горячеломкость, а затем снижает. Уменьшает газонасыщаемость жидкого металла Повышает прочность и твердость, но снижает пластичность сплавов (особенно при содержании более 7—8%). Наилуч- шие соотношения прочности и пластич- ности имеют бронзы с 9,0 —10,5% алю- миния. Повышает жаропрочность спла- вов Повышает коррозионную стой- кость, улучшает антифрикционные свойства сплава. При содержании А1 до 7% сплавов плохо обрабаты- вается резанием, свыше—удовлетво- рительно. Получение герметичных отливок затрудняется из-за обра- зования окисных пленок А12О3
Железо увеличивает температурный интервал кристаллизации (вызывает рас- сеянную пористость при содержании свыше 4%), измельчает структуру (осо- бенно в толстых сечениях отливок) и предотвращает явление «самопроизволь- ного отжига», вызывающего хрупкость сплава, незначительно снижает жидко- текучесть. Газонасыщаемость жидкого металла при содержании до 3% Fe сни- жается, а затем повышается. Горяче- ломкость при содержании до 1% Fe увеличивается, а затем уменьшается С увеличением содержания железа более 4% прочностные свойства сплава ухудшаются Снижает коррозионную стойкость сплава и антифрикционные свой- ства, незначительно улучшает обра- батываемость резанием
Никель незначительно уменьшает жидкотекучесть, измельчает структуру, уменьшает линейную усадку, увеличи- вает газонасыщаемость жидкого метал- ла, повышает горячеломкость сплава Повышает механические свойства (осо- бенно предел текучести) без снижения удлинения, особенно в присутствии же- леза (после термообработки), повышает жаропрочность сплавов Повышает коррозионную стой- кость сплава. Для этого рекомен- дуется принимать содержание ни- келя равным или несколько больше содержания железа.. Способствует свариваемости, но затрудняет обра- ботку резанием
Марганец в небольших количествах снижает жидкотекучесть, а свыше 2 — 3% Мп повышает. При 5 — 10% горяче- Повышает пластичность без потери прочности при содержании до 5%. Устраняет (подобно железу) самопроиз- Повышает коррозионную стой- кость сплава (особенно сопроти- вление кавитации в морской воде),
ломкость сплава повышается, а затем
снижается. Повышает газонасыщаемость
жидкого металла, уменьшает линейную
усадку
Свинец не оказывает заметного влия-
ния на жидкотекучесть и усадку, повы-
шает горячеломкость (особенно при со-
держании более 2%), снижает газона-
сыщаемость жидкого металла
Олово не оказывает заметного влия-
ния
Кремний вызывает пористость отли-
вок, улучшает жидкотекучесть сплава
Цинк снижает жидкотекучесть и
уменьшает газонасыщаемость жидкого
металла
Фосфор улучшает жидкотекучесть и
повышает газонасыщаемость жидкого
металла
Мышьяк, сурьма
Магний ухудшает литейные свойства
сплавов
Сера
вольный отжиг. Повышает жаропроч-
ность и прочность при низких темпера-
турах
Снижает жаропрочность. При содер-
жании до 2% снижает прочность, твер-
дость и удлинение сплава
Примеси
Снижает предел прочности и удлине-
ние, повышает твердость сплава
Снижает механические свойства, осо-
бенно удлинение, увеличивает твердость
сплава
Снижает прочность и удлинение;
твердость повышает, особенно при со-
держании свыше 1,5%
Присутствуя даже в малых количе-
ствах, снижает прочность и пластич-
ность сплава. Повышает твердость
Снижают прочность и особенно удли-
нение, придают сплавам хрупкость
Снижает прочность и удлинение (вы-
зывает хрупкость), повышает твердость
сплавов
Снижает механические свойства спла-
вов
ухудшает обрабатываемость реза-
нием
Улучшает антифрикционные свой-
ства сплава и обрабатываемость
резанием, затрудняет сварку
Понижает герметичность отливок
При наличии в бронзе железа
образует с ним твердые включения,
ухудшающие обрабатываемость ре-
занием. Ухудшает свариваемость
и герметичность отливок
Обрабатываемость резанием улуч-
шает, затрудняет свариваемость,
ухудшает коррозионную стойкость
и антифрикционные свойства сплава
Снижает коррозионную стойкость
и облегчает свариваемость сплавов
Безоловянные бронзы I Безоловянные бронзы
Понижают антифрикционные
свойства сплава
Ухудшает герметичность отливок
Ухудшает герметичность отливок
34 . Влияние легирующих компонентов и примесей на свойства безоловянных бронз
Свойства
Механические и физические
Прочие
Кремнистые бронзы
Легирующие компоненты
Кремний повышает прочность, твердость сплавов и до
3% удлинение. При содержании более 3% снижает удли-
нение и ударную вязкость
Марганец повышает механические свойства сплавов
Никель понижает механические свойства, особенно пла-
стичность (за счет образования хрупких силицидов) и по-
вышает жаропрочность сплавов
Повышает жидкотекучесть и газонасыщаемость жидкого
металла. Повышает горячеломкость при содержании до
2,5%, а затем снижает. Увеличивает коррозионную стой-
кость сплавов
На жидкотекучесть заметного влияния не оказывает при
содержании до 3%. Повышает антифрикционные свойства
и коррозионную стойкость сплавов
Измельчает структуру, ухудшает жидкотекучесть. Повы-
шает коррозионную стойкость и снижает герметичность
отливок. Увеличивает газонасыщаемость жидкого металла
Примеси
Железо не оказывает заметного влияния на механиче-
ские свойства, повышает жаропрочность никелекремнп-
стых бронз
Фосфор до 0,"2—0,3% улучшает механические свойства
(удлинение и предел текучести), свыше 0,3% ухудшает.
Повышает твердость, особенно при содержании свыше
0,5 %
Олово свыше 0,5% понижает механические свойства,
при 2% олова сплав становится хрупким
Свинец снижает механические свойства бронз
Цинк до 2% заметного влияния не оказывает, свыше
2% повышает твердость сплавов
Сурьма снижает механические свойства сплавов, осо-
бенно пластичность при содержании 0,1% и выше
Алюминий, образуя в процессе плавки и заливки А12О3,
снижает механические свойства сплава
Измельчает структуру, понижает горячеломкость и кор-
розионную стойкорть, затрудняет обработку резанием спла-
вов
Улучшает жидкотекучесть, свариваемость и обрабатывае-
мость резанием сплавов
При содержании до 0,5% повышает коррозионную стой-
кость сплавов, снижает герметичность отливок и улучшает
обрабатываемость резанием
Повышает антифрикционные свойства, улучшает обра-
батываемость резанием бронз
Повышает жидкотекучесть сплава, улучшает герметич-
ность и антифрикционные свойства отливок, снижает газо-
насыщаемость жидкого металла
Снижает герметичность отливок
Присутствуя в виде AlgOg, снижает жидкотекучесть спла-
ва' и герметичность отливок
-•У-*. -
д
' i
** <
&
чА ••
Марганцевые бронзы
Легирующие компоненты
Марганец повышает механические свойства и жаропроч-
ность сплавов
Снижает жидкотекучесть, повышает газонасыщаемость
жидкого металла, коррозионную стойкость. Горячеломкость
при 5 — 10% Мп повышается, а свыше резко снижается
Примеси
Снижают коррозионную стойкость сплавов
Олово, сурьма, свинец, мышьяк, фосфор снижают меха-
нические свойства и
особенно жаропрочность сплавов
Свинец ухудшает
механические свойств
-J
Свинцовые бронзы
Легирующие компоненты
Повышает антифрикционные свойства сплава. Жидко-
текучесть улучшает, но способствует ликвации (по удель-
ному весу). Улучшает обрабатываемость резанием
сплавов
Примеси
Никель повышает
прочность и твердость
сплавов
Сера не оказывает заметного влияния
Олово, цинк повышают прочность, твердость сплавов
Сурьма не оказывает влияния
Железо, алюминий снижают механические свойства (осо-
бенно алюминий) сплавов
Уменьшает ликвацию свинца, ухудшает притираемость
и коррозионную стойкость сплавов
Способствует диспергированию включений свинца (умень-
шает ликвацию)
Расширяют область несмешиваемости меди и свинца
(способствуют ликвации свинца)
Уменьшает ликвацию свинца
Ухудшают антифрикционные свойства сплавов
сь
X
X
X
£
О
х
со
2
компоненты
Сурьмяно-никелевые бронзы
Легирующие
Сурьма повышает прочность и твердость и снижает
удлинение сплава
Никель повышает механические свойства сплавов
Алюминий, кремний снижают механические свойства
сплавов
Незначительно повышает жидкотекучесть и уменьшает
линейную усадку, повышает объемную усадку (рассеян-
ную), антифрикционные свойства и коррозионную стойкость,
улучшает обрабатываемость резанием сплавов
Улучшает жидкотекучесть и уменьшает склонность
к рассеянной усадочной пористости. Улучшает антифрик-
ционные свойства сплавов
Ухудшают жидкотекучесть сплавов, снижают герметич-
ность отливок
46 Применение безоловянных (специальных) бронз
ПРИМЕНЕНИЕ БЕЗОЛОВЯННЫХ
(СПЕЦИАЛЬНЫХ) БРОНЗ
Бр.АМц 9-2Л, Бр.АМц 10-2, для деталей, работающих на исти-
рание под нагрузкой до 35 кГ/см2 и скорости до 1,9 м/сек (зубчатые
колеса, шестерни, венцы зубчатых колес, ходовые гайки, втулки
и др.); для корпусов, тарелок, клапанов, коробок сальников, крышек
насосов и для различных деталей морского судостроения, в том числе
деталей арматуры, работающей при температурах до 250° С. Эти
бронзы могут заменять оловянные бронзы марок Бр.ОЦ 10-2;
Бр.ОЦ 8-4.
Бр.АЖ 9-4Л — детали, работающие на истирание (зубчатые колеса,
подшипники, втулки, поршневые кольца и т. п.); массивные детали,
получаемые в песчано-глинистых формах (гайки нажимных винтов,
обода и т. д.), арматура для работы в различных средах при температу-
рах до 250° С. БрАЖ 9-4Л может заменять бронзы марок Бр.ОЦ 10-2,
Бр.ОЦС 6-6-3.
Бр.АЖМц 10-3-1,5 — цилиндрические и конические зубчатые ко-
леса, шестерни, червячные колеса, гайки ходовых винтов, подшипники
дизелей средней нагруженности и др.; детали, от которых требуется
высокая статическая и усталостная прочность (коромысла, втулки,
маховики и др.); детали, стойкие в среде, содержащей соляную кислоту
и сероводород при 30—90° С; арматура для работы в различных средах
(пресная вода, жидкое топливо, пар и др.) при температурах до 250—
260° С. Из всех алюминиевых бронз наименее стойка в морской воде.
Бр.АЖН 10-4-4Л, Бр.АЖН 11-6-6 — арматура, работающая в мор-
ской воде (детали из этих бронз наиболее стойкие в морской воде по
сравнению с другими алюминиевыми бронзами); детали для нефтяной
и химической аппаратуры и для работы при температурах до
500° С; детали, работающие на истирание при высоких удельных на-
грузках и больших скоростях (нагруженные шестерни, втулки, седла
клапанов и др.). Эти бронзы могут заменять бронзу Бр.ОФ 10-1.
Бр. АЖС 7-1,5-1,5 — антифрикционные детали (подшипники,
втулки, вкладыши и др.), может заменять бронзу Бр.ОЦС 5-5-5.
Бр. КМц 4-1 —детали, работающие при больших нагрузках в кор-
розионных средах (в химическом машиностроении, судостроении, мото-
ростроении) и температурах до 300° С (подшипники, детали испарите-
лей); детали с высокими упругими свойствами. Эта бронза может заме-
нять бронзу марок Бр.О 10, Бр.ОЦ 10-2, Бр.ОЦ 8-4, Бр.ОЦС 5-5-5.
Бр.С 30 — подшипники, работающие при высоких скоростях сколь-
жения (у = 44-5 м/сек) и повышенных удельных нагрузках (Р = 1004-
4-150 кГ/см2), знакопеременных нагрузках и температурах нагрева,
когда обыкновенные баббиты непригодны (втулки и вкладыши нижних
головок главного шатуна мощных дизелей, а также подшипники авиа-
ционных двигателей и др.). Сплав Бр.С 30 заливается на стальную
основу.
Бр.СН 60-2,5 — сальниковые кольца.
Бр.СуН 7-2 — детали, работающие на истирание (фрикционные
и зубчатые колеса, шестерни, венцы червячных колес, втулки, под-
шипники) при значительных удельных нагрузках и скоростях скольже-
ния; может заменять бронзу марок Бр.ОФ 10-1, Бр.ОЦС 5-5-5.
Бр.МцНКС 5-2-1 -20 — монолитные подшипники для работы в усло-
виях высоких давлений и ударных нагрузок.
Латуни
47
ЛАТУНИ
Латунями называют сплавы меди с цинком. Содержание цинка
в латунях не превышает 50%. По химическому составу латуни разде-
ляют на двойные (простые), т. е. состоящие из меди и цинка, и много-
компонентные (сложные), в состав которых, кроме цинка, вхо-
дят другие элементы, улучшающие свойства сплавов.
Многокомпонентные латуни.
В зависимости от содержания цинка
структура двойных латуней в мо-
мент их полного затвердения может
состоять из а- и p-фаз (рис. 12).а-фа-
за представляет собой твердый рас-
твор цинка в меди с кристалличе-
ской решеткой последней; Р-фаза—
твердый раствор на основе соедине-
ния CuZn с центрированной куби-
ческой решеткой.
При охлаждении а- и р-фазы
претерпевают следующие превра-
щения: область однородных а-кри-
сталлов до 450° С расширяется,
а область р-крист ал лов сужается.
Растворимость цинка в а-твердом
растворе повышается с 32 до 39%
при 450° С, а затем вновь несколько
снижается. P-фаза при охлаждении
распадается с выделением кристал-
лов a-твердого раствора или у
(у-твердый раствор на базе соеди-
нения Cu5Zn8 — хрупкая твердая
фаза). При 450° С происходит упо-
рядочение кристаллической решетки
P-твердого раствора, который обо-
значают через Р'.
После окончания всех превра-
щений структура латуней может
состоять из а, (а + Р) или р-твер-
Рис. 12. Часть диаграммы со-
стояния Си—Zn
дых растворов.
Структуру многокомпонентных латуней можно определить по диа-
грамме состояния двойных медно-цинковых сплавов после установления
так называемого кажущегося содержания А' меди по эмпирической
формуле
100-Л
где А — действительное содержание меди в вес. %;
q — содержание легирующего (кроме цинка) компонента в вес. %;
а — коэффициент эквивалентности, принимаемый для Si = 10ч-12,
А1 =6, Sn = 2, Pb =1, Fe = 0,9, Мп = 0,5, Ni = —1,4.
Многокомпонентные латуни в зависимости от основного легиру-
ющего компонента делят на группы: алюминиевые, кремнистые, мар-
ганцевые и свинцовые.
35. Химический состав многокомпонентных латуней в % по ГОСТу 1019—47
Марка Основные компоненты (Zn—остальное) Примеси, не более
Си Al Мп ** Прочие Pb Sn Sb Mn Fe Al p , V Всего
ЛА 67-2,5 66^—68 2—3 1,0 ho 0,-1 0,5 0,8 — i 3,4
ЛАЖМц 66-6-3-2 64*—68 6—7 1,5— 2,5 2—4 Fe 1,0 1,0 0,1 — 2,1
ЛАЖ 60-1-1Л 58—61 0,75—. 1.5 0,1 *-0,6 0,75 — 1,5 Fe 0,2—0,7 Sn 0.4 0,1 —* < 0,01 0j70
ЛК 80-3Л 79—81 ——- 2,5—4,5. Si 0,5 0,3 0,1 1,0 0,6 0,1 *M 2,8
ЛКС 80-3-3 79««81 —' — 2,5—4,5 Si 2—4 Pb 0,3 0.1 1.0 0,6 > 0.3 2,D
ЛМцС 58-2-2 57-^60 — , 1,5—2,5 1,5—2,5 Pb — 0,5 0,1 —* 03 1,0 — 2,5
ЛМцОС 58-2-2-2 56 —60 —- 1,5—2,5 1,5—2,5 Sn 1,5—2,5 Pb — M. 0,1 — 0,8 0,3 MW* 1,2
ЛМцЖ 55-3-1 53-^58 — Зйея 4 0,5 —1,5 Fe 0,5 0,5 0,1 — 0,6 Mm. 2,0
ЛМцЖ 52-4-1 50—55 — 4—5 0,5 —1,5 Fe 0,5 0.5 0,1 — MM 0,5 . 1.5
ЛС 59-1Л 57—61 — —- 0,8 —1.9 Pb ♦ 0,05 1., 0,8 —— \2,0
3
Л
Пр имеча ния: К- В кремнистых латунях ЛК 80-3J1 и ЛКС 80-3-3 допускается содержание никеля до 0,2%
за счет суммы примесей; в латунях остальных марок допускается содержание никеля до 1% за счет меди
2. В отдельных случаях в фасоннолитейном производстве применяют латунь ЛМцА 57-3-1
36. Физические, механические и технологические свойства многокомпонентных латуней
. Свойства ЛА 67-2,5 ЛАЖМц 66-6-3-2 4 ЛАЖ 60-1-1Л со со :4, ЛКС 80-3-3 . ЛМцС 58-2-2 1, ЛМцОС 58-2-2-2 ЛМцЖ 55-3-1 ЛМцЖ 52-4-1 ЛС 59-1Л ЛМцА 57-3-1
Плотность в г/см3..... 8,5 • 8,5 8,5 8,3 8,6 8,5 8,5 8,5 8,3 8,5 8,4
Температура плавления в °C 995 900 904 890 90S 900 900 890 940 890 920
Теплопроводность в кал /см-сек-град Удельная теплоемкость в 0,27 0,12 0,25 0,2 0,20 0,2. t 0,20 0,15 0,15 0,25 0,24
кал/г-град . . Предел прочности при рас- —• —— —— —— 0,1 0,1 ——. 0,12 мм
тяжении в кГ/мм2 ... 30—40 60 38—42 35—40 25—30 30 — 35 30 45 — 50 50 30 40
Предел текучести в кГ/мм2 Относительное удлинение 15 35 20—25 12—20 14 — 15 12 12 25 30 15 20
в % 12 7 18—20 15—20 7-15 8 — 10 10 10 — 15 15 20 20
Ударная вязкость в кГм/см2 8—10 1,4 —2,8 2,7 —5,0 12 4 7 4 — 7 3.5 2,8- 5,5 2 — 3 3,5
Твердость по Бринелю. . 75—90 160 80 — 90 100 — 120 90 — 100 80 90 100 100 — 120 80 — 90 100
Линейная усадка в % . . . 1,25 1,8 1,7 1,7 —1,8 1,7 — 1,8 40 2, i 1,8 1,5 1,6 220 1,8
Жидкотекучесть в см . . . . Обрабатываемость резани- 57 47 55 60 40 22 30 f 30 30 35
ем в % (от ЛС 63-3) ..... Коэффициент трения в паре со сталью: 30 25 30 30' 30 35 35 25 25 £0 20
со смазкой . — — 0,01 0,009 0,016 0,013 —-ш —* —
без смазки . . ... — ——— 0.19 0,15 0,24 — 0,17 — —• —
Примечая ие. Примерные значения произведения удельной нагрузки Р на скорость скольжения v Для
сплавов: ЛС 59-1Л v == 3 м/сек, Pv == и — 3 м/сек, Pv = 70 кГм/см2сек. = 70 кГм/см2сек\ ЛК 80-ЗЛ v — 3 м/сек, Р v = 120 кГм/см2сек', ЛМцЖ 55-3-1
45
Й
&
г
Примечание. В таблице приведены сравнительные данные.. Твердость по Бринелю Относительное удлине- ние в % Предел прочности при растяжении в кГ/мм2 Свойства 38. Влияние толщины стенки отливки на механические свойства латуней
СЛ N0 И- - О О О сл СЛ № —‘ ОООСЛ СП N0 •— ОООСЛ Толщина стенки в мм
00 00 00 CD СО -J о — *-no •— 00 О О со N0 00 СО ф. ССЮ^О ЛК 80-3Л
►—* »—-* сл сл о о WOIOO Ci -'J <! СЛ Ci Ci —I СООСЛО, ЛАЖМц 66-6-3-2
со со о СЛ Ci Ci О NO КЗ СО СО слоосл ЛМцОС 58-2-2-2
0^1 ь* *-N0 NO № оооо OOWO ф. сл СЛ Ci ООООО ЛМцЖ 55-3-1
Примечание. В таблице приведены сравнительные данные. Относительное удлине- ние в % Предел прочности при растяжении в кГ/мм2 Свойства 50 Латуни 37. Механические свойства латуней при повышенных температурах
А СО to и- ооою о о о о СО N0 •— О CD CD N0 О О О О Температура в °C
— NO NO to -q о to со N0 О I N0 СО СО 1 00 CD CD NO СЛ ЛК 80-ЗЛ
NO N3 ф. NO 1 I NO NO 1 1 NO CD СЛ СЛ NO СО СО СО Ф» СО СЛ Ci ЛМцС 58-2-2
NO NO NO NO 00 Ф. Ф* О со со сл сл N0 Ф. CD CD ЛМцЖ 52-4-1
NO | Ф» Ф. 00 1 coo NO NO 00 СО СО СЛ CD CD ЛС 59-1Л
''t
39. Влияние легирующих компонентов на
свойства многокомпонентных латуней
Свойства
Литейные
Механические и физические
Технологические и прочие
Алюминий несколько повышает жид-
котекучесть сплава, уменьшает угар
цинка при плавке и заливке форм, по-
вышает газонасыщаемость жидкого ме-
талла
Кремний повышает жидкотекучесть
сплава, уменьшает испаряемость цинка
при плавке и заливке металла, повыша-
ет газонасыщаемость жидкого металла
Сильно сдвигает границу насыщения
a-твердого раствора • в сторону меди,
повышает механические свойства, но
при содержании, когда в структуре
сплава появляются у-кристаллы, резко
снижает пластичность последнего
Равномерно повышает прочность,
твердость сплава. Относительное удли-
нение при содержании до 1% Si, в ла-
тунях с 60 — 70% меди и до 2—2,5% Si
в латунях с 80% меди повышается, а при
более высоком содержании заметно сни-
жается
Заметно повышает коррозионную
стойкость, в том числе под напря-
жением и кавитационную стойкость
сплава
Улучшает обрабатываемость ре-
занием, свариваемость, паяемость
сплава. Улучшает герметичность
отливок и качество их поверхности.
Повышает коррозионную стойкость
и антифрикционные свойства сплава
Марганец несколько снижает жидко-
текучесть сплава
Повышает механические свойства
сплава. При Содержании более 4% сооб-
щает высокоцинковистым (>41% Zn)
латуням склонность к самопроизволь-
ному растрескиванию при внутренних
напряжениях
Повышает коррозионную стой-
кость сплава, а вместе со свинцом
и антифрикционные свойства
Железо снижает жидкотекучесть
сплава
Измельчает структуру, что повышает механические и технологические
свойства. Особенно благоприятно действует на латуни, содержащие алюми-
ний, марганец и никель. Эти латуни отличаются высокой прочностью и корро-
зионной стойкостью. Железо при содержании более 0,03% сообщает латуням
магнитные свойства
Олово при содержании до 2 — 2,5% за-
метного влияния на литейные свойства
сплава не оказывает
Свинец повышает жидкотекучесть алю-
миниевых и марганцевых латуней и за-
метно снижает жидкотекучесть кремни-
стой латуни
На механические свойства сплава
влияет так же, как алюминий, кремний,
но в более слабой степени
Ухудшает механические свойства алю-
миниевых и марганцевых латуней. На
механические свойства кремнистой ла-
туни при содержании до 3% заметного
влияния не оказывает, при большем
содержании снижает прочность, относи-
тельное удлинение и ударную вязкость
Повышает коррозионную стой-
кость (особенно в морской воде) и
антифрикционные свойства сплава
Улучшает обрабатываемость ре-
занием и антифрикционные свой-
ства сплава, ухудшает герметич-
ность отливок из кремнистой ла-
туни и увеличивает склонность
последних к образованию горячих
трещин
52
Латуни
40. Шлияние примесей на свойства латуней
Свойства
механические и физические прочие
Олово повышает прочность и твердость, снижая пластичность сплава. В кремни- стых латунях особенно резко снижается пластичность при содержании более 0,25% Sn Заметно снижает герметич- ность отливок из кремнистой латуни
Сурьма, висмут уменьшают прочность, относительное удлинение и ударную вяз- кость сплава Увеличивают склонность латуней к коррозионному рас- трескиванию
Марганец, свинец (см. табл. 39)
j * Железо (см. табл. 39) при содержании до 1 — 1,3% на механические свойства кремнистых латуней влияния не оказы- вает, при большем содержании заметно уменьшает относительное удлинение и ударную вязкость Заметно снижает жидкоте- кучесть кремнистой латуни, ухудшает герметичность от- ливок
Алюминий (см. табл. 39) в кремнистых латунях ЛК 80-3 при содержании до 1,2% и Л КС 80-33 при содержании до 0,8% заметно не влияет на прочность сплава; повышает твердость и снижает пластичность При содержании более 0,4% алюминий снижает антифрик- ционные свойства кремнистых латуней. Являясь источником загрязнения сплава, А12О3 ' повышает газонасыщаемость, что снижает герметичность отливок; повышает коррозион- ную стойкость
Фосфор повышает твердость и снижает относительное удлинение и ударную вяз- кость сплава
Мышьяк повышает твердость, снижает прочность, относительное удлинение и ударную вязкость сплава \ При содержании около 0,02% мышьяк повышает кор- розионную стойкость в мор- ской воде
ПРИМЕНЕНИЕ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ ЛАТУНЕЙ
ЛА 67-2,5 — коррозионноустойчивые детали для морского и об-
щего машиностроения.
ЛАЖМц 66-6-3-2 — гайки нажимных винтов, работающие в тя-
желых условиях, массивные червячные винты.
ЛАЖ 60-1-1Л — арматура, втулки, подшипники.
ЛК 80-оЛ — различная арматура, работающая в активных корро-
зионных средах; подшипники, работающие под нагрузкой до 30 кГ/см1
при скорости скольжения до 1 м/сек в условиях хорошей смазки; ше-
стерни, зубчатые колеса.
Л КС 80-3-3 — подшипники, втулки.
ЛМцС 58-2-2 — подшипники, втулки и другие антифрикционные
детали, в том числе для армирования вагонных подшипников.
ЛМцОС 58-2-2-2 — шестерни.
Никелевые сплавы
53
ЛМцЖ 55-3-1 — несложные по конфигурации и ответственные по
назначению детали, работающие в средах: жидкого топлива всех видов,
морской воды, пара при температурах не более 300° С; массивные де-
тали — гребные винты, их лопасти.
ЛМцЖ 52-4-1 — авиационные детали, несущие силовую нагрузку;
неответственные подшипники и арматура.
ЛС 59-1Л — различные детали, получаемые литьем под давлением,
втулки для сепараторов шарикоподшипников.
НИКЕЛЕВЫЕ СПЛАВЫ
Литейные никелевые сплавы делят на три группы: коррозионно-
стойкие, жаропрочные и магнитные.
Влияние легирующих компонентов на свойства никелевых сплавов.
Медь при содержании до 40—50% повышает прочность, твердость,
но снижает удлинение сплавов. Медь повышает удельное электросопро-
тивление, улучшает литейные свойства, облегчает обрабатываемость
резанием отливок.
Марганец повышает механические свойства и электросопро-
тивление сплавов, улучшает жидкотекучесть, является хорошим раски-
слителем.
Железо снижает жаростойкость нихромов, повышает твердость,
улучшает литейные свойства и свариваемость.
Хром повышает жаропрочность и электросопротивление, умень
шает жидкотекучесть сплавов.
К р емкий увеличивает прочность (при содержании 2—2,5%)
и жаропрочность, но снижает пластичность. Кремний является хоро-
шим раскислителем, улучшает жидкотекучесть сплавов, коррозионную
стойкость и антифрикционные свойства, ухудшает механическую обра-
ботку отливок.
Алюминий при содержании до 15% увеличивает прочность и
пластичность, является хорошим раскислителем, повышает жидкоте-
кучесть. Алюминий, образуя пленки А12О3, снижает герметичность
отливок.
Влияние примесей. Сера придает сплавам хрупкость (образует
легкоплавкую, хрупкую эвтектику), снижает литейные свойства, по
вышает горячеломкость сплавов.
Магний парализует вредное действие серы, является хорошим
раскислителем, но в избыточном количестве снижает жидкотекучесть
сплавов.
Углерод при содержании более 0,2—0,3% ухудшает механи-
ческие свойства (выделяется в виде графита), повышает жидкотекучесть
Кислород снижает механические свойства (образование хруп-
кой эвтектики), литейные свойства и свариваемость.
Свинец и висмут (0,002—0,005%) снижают пластичность
сплавов. Свинец улучшает обрабатываемость резанием, но повышает
горячеломкость.
Сурьма и мышьяк ухудшают пластичность и литейные
свойства сплавов.
Фосфор ухудшает механические и физические свойства, повы-
шает жидкотекучесть и улучшает свариваемость.
54
Никелевые сплавы
41. Химический состав и свойства корро
Сплав Основные компоненты в % (Си — остальное) Примесей в %, не более
Ni Мп Si Fe Прочие С S Прочие
Монель НМЖМц 28-2,5-1,5 67 — 70 1,2 — 1,8 2—3 — 0,2 0,01 0,1 Mg 0,01 As 0,05 Si 0,005 Р
Монель НМ К 30-1 63 — 68 0,5 — 1,5 0,5 — 1,2 До 3 — 0,3 0,03 0,1 Mg 0,01 As
Монель НМ К 28-2,5 63 — 68 0,5 — 1,5 2,5—3 До з — 0,12 0,03 0,1 Mg 0,01 As
Никелевая бронза 40 — 50 ••• 0,5 — 1 (5—10) Sn 1 Zn (6—10) Pb — — •
Никель-крем- ний (хастеллой) НК ю 87 — 90 10 — — 0,02 — 0,05 0,1 Fe до 1 Mn до 3 Cu
Никель-алю- миний НА 80— 90 (10—20) Al —
42. Химический состав жаропрочных и
Марка сплава Основные компоненты
Сг Fe Мо W Мп
ЭИ418 15 7 «М>ш
XH78T (ЭИ435) 19—22 2^1 — <0,7
ЭИ460Л 18—22 18—21 —в 1,5—2
ЭИ461 1 3—7 24 — 33 1
ЭИ618 (ЖС-3) 14 — 18 <8 3—4,5 4,5—6,5 <0,6
ХН80ТБЮ (ЭИ607Л) 15 — 18 До 3 * 1
Ир Никелевые сплавы 55 зионностойких никелевых сплавов
Шш ^^Ег< *$№.: vhc^s- ЯШд& BgWK Ж< wfe’.V Температура плавления в °C — Плотность в г/см3 Предел прочности при растяжении в кГ/мм2 Предел текучести в кГ/мм2 Относительное удлинение в % Ударная вязкость в кГм/см2 Твердость по Бринелю Температура заливки в °C отливок
толстостен- ных тонкостен- ных
1350 8,82 55—65 35 40 9,6 130 1520 1560
Д^У'-- . Ж< 4Khf,:. 1350 8,5 — 8,8 36 — 52 16 16—40 7,5 — 11 100 — 150 1500 1560
ЛшВЕХ* 1320 8,5 — 8,8 52—63 23 8 — 15 5 — 7 180 — 230 1470 1530
Г » • 1250 — 1300 8,6 30—40 20 — 30 5—20 4—6 100 — 170 1380 1450
1100 — 1120 1 7,8 25 — 40 — 1 ——• 400 — 500 1180 1250
'В ж1_ 1440 6,5 — 7,2 30—60 — 6 — — 1520 — 1550 1500 — 1520
JpA. жаростойких никелевых сплавов в % ’ л.
~4’? »V (Ni *— остальное) Д’ Примесей, не более
X :>• Ti А1 С Прочие -S Р
'Л ' 2,5 0,7 0,04 — 0,03 0,04
**,. 0,15—0,35 <0,15 <0,12 Си <0,2 0,015 0,02
|Т ' 0,12 —0,2 Si <1 0,03 0,03
4 — —- 0, 12 Со <2, V <4, Si <1 — —
Д. 1,6—2,3 1,5—2,5 0, 11 —0,16 Si <0,6 0,009 0,015
е 1,8—2.3 0,5 — 1 До 0.08 Nb = l -т-1,5; Si = 0,8 0,02 0,02
Ег
56 Никелевые сплавы
I
Никелевые сплавы
Ы
Марка сплава Основные компоненты
Сг Fe Мо W Мп
ХН70ВМЮТ (ЭИ765Л) 14 — 16 До 3 3-5 4—6 0,5 ——
И65М17 Х15В5Л.. 15 — 17 1—8 15—20 4—6 1
Н65М28Л » »| < До 6 26—30 — 0,4-0,6
Н55М6Х15Л 21—23 13,5 — 17 5,5—7,5 1 1—2
ЖС6- кп 10,5 <2 5 4
Продолжение табл. 42
Г (N1 — остальное) Примесей, не более
Ti Al С Прочие S P
1-1,4 1,7-2,2 0,1—0,16 Si <0,6 0,02 0,02
л —— —— До 0,01 Si <1, V <0,35 0,03 0,04
Г —— —— 0,01 Si <0,8 0,01 0,01
г —— До 0,05 Si <1, V <2,5 0,03 0,04
3 4,6 0,13 Co <6,5 0,01 0,01
43. Свойства жаропрочных и
Свойства ЭИ 418 ХН78Т (ЭИ435) ЭИ 460Л ЭИ 461 ЭИ618 (ЖС-3)
Температура плавле- ния в °C 1395 — 1425 — 1300 — 1330 1320 — 1330 ——-
Плотность в г/см* 8,1—8,3 8,8 8,8 9,2 ~~ — —
Предел прочности при растяжении в кГ/мм2: 20° С 800° С 47—51 70-87 20 48—55 28 54—57 75 40
Предел текучести в кГ/мм2\ 20е С 800° С — 29 11 30—32 12 55 29
Относительное удли- нение в %: 20° С 800° С 10 — 15 35 — 50 39 8 — 12 6—9 8,0 4,0
Твердость по Брине- лю при 20° С 150 — 170 / •—• 150—200 190—230 — —
Линейная усадка в % 1,9 1,95 1,9 —2,0 1,9—2,0 2,0
'О
“ .4
| жаростойких никелевых сплавов
к ХН80ТБЮ (ЭИ607Л) ХН70ВМЮТ (ЭИ765Л) Н65М28Л Н65М17Х15В5Л Н55М6Х15Л ЖС6-КП
. — —- 1320—1350 1270—1300 1290 — 1300 — 1 —
— 9,2 8,9 8,15 ——
1 R 60—97 40—53 60—75 50—70 50—60 50—55 40—50 132 105
>— 42—70 53—63 36—47 35—40 30—40 am* 35 *тя 82 78
15 е— 46 4—7 5 — 13 10 — 16 10 — 15 15—20 > 15 11
— —"I 200 175—215 200 —
$ 1,85 2—2,3 1,9—2,0 1,9—2,0 2,0
58
Применение никелевых сплавов
44. Химический состав и примерное назначение никелевых
сплавов с высокой магнитной проницаемостью
по ГОСТу 10160—62
Марка сплава Химический состав в % (Fe—остальное) Примерное назначение
Ni Si Сг Мо Мп
79НМ 78,5 — 80,0 0,3 — 0,5 — 3,8 — 4,1 0,6 — 1,1 Литые магниты с высокой магнит- ной проницаемо- стью в слабых по- лях
50НХС 49,5 — 51,0 1,1- 1,4 3,8 — 4,2 0,6 — 1,1 Литые магниты с повышенной проницаемостью и высоким электро- сопротивлением
80НХС 79,0 — 81,0 1,1 — 1,5 2,6 — 3,0 ✓ 0,6 — 1,1 Литые магниты с высокой магнит- ной проницаемо- стью в слабых по- лях
ПРИМЕНЕНИЕ НИКЕЛЕВЫХ СПЛАВОВ
НМЖМц 28-2,5-1,5 — герметичные детали, стойкие в коррозион-
ных средах (кислотах).
нмк 30-1 — герметичные детали, стойкие в морской воде, орга -
нических кислотах и других агрессивных средах (рабочие колеса насо-
сов, тройники, втулки).
НМК 28-2,5 — детали, от которых требуется повышенная износо-
стойкость, прочность и твердость при работе в коррозионных средах
(кислотах).
Никелевая бронза — коррозионно- и износостойкие детали (кор-
пусы центробежных насосов, уплотнительные кольца, крышки клапа-
нов, подшипники и т. д.).
НК 10 — герметичные детали, стойкие в агрессивных средах (горя-
чих растворах серной кислоты) и при повышенных температурах.
Никель-алюминий НА — коррозионностойкие детали при повы-
шенных температурах.
ЭИ418 и ХН78Т — коррозионностойкие детали в разбавленных
органических кислотах, пищевых продуктах.
ЭИ460Л — детали для химического машиностроения, работающие
в контакте с различными неорганическими кислотами и другими кор-
розионными средами, детали для печной арматуры.
Цинковые сплавы
59
ЭИ461 — жаропрочные и коррозионностойкие детали.
ЭИ618 (ЖС-3) — лопатки газовых турбин и турбостартеров.
ХН80ТБЮ и ХН70ВМЮТ — лопатки газовых турбин, работающие
при температурах 800—1000° С.
ЖС6- кп — лопатки турбин (в том числе пустотелые), работающие
при 800—1000° С.
Н65М17Х15В5Л, Н65М28Л, Н55М6Х15Л — детали для химиче-
ского машиностроения, работающие в контакте с кислотами, а также
при повышенных температурах (жаропрочные изделия).
ЦИНКОВЫЕ СПЛАВЫ
Цинковые сплавы разделяют на сплавы для литья под давлением,
в кокиль, для центробежного литья и на антифрикционные сплавы.
К недостаткам цинковых сплавов относят их невысокую коррозион-
ную стойкость и способность изменять размеры со временем. Последнее
обусловлено главным образом распадом твердого раствора алюминия и
меди в цинке.
ПРИМЕНЕНИЕ ЦИНКОВЫХ’СПЛАВОВ
»
ЦА4 — детали, к которым предъявляются требования стабиль-
ности размеров и механических свойств во времени, а также повы-
шенной коррозионной стойкости (детали счетных машин и других
механизмов).
ЦАМ 4-1 — детали средней прочности, для которых стабильность
их размеров и механических свойств во времени не является реша-
ющим.
ЦАМ 4-3 — детали повышенной прочности, для которых стабиль-
ность размеров не является решающим.
ЦАМ 10-5 — подшипники и втулки металлообрабатывающих стан-
ков, небольших прессов и прокатных станов, работающих при не-
больших давлениях (до 200 кПсм?) и при температурах не выше
80° С.
ЦАМ 9-1,5 — подшипники подвижного состава узкоколейного
транспорта и другие узлы трения.
60
Цинковые сплавы
45. Химический состав цинковых сплавов
Назначение Литье под давлением Антифрикци- онные сплавы Литье в кокиль
Примеси, нс более Всего 1 1 1 0,35 0,30 1
Sb 0,002 1 1 1
0,05 о о 1
Cd OCX °.l 1 о СМ о о о о J
1 Sn ООО ООО о" о" о” г—1 оо о" о" 1
| Fe 1© 1© Ь- о о о ООО 0,15 0,15 1
Pb ш «© ю —> оо ООО о" о* о 0,03 0,03 1
Основные компоненты (Zn — остальное) i . Mg 0,06 — 0,1 0,03 — 0,08 0,03 — 0,1 0,03—0,06 0,03—0,06 1
a О 0,75—1,25 2,5 —3,5' 4 — 5,5 1—2 1
Al СО 00 00 *, а > •ЧГ "Ф ’S' ООО со" со" со 10—12 9—11 13 — 17
Сплав НА 4 ЦАМ 4-1 ЦАМ 4-3 ЦАМ 10-5 ЦАМ 9-1,5 31 vn
в? св се Я « сч сч сч о о —«
о се Я О ® я «мае «а-М ЯН
1=3
о -
е л
2 О О ю
л с- О ООО —
н 2 00 О> —• —< —
У я
о i <=с® 1 1 1 1 со 1 о ю о о ю
О с© СТ> О о
a* U3 я
(—*
<и
• Я
£ я
<и х а о °. —> i© со сч л 00
х s° | | | | О |
и ч 5 ЧОО
я >> А О о о" о"
я
к
Я Л Q са ь о
я о я • I | 1 СЧ 00 сч
оз *4 г W “ •л га * * ’ } — сч’
га
:дел чест /мм 1 1 1 оо 1
*> ч 1 1 1 сч СЧ 1
1—< <и
(-> га
при ИИ 2
Предел чности стяжен кГ(мм • 1© ф ю - 00 OJCOCO 1© 1 1 1 ОО 1 1 1 1 СО 00 1 О Ф О ’Ф СЧ СЧ СО тг
□ со га сх°*
С
IOT- сть !см 1© lO NOOO’-' N
о со *ь 4k •» «к *
С я ф со Ф Ф Ф 1©
га
СО «хя
и Яг , га сиу О Ю Ф 1© О СО
£ХЧ° О О —« О ©> ’S'
£ « га К ее CO СО ’S' СО СО ’S-
S ч -
ф с
н
И.10.
я «я г-. со -L '
я к । । О ,
о. ® ’S' ’S' о
се 5 5
<<<<<<
* Крэффициент трения 0,106 — 0,103 (при испытании со смазкой); примерные значения и — 14-7 м(сек> Pv
100 кГм/см*сек
Оловянные и свинцовые сплавы
61
47 Влияние легирующих компонентов и примесей
на свойства цинковых сплавов
Компоненты и примеси Свойства
Механические и физические Прочие '
Алюминий Легирующие Повышает механиче- ские свойства сплавов компоненты Повышает жидкотекучесть, уменьшает насыщение сплава же- лезом при плавке в стальных и чу- гунных тиглях, уменьшает прили- паемость сплава к прессформам, повышает износоустойчивость и понижает коррозионную стойкость
Медь Повышает прочность и твердость, но одно- временно понижает пластичность сплава Снижает жидкотекучесть, повы- шает антифрикционные свойства, улучшает коррозионную стойкость, понижает стабильность размеров отливок во времени
Магний Повышает прочность и твердость сплава Снижает жидкотекучесть, повы- шает коррозионную стойкость, уменьшает объемные изменения в деталях и тем самым повышает стабильность их размеров. При содержании более 0,06% вызывает горячеломкость отливок
Олово, сви- нец, кадмий, железо Прим Понижают механи- ческие свойства 4 еси Понижают коррозионную стой- кость, усиливают объемные изме- нения, а следовательно, ухудшают стабильность размеров деталей. Являются причиной растрескива- ния деталей. Усиливают горяче- ломкость отливок
ОЛОВЯННЫЕ И СВИНЦОВЫЕ СПЛАВЫ
Оловянные сплавы применяют для изготовления деталей различ-
ных медицинских, химических и физических приборов, а также
деталей, обладающих высокой коррозионной стойкостью и стабиль-
ностью размеров во времени. Примесь свинца ухудшает коррозионную
стойкость оловянных сплавов в органических кислотах.
Свинцовые сплавы применяют для изготовления деталей различных
химических и физических приборов, грузов, подшипников скольже-
ния и т. п. Детали из свинцовых сплавов обладают высокой коррозион-
ной стойкостью в неорганических кислотах. Органические кислоты
образуют со свинцом ядовитые соединения, поэтому свинцовые сплавы
не применяют для изготовления деталей, соприкасающихся с пищевыми
продуктами.
62
Оловянные и свинцовые сплавы
48. Химический состав и свойства оловянных и свинцовых сплавов для литья под давлением
опгэнибд он qiootfdaajL 27 — 30 27 — 30 29 — 33 30 — 35 25 — 30 ю сч ю
0/ /а а эинэншгйЛ ю сч ю сч о о о ш ю
ЭОНЧ1ГЭХИЭОНХО Г—4 W—ч сч . о IQ »—ч
zWW/j* я иинэжихэвс! ибц HiooHhodii iratfadjj LD 1О ю to W—ч * со со СП to
a qxooHioirjj О W—ч о Г“4 10,5 10,5 10,5
0J 0* оо о о 0,08 80‘0 30 о о 0,08 ] 1
< о О О о г—< Г“4 О о
<и 0J о о о о с> о о
ч а
ХО с о о о о о о о
<0 X o' о о о о о о
о о о
Примесей* S о 1i to о o' 1 1 о 1 ю о о о,о5—о,: 1 1
ю сч ю сч
< 00 о о ю о 00 о о о о о I""* о о 1 ю W—< т Ш
о о
0х ю ю ш Г СО со
Состав в о о СО 1 ю сч сч сч 1 ю СО 1 чГ со 1 ш ю rf 0,4—0, ‘о—^‘0
• 3 н ю
мпоне* х> (Л *4 1 ю со 1i тГ 1 сч 7 со / ш 1 ю tn^ сч о 03 1 !? ю . счо оз’—
о СП
Основные х> 0- сч 1 СЧ 1 17 — 19 ю оо о V ю со о V <0,35 85—87 89 — 91
ю
Е с/) ! 50—-61 со* ill тГ <О оо и о 00 85 — 8; 03 1 О) 00 4,5—5, 1
•dou OU 5ДР . W4 СЧ со ю со С'*
Легкоплавкие сплавы
63
ЛЕГКОПЛАВКИЕ СПЛАВЫ
Легкоплавкими называют сплавы, плавящиеся при температуре
не выше 200° С. Сплавы используют для изготовления предохранителей
в электропромышленности, спринклерных установках, предохрани-
тельных пробок для паровых котлов и в качестве припоев.
49. Химический состав в % и температура плавления
легкоплавких сплавов
Bi Cd Pb Sn Темпера- тура плавления в °C Bi Cd Pb Sn Темпера- тура плавления в °C
53,5 10,5Hg 17 19 60 42,1 — 42,1 15,8 108
50 12,5 25 12,5 68 40 —— 40 20 113
50,1 10 26,6 13,3 68 36,5 ——• 36,5 27 117
49,5 10,1 27,7 13,3 70 33,4 33,3 33,3 123
45,3 12,3 17,9 24,5 70 55,5 44,5 — 124
44,5 5 — lOHg 30 16,5 70 22,2 — 44,5 33,3 127
38,4 15,4 30,8 15,4 71 30,8 38,4 30,8 130
27,5 34,5 27,5 10,5 75 28,5 •ww 43 28,5 132
50 6,2 34,5 9,3 77 «— 18,2 30,6 51,2 142
35,3 9,5 35,1 20,1 80 21 — - 42 37 143
50 7,1 42,9 «•WM 82 60 40 — 144
51,6 8,1 40,3 -w- 91 19 — 38 43 148
50 30 20 92 25 — 50 25 149
50 ают* 25 25 93 18,1 36,2 45,7 151
50 мввмва 31,2 18,8 94 23,5 47 29,5 152
50,1 16,6 —wM 33,3 95 14,8 40,2 45 153
55,6 11,1 33,3 95 14 —a 43 43 154
50 25 M...M 25 95 16 — 36 48 155
52,5 32 15,5 96 16,6 33,2 50,2 158
47 Maa 35,3 17,7 98 10,8 43,2 46 159
40 aw 20 40 100 10,5 —- 42 47,5 160
50 32,2 17,8 100 10,2 —- 41 48,8 160
53,8 «MW 15,4 30,8 100 10 — 40 50 162
50 мм 12,5 37,5 100 13,3 — 46,6 40,1 165
59,4 •мм 14,8 25,8 100 11,7 46,8 41,5 167
57,2 imw 17,8 25 100 12,8 49,0 38,2 172
53,5 aww 20 26,5 100 —— 32 68 177
50 ^Ww 40 10 100 12,5 •— 50 37,5 178
50 28 22 100 — " "«a 38 62 183
48 9Hg 28,5 14,5 105
Глава 111. ПЛАВИЛЬНЫЕ ПЕЧИ
В литейном производстве для плавки сплавов тяжелых цветных
металлов используют топливные и электрические печи.
ТОПЛИВНЫЕ ПЕЧИ
ТИГЕЛЬНЫЕ ПЕЧИ
Тигельные печи преимущественно применяют в мелких ремонтных
мастерских. Их разделяют на стационарные с одним или двумя тиглями
(рис. 13) и на поворотные с одним тиглем (рис. 14). Поперечное сечение
шахты печи на один тигель круглое, на два тигля эллипсовидное. Футе-
руют шахту шамотным или динасовым кирпичом.
В тигельных печах, работающих на мазуте или газообразном топ-
ливе, форсунку или горелку устанавливают в нижней части шахты
по касательной к ее стенкам. Плавка тугоплавких сплавов (медных
и никелевых) производится в графитовых (графито-шамотных) тиглях.
По ГОСТу 3782—54 условную емкость этих тиглей выражают в ки-
лограммах расплавленной меди при условии заполнения объема тиг-
лей стационарных печей 95% и поворотных 87%.
Продолжительность срока службы графитовых тиглей зависит от
условий хранения их, подготовки к плавке и эксплуатации:
1. При перевозке и хранении тигли необходимо оберегать от сырости.
2. Перед плавкой тигли следует в течение нескольких суток про-
сушить в специальной камере при 70—80° С или на своде пламенной
печи; после этого хорошо прогреть на крышке тигельной печи и прока-
лить в течение 2—3 ч при температуре примерно 600° С.
3. При первой плавке загрузку необходимо производить в докрасна
раскаленный тигель, не допуская резких ударов и плотной набивки его
шихтой.
Тигельные печи обладают следующими преимуществами: универ-
сальностью (можно плавить разнообразные сплавы); маневренностью
(простота перехода с плавки.одного сплава на плавку другого), малым
угаром и газонасыщаемостью металла вследствие минимальной поверх-
ности соприкосновения его с печными газами; простотой устройства
и эксплуатации. Наряду с этими преимуществами тигельные печи имеют
и недостатки: малую производительность, низкий тепловой к. п. д.
(0,07—0,1) и большой расход топлива на 1 tn выплавляемого металла.
ПОДОВЫЕ ПЕЧИ
Большинство подовых пламенных печей строят с двумя камерами:
сжигания топлива и плавильной, на подине которой и плавится металл.
Подины выполняют из огнеупорного материала в виде неглубокой,
но с большой поверхностью чаши. Футеруют печи обычно шамотным
кирпичом и в отдельных случаях используют динасовый и магнезитовый
50. Технико-экономическая характеристика стационарных тигельных печей
для плавки оловянных бронз
Топливо Условная емкость тигля в кг Число тиглей Глубина шахты в мм Площадь поперечного сечения шахты в м2 Производи- тельность в кг/ч Расход топлива г> ь /0 Угар металла в % при шихте
компакт- ной некомпактной
Кокс 100 1 1400 — 1500 1,7—2 70—85 35 — 40 1,2—2 1,8—2,5
100 2 1400 — 1600 2—3 90 — 130 30 — 35 1,2—2 1,8 —2,5
150 1 1500 — 1700 1,8—2 90 — 100 35 — 40 1,2 — 2 1,8 —2,5
Мазут 100 1 1500 — 1600 1.1 —1,2 90 — 100 17 — 20 1—1,8 1,7—2,2
100 2 1500 — 1600 1,5-1,7 120 — 140 15 — 17 1—1,8 1,7 — 2,2
150 1 1600 — 1700 1,2 —1,3 100—110 17—/20 1,2—2 1,8—2,5
200 1 1600—1700 1,2 —1,3 120—130 17 — 20 1,2 — 2 1,8 —2,5
Примечание. На 1 т выплавленного металла расходуется 0,3 —0,5 тигля.
51. Технико-экономическая характеристика поворотных тигельных печей
для плавки оловянных бронз
Топливо Условная емкость тигля в кг Размеры печи в мм Производи- тельность в кг/ч Расход топлива в % Угар металла в % при шихте
Внешний диаметр кожуха Внутренний диаметр шахты Высота печи от пола компактной некомпактной
Кокс 100 750 — 1000 650—800 1 150 — 1200 120 — 130 18 — 22 1.1—1,5 1,5 —2,5
150 950 — 1150 700 — 900 1000 — 1200 150 — 160 18 — 22 1 — 1,5 1,5 —2,5
200 1150 — 1300 900—1150 1100 — 1200 160 — 180 15 — 20 1 — 1,5 1,5 —2,5
Мазут 100 800 — 950 600—700 1100 — 1200 130—140 9 — 10 1,2 —1,5 1,5 —2,2
150 850 — 1000 750 — 900 1150 — 1200 140 — 150 8 — 9 1,3 —1,5 1,8—2,2
200 950 — 1050 900 — 1000 1200—1300 150 — 160 8 — 9 1,3 —1,6 1,8—2,4
250 1050—1150 1000 — 1100 1300 — 1400 150—170 7—8 1,4 —1,6 1,9 —2,5
Ul^WtCtC'- Н-Н- ОООСЛОСЛГОО-ЧСЛФ» О О О С О о сл о сл о о > Условная емкость тигля в кг *афитовых крышек для тиглей ечей в мм по ГОСТу 3782—54
СЛСЛФ»Ф»СОСОСОСОМК2М ^ОСЛС0©О1Ф>-н-00СЛС0 ООСЛОСЛООСЛСЛОО О
>—ОСООООО-Ч-Ч-ЧСЛСЛФ» ООСЭСЛОСЛСЛОСЛОСЛ а:
СЛ4л.ф.ф.СОСОСОСО^СОСО СО©Ф-№©С>Ф-ГО-ЧСЛСО а-
00-ЧСЛСЛ©СЛСЛСЛФ»СОСО ооиюослооосло а.
Ф»СОСОСОСОЮЮСОСО>—►— X»
СО to нФ ООО ООО Поворотны сл ф» со to го О О О СЛ О СП to О ~Ч СП Ф» СО со И- >— О О О О О С СЛ О СЛ О О О О СЛ О СЛ СО ь- о о о о О СО СО н- Стационарные печ емкость в кг (марка) Условная,
со со to СЛ о сл е печи СП СЛ 4^ Ф* СО СО СО СО tO tO tO tO н— »-• и— >—* Ф-ОСЛС0ООФ»>~-00СЛС0*-00ОФ»К2О“ЧОСЛ4^С0 ООСЛОСЛООСЛСЛОООСЛСЛСЛООООООО о
СО tO Ю о о to Oto >— Ф» ф» со со со to to to to to ФОЧСЛМФЧСЛСООООЧСЛСО —ОООФ»Ф»Ф»СОМ О 00 О CO Ф» 00 "4 co to oo to »-* СЛ ~Ч oo to о о о to S О' о /
to to to ОФ» to ООО COCOCOtOtOtOtOtOb->— н-» н- н- н- н- ОФ«^-ЧС-ЧФ“СО^О'ЧСПФ»10>— ОООФСЛФСОМГО СП о о о © сл о сл сл о сл сл сл со со to 00 О О СО СЛ О о
-ч сл Ф» сл -ч ф» ОСЛСЛ ст>слслслф»ф»ф»сососо№ЬО^ю — — — Ф-слоооФк-аФооослгоочдмоочоФУ ОООСЛФОООСЛООЫОФОЛОООЬОФООООО
О СЛ Ф» о to о сл сл сл СЛСЛСЛФьФ»СОСОСОСО№№№№>— ОСЛО-ЧСОСС’-ЧФ»>~-‘-ЧСЛСООООС>СОи— -Ч СЛ СЛ Ф» СО СЛ О ►— Ф-ОСЛО-ЧФ-СОСОСОСОСООСООСЛСОСОСОФ» о
* И-* Н* со со о ООО 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 о
68
Топливные печи
54. Размеры графитовых надставок для тиглей
стационарных печей в мм по ГОСТу 3782—54
Эскиз Условная емкость тигля в кг Di £>2 И S
I00 . 285 315 200 24
125 305 340 215 26
I > 150 325 360 230 28
1 V" А 200 360 395 253 30
1 1
1 1 250 385 430 275 32
Г* ъ 300 405 455 290 35
400 450 500 315 38
500 495 540 335 40
55. Размеры графитовых подставок для тиглей
стационарных печей в мм по ГОСТу 3782—54
Эскиз Условная емкость тигля в мм D Dt Н
50 170 150 70
п 75 195 175 70
100 215 195 75
125 230 205 80
150 245 220 80
200 270 240 £0
250 290 260 90
'—4—J 300 ЗЮ 280 100
400 340 305 120
500 365 325 . 130
Подовые печи
69
кирпич (последний для камер сжигания топлива). Подину делают
набивной из кварцевого песка. Подовые печи в основном применяют для
плавки медных сплавов и реже цинковых сплавов. ,
Нагрев и расплавление металла происходят в результате непосред-
ственного соприкосновения с ним печных газов и за счет тепла, излу-
чаемого раскаленными стенками и сводом печи. Такой характер на-
грева металла обеспечивает более полное использование топлива,
а значит более высокие тепловой к. п. д. печи и ее производительность,
Рис. 15. Печь Энслена
чем в- тигельных печах. Однако непосредственное соприкосновение
металла с печными газами увеличивает потери его на угар и способствует
насыщению металла газом.
к. п. д. подовых пламенных печей заметно выше к. п. д. тигель-
ных печей, но все же невысокий — колеблется в пределах 0,13—0,23.
Здесь также велики потери с отходящими печными газами (^0,6).
Одним из способов повышения к. п. д. подовых печей является -
использование тепла отходящих газов на предварительный подогрев
шихты или воздуха, подаваемого в форсунки или горелки печи. Напри-
мер, к. п. д. печей с двумя попеременно работающими плавильными
камерами можно повысить до 0,28—0,30, снизив потери тепла с отходя-
щими газами до 0,45—0,50.
Подовые печи так же, как и тигельные, подразделяются на стацио-
нарные и поворотные.
Стационарные печи. Печь Энслена (рис. 15). Камера 2
сжигания топлива отделяется от плавильной камеры 1 решетчатым сво-
дом <?, на котором располагается слой дробленого огнеупора. Мазут
в камеру сжигания подается форсункой низкого давления. При уста-
новившемся режиме работы печи горение заканчивается в камере
сжигания; раскаленные газы через слой раздробленного огнеупора
поступают в плавильную камеру /, прижимаются аркой 4 к металлу,
нагревают егЪ и через дымоход 5, расположенный у загрузочного окна 6,
удаляются в дымовую трубу. Из-за сложности обеспечения устойчивого
70
Топливные печи
режима работы печи в последующих конструкциях отказались
от решетчатого свода, отделяющего плавильную камеру от камеры
Рис. 16. Печь «Экономплав»
сжигания. В этих конструкциях камера сжигания соединяется
с плавильной одним широким каналом.
Печь «Экономплав» (рис. 16). Печь состоит из двух камер:
плавильной 3 и сжигания 1 топлива. Мазут в камеру сжигания
подается форсункой низкого дав-
ления.
Раскаленные газы из камеры 1
сжигания по каналу 2 поступают
Рис. 17. Печь Георгадзе
в плавильную камеру 5, омывают металл и удаляются через дымоход 4,
расположенный у загрузочного окна 5.
В первых конструкциях этой печи отходящие газы из плавильной
камеры удалялись по дымоходу, расположенному под подом печи. Де-
лалось это с целью наиболее полного использования тепла. Такое рас-
положение дымохода способствовало частым прогарам пода и уходу ме-
Подовые печи
71
талла. В последующих конструкциях (рис. 16) дымоход был выведен
из-под пода печи.
Печь Георгадзе (рис. 17). Печь состоит из трех камер: пла-
вильной 2 и двух камер 1 сжигания топлива. Камеры сжигания топлива
Рис. 18. Печь Пастухова
соединяются с плавильной двумя наклонными каналами 3. Мазут
в камеру сжигания топлива подается форсунками низкого давления.
Раскаленные газы поступают в плавильную камеру по каналам 3,
омывают металл и через отверстие в своде печи 4 удаляются под зонт 5.
72
Топливные печи
Печь загружают через боковые окна 6 или через отверстие в своде
печи.
Печь Пастухова (рис. 18). Печь состоит как бы из спарен-
ных между собой печей / и //, плавильные камеры 1 которых соеди-
няются каналом 2. Каждая печь имеет камеру 3 сжигания топлива.
Печи / и II работают попеременно. Когда [плавка происходит
в печи /, отходящие печные газы по каналу 2 проходят в плавильную
камеру печи II (обе печи загружают шихтой одновременно), нагревают
находящуюся там шихту и уходят через дымоход 4, После окончания
плавки и выпуска металла печь I вновь загружают, но плавка теперь
ведется в печи II (с предварительно подогретой шихтой), а отходящие
печные газы по пути в дымовую трубу проходят плавильную камеру
печи /, где подогревают шихту.
Такой характер работы уменьшает потери тепла с отходящими
газами, сокращает продолжительность плавки, а следовательно, и
удельный расход топлива. Загрузочные окна 5 печи расположены выше
леток 6.
ПечьМорозова (рис. 19). По устройству и принципу действия
печь аналогична печи Пастухова. Отличается от последней устройством
камеры сжигания топлива, мазут в которую подается форсункой низ-
кого давления. Камера I сжигания топлива смонтирована на тележке,
которая перемещается по рельсам вдоль торца, что обеспечивает по-
очередный нагрев плавильных камер 2. На решетчатый под камеры
сжигания топлива насыпан дробленый огнеупор (шамот).
Необходимое направление движения отходящих газов достигается -
переключением шиберов на дымоходах 4 в соответствии с установкой
Камеры сжигания. Канал 3 соединяет плавильные камеры 2.
Печь Частухина (рис. 20). В печи отсутствует камера сжи-
гания топлива. Отверстие 2 для форсунки низкого давления обеспечивает
направление факела пламени вдоль односкатного свода печи. Раскален-
ные газы в камере 1 плавления соприкасаются с металлом в основном
при обратном Движении к двум дымоходам 3.
Поворотные печи. Двухкамерная печь с горизон-
тальным размещением форсунки (рис. 21). Мазут
подается форсункой низкого давления, которая вводится в камеру 1
Подовые печи
73
56. Основные характеристики стационарных подовых печей, отапливаемых мазутом
1 абаритные размеры печи в мм х х х х xgx ххх О о ° ю о000 000 r>oc OJC х;счооо1Пюооо .LOLOWonoco° = xgxx-x-i-gx-x-x-x- 52 52 ю сч сосчш сч о ш S 2 03 04 х”* со ш о лам плавки
Габаритные размеры камер в мм сжигания топлива XXX XXX SoSoSo 2о2о?о XxX.xgx хххххх О О 00 о о СЧ СЧ со тГ Щ со 5ны по материа.
плавильной 220X680X230 240X720X250 840X560 1000X600 430Х 1350Х 1000 470Х 1600Х 1200 550Х 1300X500 575Х 1370X500 650 X 1500X600 ар металла привед<
\ еталла при хте Вон -хяениояэн UO LO Ш OOOOlOb^lb^b^ 1 in 1 1 1 1 1 1 1. 1 b- b- ОО 00 b- b- b- CO зва и уг
Угар м в % ши BOH1MEUHOM ID Ю IQ Щ 1 in 45 to tn сч 1 1 1 1 Ю.СО 1 1 1 1 ЮЮСОСОсЧ^ТЬ^СЧ 2Й, расход топл!
% Я BflHIfUOl tfoxoua щсотюсчооо о сч сч сч сч —• о о о о
л/аз/ я и нэп чхэонч1га.ъийояеио(1ц ооооооооо Ь^ О Ш in in о о о о -^СЧСЧ^СОСООООСО ооооооооо СО 00 О tn in О ОО tn —« >-< сч со сч ш ь- оо сч зводительность печ<
WW я н I ННВЯ EHUpXirj in in о о loo о о о СО СО СЧ Ь- о СО СО СО СО сч _ _ _ _ _ сч СЧ сч —«
* zw я iqdowuM ЦОНЧ1ГИЯ -eiru Btfoii qtfeYnoirn о —< о in ° in ш о СЧ СО СО | СО ь- О | о о о о Л о’ o' о и е. Прои;
аз/ я иьэп чхэоямд О О О О 1 оО ООО О О tn Ш (—,QO ООО СО Ш 'СО b- 5г Г. О Ш О СО ° ~ ~ сч Примечан оловянных бронз.
Печь л 2 CD CCJ щ ССЗ 2 со Д 5 Я к »=С о S о S со И * ч ° £ о д Ou н П . я о о о У ' (D « 05 д ® Ф к
74
’ Тобливные печи
сжигания горизонтально через отверстие на торцевой стороне по оси
вращения. Загрузка печи, удаление отходящих газов и разлив металла
производится через отверстие 3, расположенное в цилиндрической части
плавильной камеры 2.
Рис. 20. Печь Частухина
Двухкамернаяпечь с наклонным располо-
жением форсунки (рис. 22). Форсунка 3 вводится в камеру 1
сжигания топлива через канал, расположенный наклонно в цилиндри-
ческой части. Чистка канала, соединяющего камеры сжигания топлива
и камеру 2 плавления, осуществляется проще, чем при горизонтальном
расположении форсунки.
4
Рис. 21. Поворотная печь «Мечта»
Недостатком двухкамерных печей является быстрое разрушение
перегородки, разделяющей камеры сжигания топлива и плавильную.
Перегородка разрушается в результате сильного перегрева, механиче-
ского воздействия факела пламени и повреждений при чистке газового
канала. По этой причине на заводах чаще всего применяют печи с одной
камерой (рис. 23), в которой происходит и плавление металла и куда
непосредственно форсункой подается мазут. В данном случае не только
снижается к. п. д. печи, но и значительно ухудшается качество жидкого
металла.
Подовые печи
75
Для устранения недостатков и обеспечения полного сгорания топ-
лива в однокамерных печах устанавливают форсунки низкого давления
с дополнительной подачей воздуха от компрессора под давлением
Рис. 22. Поворотная печь «Мечта» с наклонным расположе-
нием форсунки
3—4 ат. Дополнительный воздух высокого давления подается в фор-
сунку с момента расплавления шихты.
Газовые поворотные печи. Печь с двумя горелками
(рис. 24). Печь емкостью 450—500 кг состоит из цилиндрического сталь-
Рис. 23. Схема дополнительной подачи воздуха к фор-
сунке печи «Мечта»
кого кожуха /, к фланцам которого болтами прикреплены литые чу-
гунные диски 2 (торцовые стенки). Дисками печь опирается на четыре
ролика. Задняя пара роликов 3 вращается от электродвигателя через
редуктор 4. К торцовым стенкам, имеющим по оси вращения отверстия 6
размером 400Х 400 мм, крепят стальные сварные коробки 5. В коробках
и футеровке торцовых стенок печи делают газовые каналы длиной
57. Основные характеристики поворотных печей типа «Мечта»отапливаемых мазутом
Тип печи Емкость печи в кг Площадь по- да печи в м2 Глубина ванны в мм Произ- водитель- ность в кг/ч Расход топлива в % Угар металла в % при шихте Объем камер в м3 Габаритные размеры барабана в мм
компакт- ной неком- пактной плавле- ния сжигания топлива Длина Диаметр
Двух- камерная 250 0,3 130 190—220 14 — 16 5—6 7—9 0,09 0,015 1500 750
500 • 0,4 140 280—350 13 — 15 5—7 8—10 0,13 0,02 1900 900
1000 0,8 150 400—500 12 — 14 6—8 8 — 10 0,19 0,028 г 2300 1100
2000 1,45 150 t00 —900 10 — 12 . €—8 8 — 10 0,28 0,04 2500 1350
Одно- * камерная 500 0,5 140 300 — 380 14 — 16* 6 — 8 4 8—11 0,15 — 1350 800
1000 0,85 150 450 — 550 13—15 7—8 9 — 11 0,2 1600 950
t 2000 1,5 150 800 — 1000 12 — 14 7—8 9—11 0,3 Ьм* / 1800 1200
П р и м е ч а оловянных бронз. н и е. Производительность печей, расход топлива и угар металла приведены по материалам плавки
о
а
&
ТО
X
S
то
а
то
к
о
78
Топливные печи
Коксовый газ 3600—4500 0,488 4,11 90 хГ . ст.
Природный газ 8000 —8510 0,725—0,845 со о ю 00 9,30 — 11,46 1 и 760 мм рт пливу.
св со к Мазут 1 9600—9800 1 800 — 950 10,23 — 10,45 00‘11 — 89/01 ы для нормальных физических условий: 0° С :обках относится только к газообразному то
Основные характеристики топл! Антрацит * 7300 900 — 1000 8,25—8,8 8,61—9,06
Кокс литейный ! 6620—6800 450—500 7,9—8,14 8,38 — 8,51 1
w сю ю Параметры Теплотворная способность низшая в ккал!кг (ккал/м3). Объемная масса в кг/м3 . . Теоретически необходимое количество воздуха для сжигания 1 кг (1 м3) топлива в м3/кг (м3/м3) Количество газообразных продуктов сгора- ния в м3/кг (м3/м3) Примечания; 1. Данные приведен 2. Размерность в сь
<55
ю
Влага Ю СО со сч I 000 00 —• - 7,5 — 16,4 — , _ 1 1
3 —< о Xf
н fe *
о сп сч со
Я аз 1111 1 1 1 1 1 1 1
Я U СХ 'Ф xf со
<и о* о* о
О
1 00
о Xf LO xf О СО xt
* _ _ Wk fe fe
1Л о О О оо
со о ° °- о о
>5 0*0* о* о" оо
tt СЧ xf ЧЧ СЧ Ю t~-
о fe Ль Л 0к fe fe
сх СО о о о о о
о fill 1 1 ( 1 1 1 1
о ь- о о о оо
л. Лк fe fe
со оо ОО о о
ей СО хГ о сч о о
л. fe
3 2 Я 2* СО Xf сч
м g СП xf оо°" о о
Сч fe fe
>. ' —' о о о О О
00 ю со со —< 00 СО -
А со fe Ж fe fe » -xf -
2 ей О _ч чч СЧ СЧ к сч xf xf
S L- чч чч 00 ОО^И »“<
xf 00 Г". чч t-ч оо—« О СЧ 00
Сч Л *> fe *к
>» Ч СО СО О О 00 ХГ
со 00 00
о Ю СП feC4 fe fe o^xf
СХ о xt* —’ xf СО СЧ Ю «— xt* сч о
ч о О О СП СЧ оо сч*-1 сч счо
Я fe fe fe fe
О СЧ СЧ О сч о —. о о
о
03 ь и н
Я СП >4 >»
q я ” СП СП
С о г я я £ я
н
6 £
S о
сг я сх о
н л
о о
л с
я* К
<D С я К л ая ая
t; л л
0) 2- к о
1ч *~С я Е*
Я О я О
Гч а. С я
я я
я я
Печи сопротивления 79
300—400 мм и сечением 130Х 130 мм, в которых устанавливают две,
по одной с каждой стороны, инжекционные горелки 7. Толщина футе-
ровки печи 200 мм. Загрузка шихты, выпуск металла и выход газов
происходят через окно 8.
Печь с рекуператором (рис. 25). Печь емкостью 800 кг
отличается от предыдущей тем, что в ней устанавливают одну газовую
горелку /, а также рекуператор 2 для подогрева воздуха до 250—300° С.
Диаметр рекуператора 300 мм, длина 3000 мм. Рекуператор с горлови-
ной печи 4 связан телескопической втулкой 3, которая обеспечивает
также регулирование количества подсасываемого воздуха.
Производительность поворотных газовых печей при плавке медных
сплавов составляет 400—500 кг/ч при расходе природного газа 116—
120 м?/Т и угаре металла 5—8%.
топливо
В топливных печах используют кокс, антрацит, мазут, природный
газ'и очень редко коксовый газ (для легкоплавких сплавов).
Газообразное топливо по сравнению с другим обладает следую-
щими преимуществами: значительно лучшими санитарно-гигиеничес-
кими условиями труда обслуживающего персонала, простотой регу-
лирования атмосферы печи, простотой транспортирования его к рабо-
чему месту и исключением строительства на заводе специальных хра-
нилищ. ^Недостатком этого топлива является невысокая для «вы-
варки» подины печи температура, развиваемая газовыми горелками,
что затрудняет хорошую и быструю очистку печи от остатков прежней
плавки при переходе на новую.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПЕЧИ
ПЕЧИ СОПРОТИВЛЕНИЯ
Печи сопротивления с нихромовыми или хромалевыми нагреватель-
ными элементами. Эти печи в основном применяют для плавки или
поддержания в расплавленном состоянии алюминиевых сплавов. По-
следним и объясняется, что в каталогах обозначения типа печей даются
применительно к алюминиевым сплавам (CAT, САК, САН). Цифры
в обозначении печей сопротивления показывают их емкость по алюми-
нию в тоннах. Эти печи применяют также для плавки цинковых и других
легкоплавких сплавов тяжелых цветных металлов.
Тигельные печи CAT строят трех видов: поворотные пла-
вильные САТ-А, стационарные плавильные САТ-Б и стационарные раз-
даточные САТ-В. Все печи (рис. 26) состоят из цилиндрического сталь-
ного кожуха /, футерованного фасонным шамотным кирпичом 2, на ко-
тором уложено несколько рядов нагревательных элементов 3 из нихро-
мовой проволоки или ленты. Для уменьшения потерь тепла через
стенки печи пространство между кожухом и футеровкой заполняют
инфузорной землей или шлаковой ватой 4. Концы нагревательных
элементов 5 выводятся в коробку 6 для подключения сети. Стальной
или чугунный тигель 7 бортиком опирается на плиту 8, укрепленную
на кожухе. Печь закрывается вытяжным зонтом 9.
Камерные печи САК используют в качестве плавильных и
одновременно раздаточных (рис. 27). Печь имеет две камеры: плавления 1
30
Электрические печи
Рис. 26. Тигельная печь CAT Рис. 27. Камерная печь САК
Печи сопротивления
81
и металлосборник 2. Нагревательные элементы 3 располагаются под
сводом печи, загрузочное окно 4 — со стороны наклонной плавильной
камеры. Готовый металл вычерпывают ложкой через окно 5. Стенки
печи футеруют шамотным кирпичом. Между стальным кожухом и кир-
пичной кладкой находится теплоизолирующая прослойка (см. CAT).
Свод выкладывают из фасонных кирпичей с гнездами для укладки
нагревательных элементов. Свод после обмазки шамотной глиной
засыпают инфузорной землей и покрывают асбестом. Подина металло-
сборника состоит из слоя инфузорной земли, слоя шамотного кирпича
и слоя шамотной или магнезитной набивки.
Наклоняющиеся печи САН (рис. 28) по устройству
похожи на печи САК- Отличаются от последних наличием двух противо-
положно расположенных плавильных камер 1 и одной центральной —
металлосборника 2. Готовый металл из печи выпускается через лоток Зу
при этом печь наклоняется специальным поворотным механизмом.
Выпуск металла из печи производится в ковш или миксер САМ. Футе-
ровка печи такая же, как и печей САК.
60. Технико-экономическая характеристика печей сопротивления
с нихромовыми или хромалевыми нагревательными элементами
Марка печи Емкость печи в кг Мощность трансформа- тора в ква Габаритные размеры в мм Расход элек- троэнергии в кет- ч/Т Угар метал- ла в %
CAT 0,15А 400 40 1750Х 1340Х 2300 200 0,7—0,8
CAT 0,25А 650 60 1850Х 1450X2400 200 0,7—0,8
CAT 0,5А 1300 80 2000Х 1650X2600 180 0,7—0,8
CAT 0,15Б 400 40 2000X 1200X 2100 200 0,7—0,8
CAT 0,5Б 1300 80 2400Х 1500X2300 18Q 0,7—0,8
CAT 0,25Б 650 60 2200Х 1300X2100 200 0,7—0,8
САТО, 15В 400 30 1500Х 1400Х 1000 200 0,7—0,8
CAT 0,25В 650 40 1500Х 1400Х 1000 200 0,7—0,8
САК 0,15 400 40 1800Х 1800X2000 200 0,8 —1,0
САК 0,25 650 80 2400Х2260Х 2000 300 0,8 —1,0
САН 0,3 800 90 3000X2240X3100 180 0,5-0,7
САН 0,5 1300 120 4000X2900X3100 180 0,5—0,7
САН 1,0 2600 180 5500Х 3100Х 3200 180 0,5—0,7
САН 1,5 3900 240 6000X3600X3200 160 0,5—0,7
САН 2,0 5200 300 7000Х 3600Х 3200 160 0,6 —0,8
САН 3,0 7900 400 7600Х 3900Х 3200 160 0,6—0,9
Печи сопротивления с графитовым нагревательным элементом.
Печь (рис. 29) барабанного типа, наклоняющаяся (качающаяся), сна-
ружи заключена в стальной цилиндрический кожух, футерованный из-
нутри шамотным кирпичом. Внутри печи по оси помещается графито-
вый стержень /, закрепленный в специальных держателях. На графи-
товый стержень подается от трансформатора ток большой силы и малого
напряжения (32—60 в). Разогрев металла происходит за счет тепла,
излучаемого раскаленным графитовым стержнем и футеровкой печи.
Загрузка шихты и разлив готового металла производятся через отвер-
Печи сопротивления
83
82
Электрические печи
Рис. 28. Наклоняющаяся печь САН
Рис. 29. Печь СМБ
84
Электрические печи
стие 2 цилиндрической части печи. Для лучшего прогрева расплавлен-
ного металла и его перемешивания печь п,еред выпуском металла по-
качивается. Перед загрузкой шихты печь разогревается до красна,
графитовый стержень выводится из печи через отверстие в торцовой
стенке. Эти печи -применяют для плавки медных сплавов.
61. Характеристика печей тйпа СМБ
Печь Емкость печи в т Мощность трансформатора в ква Внутренние размеры печи в мм Габаритные размеры в мм
Диаметр Длина
СМБ 0,025 0,025 40 320 600
СМБ 0,06 0,06 60 320 — 1200X 2200X 1485
СМБ 0,16 0,16 100 420 930 — —
СМБ 0,25 0,25 150 580 1100 1685Х 3700Х 1760
СМБ 0,6 0,6 250 700 1330 1800Х 4400Х 1830
СМБ 1,0 1,0 400 850 1500 —.
Примечание. Расход на 1 т жидкого металла электро-
энергии 270 — 380 кет,' ч, графитовых стержней 2,5 —3,0 кг\ угар ме-
талла 0,5 —1,0%; максимальная температура 1500 —1550° С.
ДУГОВЫЕ ПЕЧИ
Барабанная печь типа ДМБ (рис. 30), применяемая для плавки
медных сплавов, имеет цилиндрический стальной кожух, футерованный
шамотным кирпичом. Через отверстия в торцовых стенках введены два
графитированных электрода, подключенные при помощи водоохлаждае-
мых электрододержателей ко вторичной цепи понижающего транс-
форматора.
Существенным недостатком дуговых печей является нагрев скон-
центрированным, высокотемпературным (2500—3000° С) источником
Дуговые печи
85
62. Характеристика
графитовых электродов
Марка электрода Электросоп- ротивление В ОМ-ММ2/М, не более Плотность тока в а/см2
ЭГО ЭГ1 ЭГ2 9 10 10 28 26 24
тепла — электрической дугой. В этих
условиях наибольшее количество тепла
передается тому участку металла и фу-
теровки, который наиболее близко рас-
полагается к дуге, что вызывает высо-
кий местный перегрев металла, а значит
повышенный его угар, газонасыщение
и износ футеровки. Покачиванием печи
после расплавления шихты перемеши-
вают сплав; выравнивают его темпе-
ратуру, охлаждают футеровку и тем
самым в какой-то степени ослабляют,
но все же полностью не устраняют'
вредное действие сконцентрированного источника тепла. Это действие
особенно проявляется при плавке сплавов, содержащих такие легко
испаряющиеся компоненты, как цинк. Недостатком этих печей является
и шум от электрической дуги при их работе.
63. Технико-экономическая характеристика печей ДМБ
Параметры ДМБ 0,25 ДМБ 0,5 ДМБ 1
Емкость печи в кг . . -. Мощность трансформатора 250 500 1000
в ква ............ 250 , 400 400
Напряжение низкой сто- роны в в 105 — 117,5 110 . 110
Максимальная сила тока
в а 2380 3500 3000
Диаметр электрода в мм Внутренние размеры печи 100 125х 100
в мм:
диаметр 550 600 800
длина 680 870 1140
Габаритные размеры печи 4520Х 1800Х
в мм 2556Х 1742Х 2856Х 2080Х
Продолжительность плавки X 1320 X 1750 X 1620
в мин:
оловянных бронз . . . 35—45 40 — 50 60
латуней . 27—35 30—40 40—50
Расход электроэнергии в кет- ч/tn при плавке:
оловянных бронз . . . 300 — 360 250 — 320 230—290
латуней 250 — 270 200—240 190—230
Стойкость футеровки, число
плавок 400 500 500
Расход электродов в кг/т при плавке:
оловянных бронз . . . 3,0—3,5 2,5—3,0 2,0—2,5
латуней ....... 2,5 — 3,0 2,0—2,5 1,5-2,0
Расход воды в электродо- держателях в м2/ч . ... . 2,3—2,5 2,8 —3,2 4,5—5,5
Угар металла при плавке на компактной шихте в %:
оловянных бронз . . . 1.5—2,5 1,5—2,5 1,5—2,5
латуней 2,5—4,0 3,0—4,5 3,5—5,0
То же, при плавке на не- компактной шихте в %:
оловянных бронз . . . 3 — 4 3,5—5,0 4 — 5
латуней 5-7 6,5—8,0 7—10
86
Электрические печи
ИНДУКЦИОННЫЕ ПЕЧИ
Рис. 31. Индукционная печь
со стальным сердечником
Индукционные печи применяют для плавки самых разнообразных
сплавов, в том числе медных, никелевых и цинковых.
В этих печах металл разогревается за счет тепла, развиваемого то-
ком, индуктированным в самом металле.
Такой характер разогрева металла в индукционных печах обеспе-
чивает существенные их преимущества по сравнению с топливными
и электрическими печами: 1) наибо-
лее высокий к. п. д.; 2) наименьшая
продолжительность процесса плав-
ки; 3) хорошее перемешивание ме-
талла и равномерный прогрев его
во всем объеме; 4) небольшие потери
металла на угар; 5) меньшая воз-
можность газонасыщения металла.
В литейном производстве при-
меняются индукционные печи про-
мышленной частоты со стальным
сердечником и вертикальными за-
крытыми каналами (канальные
индукционные печи) и индукцион-
ные печи без стального сердечника
(тигельные индукционные печи).
Индукционные печи промышлен-
ной частоты со стальным сердеч-
ником и закрытыми вертикальными
каналами. Печи (рис. 31) этого
типа состоят из двух частей: верх-
ней — Шахты 1 и нижней 2 — подо-
вой (канальной). Кожух шахты печи сделан из листовой стали, кожух
подовой части — из немагнитных сплавов. В футеровке подовой части
в защитном цилиндре находится сердечник так называемого печного
трансформатора с первичной обмоткой (индуктором) 3 и вертикальные
каналы 4 (один, два или три). После заполнения каналов жидким
металлом, того же химического состава, что и сплав, предполагаемый
к плавке в печи, образуется замкнутое кольцо (виток) вторичной об-
мотки печного трансформатора. Электрическая энергия, поданная на
первичную обмотку, превращается в электромагнитную, затем вновь
в жидком металле вертикальных каналов — в электрическую и там же
в тепловую. Металл в каналах нагревается и передает тепло шихте,
загруженной в шахту. В результате взаимодействия тока в металле
вертикальных каналов с магнитным полем первичной обмотки печного
трансформатора происходит непрерывное перемещение жидкого ме-
талла из канала в шахту и их шахты в канал, что выравнивает состав
сплава и ускоряет процесс плавки.
Тепловые возможности этих печей ограничиваются предельно
допустимой силой тока в жидком металле вертикального канала, так
как с увеличением силы тока усиливается так называемый сжимающий
эффект вплоть до разрыва витка металла. При плавке латуней наблю-
дается цинковая пульсация (систематический разрыв жидкого металла
в канале парами цинка) вследствие сильного перегрева металла. Цин-
ковая пульсация, определяемая по частым и резким колебаниям стрелки
Индукционные печи
87
амперметра, служит одним из признаков готовности сплава. Для вы-
пуска металла через носок 5 наклоняют печь.
Шахту печи футеруют огнеупорным кирпичом по всей высоте или
сверху, а снизу набивают футеровочную смесь. Подовую часть печи
в настоящее время набивают сухой футеровочной смесью. Состав фу-
теровочной смеси выбирают в зависимости от сплава, который предпо-
лагается плавить в печи. В процессе набивки при помощи шаблонов
получают вертикальные каналы.
Ниже приведены примерные составы футеровочной смеси для плавки:
1) латуни, бронзы, мельхиора — 1,5 вес. % молотого стекла, 2 вес. %
борной кислоты, 1,5 вес. % глины и остальное молотый кварц; 2) нике-
левых сплавов — 0,5 вес. % молотого стекла, 2—3 вес. % борной
кислоты, остальное плавленый магнезит; 3) цинка и его сплавов —
10 вес. % каолина, 20 вес. % глины, остальное шамот каолиновый.
Применяют шаблоны сварные из листовой стали толщиной 3 мм
или литые из того же сплава, который предполагают плавить в печах.
Для создания защитного слоя на внутренней поверхности каналов
шаблоны предварительно облицовывают нанесением на наружную
поверхность специальной обмазки в несколько слоев.
Обмазка для шаблонов примерно содержит 85—86% электрокорунда,
12—14% огнеупорной глины, 3% полевого шпата (порошок) и в каче-
стве связующего — раствор жидкого стекла (50% жидкого стекла,
50% воды). Массу увлажняют раствором до густоты замазки.
После облицовки шаблон тщательно просушивается.
Средняя стойкость футеровки печи составляет при плавке латуней,
бронз и мельхиора 1000 плавок, никелевых сплавов — 600 плавок;
цинка и его сплавов — 7000 плавок.
Наиболее ответственной операцией является, пуск печи в работу.
При литом шаблоне нагрев набивной футеровки до расплавления
шаблона продолжается примерно 24 ч с постепенным увеличением
используемой мощности трансформатора от 7—10 до 42—52%. После
расплавления шаблона печь переводят на 60—65% мощности и загру-
жают небольшими порциями шихту. По мере расплавления шихты рав-
номерно увеличивают и используемую мощность трансформатора.
Первая плавка должна вестись медленно для равномерного удаления
влаги из футеровки и хорошего спекания облицовочного слоя каналов
с основной футеровкой.
При пустотелом сварном стальном шаблоне после достижения
температуры в канале примерно 900—1000° С последний заливают
жидким металлом и загружают в печь шихту. Разогрев печи в этом слу-
чае производится медленно. Первая плавка неизбежно бывает загряз-
нена железом, а поэтому для очистки каналов проводят переходные
плавки.
Особенностью индукционных печей этого типа является сложность
перевода их с плавки одного сплава на другой, что связано с необ-
ходимостью замены металла в канале новым. По этой причине рекомен-
дуют использовать печь для плавки сплава постоянного химического
состава. При выпуске металла печь не опоражнивается полностью,
в ней всегда оставляют металл в количестве, необходимом для запол-
нения канала и замыкания его. При круглосуточной работе последнее
не вызывает затруднений. В фасоннолитейных цехах печь работает
(плавит) одну смену, а остальное время суток держится под током (на
подогреве) для поддержания металла в канале в расплавленном
88
Электрические печи
состоянии, что увеличивает расход электроэнергии на 1 т металла, при-
мерно в 1,3 раза по сравнению с круглосуточной работой.
Поворотные индукционные печи промышленной частоты со сталь-
ным сердечником и вертикальными закрытыми каналами. Печи
Рис. 32. Печь ИЛК-0,4
ИЛК-0,4 (рис. 32) и ИЛК-1,6 (рис. 33) обеспечивают температуру на-
грева металла 1200—1400° С; применяются для плавки латуней, бронз,
а также медно-никелевых сплавов.
Рис. 33. Печь ИЛК-1,6
Печь ИЛК-0,4 однофазная с одним печным трансформатором (одной
индукционной единицей) и одним вертикальным каналом. Печь
ИЛК-1,6 трехфазная с тремя индукционными единицами и шестью (по
два параллельных канала на фазу) вертикальными каналами. Индук-
/
Индукционные печи
89
Рис, 34. Печь ИЛК-16
111
111
90
Электрические печи
торы этих печей водоохлаждаемые; выполнены из медной трубки. Под-
ключаются к источнику тока через ступенчатый или автотрансформатор.
Печи имеют поворотный механизм. Выпуск металла из печи произво-
дится через носок при наклоне печи.
Печи ИЛК-2,5, ИЛК-6 и ИЛК-16 (рис. 34) имеют барабанный
кожух и одну трехфазную или несколько однофазных индукционных
единиц. Печи ИЛК-6 и ИЛК-16 загружают через специальное устрой-
ство. Каждая из шести съемных индукционных единиц печи ИЛК-16
питается от однофазного многоступенчатого трансформатора. Индук-
ционная единица в случае выхода из строя легко заменяется новой,
заранее подготовленной.
64. Характеристика поворотных индукционных печей
промышленной частоты со стальным сердечником
и вертикальными закрытыми каналами
Параметры ИЛК-0,6 ИЛК-1,6 ИЛК-2,5 ИЛК-6 । ИЛК-16 1
Емкость в пг. полезная болота . Рабочая температура в °C Мощность трансформато- ра в кеа Число фаз Рабочее напряжение на печи в в . . Коэффициент мощности COS ф Мощность холостого хода в кет . Продолжительность плав- ки в мин Расход охлаждающей во- ды в м*[ч Расход электроэнергии в кет,' ч/т при плавке: 0,6 0,3 400 1 350 0,66 25 34 0,5 1.6 0,95 1000 3 500 0,66 55 24 1.S , 2,5 2,0 1200 — 1000 3 500 0,66 80 50 1,5 6,0 3,0 1400 1000 3 500 0,66 100 60 1,5 16,0 5,0 6X400=2400 3 500 0,66 200 90 3,75
латуней бронз 220 — 300
медно-никелевых сплавов 310 — 400
никелевых сплавов 600
Угар и неучтенные поте- ри в % при плавке: латуней и бронз медно-никелевых сплавов * 1,4— 0,6- 2,5 1,4
Примечания: 1. Величина cos ф дана без компенсации.
2. Продолжительность плавки дана для Л-62 при круглосуточной
работе печи.
3. К. п. д. печей до 0,88.
Индукционные печи
91
Расход электроэнергии на плавку 1 т латуни в поворотной
печи промышленной частоты со стальным сердечником и верти-
кальным каналом зависит от продолжительности работы печи.
Расход электро-
энергии
в кет-ч/т
213 (100%)
233 (110%)
286 (135%)
Рис. 35. Печь ВИП
Продолжитель-
ность работы
печи в ч
24
16
9
Стационарные индукционные
печи промышленной частоты
со стальным сердечником и вер-
тикальным каналом. Печи ВИП
(рис. 35) применяют для плавки
медных сплавов. Первичная
обмотка печного трансформатора
(индуктор), выполненная из водо-
охлаждаемой медной трубки,
уложенной на стальной сердеч-
ник в три слоя, работает при
постоянном напряжении. Мощ-
ность, а следовательно, и интен-
сивность нагрева металла регу-
лируется изменением числа вит-
ков индуктора переключением
ступеней.
Индуктор печи ВИП имеет
восемь ступеней регулирова-
ния — четыре на режиме подо-
грева и четыре на режиме плав-
ки, что позволяет использовать
эти печи как плавильные и как
раздаточные. Небольшая регу-
лируемая мощность (30—90 кет)
печи ВИП позволяет подключать
ее непосредственно к сети или
трансформатору напряжением 220—380 в и мощностью 180 ква и выше
Полый медный водоохлаждаемый защитный цилиндр хорошо предо-
храняет футеровку подовой (канальной) части печи от разрушения.
65. Характеристика индукционных печей промышленной
частоты со стальным сердечником и вертикальным каналом
для плавки цинка (работа круглосуточная)
Параметры Полезная емкость печи в т
0,3 0,6 1,0 1,5
Емкость болота в т . . . 0,15 0,25 0,36 0,40
Мощность в кет Продолжительность плавки 60 ‘ 125 200 250
в мин .... 40 40 40 50
Расход электроэнергии в кет - ч/т 132 126 120 114
92
Электрические печи
Металл из шахты выпускается через летку /, а из вертикального канала
(при необходимости замены металла новым) — через нижнюю летку 2.
Летки забивают глиняными пробками, которые выбивают для выпуска
металла так же, как и во всех стационарных подовых печах.
Печи ВИП устанавливают в цехе без фундамента на ровную пло-
щадку.
Рис. 36. Плавильно-раздаточная печь
Плавильно-раздаточные печи (рис. 36) применяют в отделениях
литья под давлением медных сплавов. Охлаждение индуктора — воз-
душное. Печь малогабаритная, подключается к сети напряжением
220 в. Металл вычерпывают из печи вручную.
66. Характеристика печей ВИП и плавильно^раздаточных печей
Печь Емкость печи в кг Номинальная мощность в кет 1 Производитель- ность в кг/ч Угар металла в % при шихте Расход электро- энергии в кет- ч/т при шихте
компакт- ной неком- пактной компакт- ной неком- пактной
ВИП 400 — 1000 30—90 250—380 1,6 — 2,1 3,0 240—260 285—340
Плавильно- раздаточная 20 50 100 — 120 2,5- -3,0 400—440
Примечание. В графе «Расход электроэнергии* в числи-
теле приведены данные1, для непрерывной, а в знаменателе пре-
рывной работы печи.
Индукционные печи
93
Индукционные печи без стального сердечника (тигельные индук-
ционные). Внутри индуктора 1 (рис. 37) помещается тигель 2 с расплав-
ляемым металлом 3. Индуктор / представляет собой спираль из мед-
ной водоохлаждаемой трубки.
Для плавки сплавов тяжелых цветных металлов применяют тигли
графитовые, которые вставляют в индуктор, или набивные, изготовляе-
мые на месте из молотого кварца, магнезита, цирконового песка со свя-
зующими добавками. Тигли также на месте делают из фасонного огне-
упорного кирпича.
Рис. 37. Тигельная индукционная печь
Индуктор подключают к источнику переменного тока промышлен-
ной частоты (50 гц) или повышенной и высокой частоты (500—10000 гц).
Под воздействием переменного магнитного потока, порожденного
этим током, в металле, находящемся в тигле, индуктируется ток. Плот-
ность индуктированного тока достигает значительной величины лишь
в относительно небольшом слое металла, прилегающем к стенке тигля
(толщина этого слоя называется глубиной проникновения 8), где и
происходит основное развитие тепла, жоторым нагревается и пла-
вится шихта.
Аксиальные и радиальные силы, возникающие в этом слое, вызывают
движения в расплавленном металле и появление выпуклого мениска
на поверхности ванны. Движение жидкого металла выравнивает его
химический состав и способствует его равномерному прогреву. Излишне
энергичное перемешивание, порождающее высокий мениск, вызывает
нарушение шлакового покрова, цельности окисной пленки и тем самым
сильное загрязнение расплавленного металла окислами.
Интенсивность перемешивания и высота “мениска уменьшаются
с понижением верхней кромки индуктора относительно поверхности
расплавленного металла в тигле.
Электрические печи
67. Глубина проникновения тока е для металлов и сплавов в см
Частота тока в гц Состояние металла i Медь Никель Цинк Латунь
50 Твердый 1,00 2,34 1,75 1,77
Жидкий 3,34 7,44 4,12 4,53
500 Твердый 0,29 0,74 0,53 0,56
1000 Жидкий 1,10 2,35 1,30 1,40
Твердый 0,21 0,52 0,38 0,40
10 000 Жидкий 0,75 1,67 0,92 1,00
Твердый 0,067 0,160 0,12 0,12
Жидкий 0,23 0,53 0,29 0,30
68. Характеристика индукционных печей без стального сердечника
(тигельных индукционных печей)
0,06 0,16 м* сэ 597 ю сч
Параметры Н н н И Н н
О и и
X X X О X
Емкость тигля в т . . . . 0,06
Рабочая температура в °C Мощность генераторов в
кет Мощность трансформато- 50
ра в ква Напряжение высокочас- ——
тотной цепи в в Рабочее напряжение на 400
печи в в Рабочая частота тока
в гц Коэффициент мощности COS ф Продолжительность плав- 2400
ки в мин Расход охлаждающей во- 70 — 75
ды в м*/ч Расход электроэнергии в кет- ч/т при плавке: латуней . бронз медно-никелевых сплавов ...... Угар металла и неучтен- ные потери в % при плавке: бронз и латуней . . медно-никелевых сплавдЬ . 2,0
0,16 0,4 1,0 2,5 1,0
До 1600 1200- -1400
100 250 500 —
— — 1300 400
800 1500 2000 — —
— — 1052 518—173
2500 юоб 50 50
0,05- -0,01 0,14- -0,15
68- 85 74 — 92 70
4,6 5,0
425- -500 330- -370
500- -520 -
1,3 — 2,5
1,4 — 2,0
Примечания: 1. Печи ИСТ-0,06, ИСТ-0,16, ИСТ-0,4 выпу-
скают для плавки стали; емкость тиглей, а также продолжительность
плавки даны для плавки стали. Эти печи часто применяют и для плавки
сплавов тяжелых цветных металлов.
2. Печь ОКБ-597 предназначается для плавки сложных сплавов
на медной и никелевой основах (монеля, мельхиора и пр.). Емкость
тигля приведена по весу монеля.
3. Печи ИЛТ-2,5 и ИЛТ-1 предназначаются для плавки латуней
и бронз. Емкость тигля ИЛТ-1 приведена по весу меди, а ИЛТ-2,5 —
по бронзе.
Индукционные печи
95
Основными достоинствами печей этого типа является простота пере-
хода с плавки одного сплава на другой, высокая скорость нагрева, хоро-
шее перемешивание металла, небольшой угар, возможность ведения
плавок в любой атмосфере, в том числе и в вакууме.
Вакуумная печь (рис. 38) состоит из тигельной индукционной
печи /, заключенной в кожух 2, внутри которого помещается и литей-
ная форма 3. Кожух подключен к вакуумному агрегату 4.
К недостаткам этих печей относятся малая стойкость футеровки
и сложная громоздкая аппаратура в случае работы на токе повышен-
ной или высокой частоты.
Футеровку печей (изготовление тиглей) делают из различных (ки-
слых, основных, нейтральных) огнеупорных масс, а также фасонным
огнеупорным кирпичом.
Тигли набивают с помощью различных шаблонов неувлажненной
или увлажненной огнеупорной массой.
В качестве кислой огнеупорной массы наибольшее применение полу-
чил молотый кварц, содержащий 93—98% SiO2, с добавкой связующего
материала (до 2% технической борной кислоты или буры).
Основную футеровку выполняют из плавленого магнезита, при-
мерно с 3% технической борной кислоты. В эту массу в качестве свя-
зующего материала добавляют около 3% глины, увлажненной водным
раствором жидкого стекла, или до 12% патоки от веса плавленого
магнезита.
В качестве нейтральной футеровки применяют цирконовый песок
с 30% плавленого магнезита.
Недостатками набивной футеровки являются большая продолжи-
тельность подготовки печей к плавке и невысокая стойкость тиглей,
полученных этим способом.
Тигли из фасонного огнеупорного кирпича значительно быстрее
выполняются и сушатся, чем тигли набивные. Печь, футерованная
фасонным огнеупорным кирпичом, после 2—3 ч сушки может быть
пущена на полную мощность.
Экономичность работы индукционных печей без стального сердеч-
ника в большой мере зависит от частоты переменного тока, питающего
индуктор. При работе на токе высокой или повышенной частоты
заметны потери электроэнергии в преобразователях тока (рис. 39).
Частота (минимальная) тока, питающего индуктор, зависит от объема
тигля печи и величины удельного электросопротивления нагреваемого
металла
f 25-108р
I min — ' ,
где р — удельное электросопротивление нагреваемого металла
в 'ОМ/СМ3',
d — внутренний диаметр тигля в см.
К. п. д. печи определяется в основном к. п. д. индукции, т. е.
отношением мощности, передаваемой в нагреваемый металл электро-
магнитным полем индуктора, к общей мощности, потребляемой по-
следним.
Величина к. п. д. индукции печи зависит:
а) от величины зазора между индуктором и нагреваемым металлом
(S ~ Вцнд — йен. тигля) г
96
Электрические печи
Рис. 38. Вакуумная индукционная печь
Рис. 39. Потери тока в различных индукционных
печах без стального сердечника. Частота тока:
а — 100 000—200 000 гц; б — 200—12 000 гц; в — 50 гц
Индукционные печи
97
б) от величины отношения внутреннего диаметра тигля deH к глу-
бине проникновения е и величины кусков шихты; «
в) от величины отношения высоты металла в тигле h к высоте ин-
дуктора Н\
г) от величины отношения удельного электросопротивления нагре-
ваемого металла рм к удельному электросопротивлению металла индук-
тора Ринд’ t
ТЛ п h
К. п. д. индукции повышается с уменьшением величины S и -77-
„ ^вн. тигля „ рм
и увеличением ----------и —-—-.
е Ранд
Диаметр отдельных кусков шихты не должен быть меньше 3^8^
а внутренний диаметр тигля меньше 10в.
4 Н . Д. Орлов.
Глава IV. ПРОИЗВОДСТВО СПЛАВОВ
Качество отливок в большой степени определяется качеством сплава,
заливаемого в форму. Последний по химическому составу должен
соответствовать нормам ГОСТа или ТУ, не содержать окислы и раство-
ренные газы и быть нагретым до заданной температуры.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Необходимое качество сплава обеспечивается предварительной
подготовкой шихтовых материалов, расчетом шихты и соблюдением
основных правил плавки.
Подготовка шихтовых материалов. Крупные шихтовые материалы
(катоды, чушки, бракованные отливки и пр.) разрезают или разбивают
на более мелкие куски, удобные для загрузки их в печь.
Катодные листы (пластины) тщательно очищаются от остатков
электролита, бракованные отливки и литники — от формовочной смери.
Паспортная чушка с ликвационными выпотами для производства ответ-
ственных отливок не допускается.
Сыпучую и витую стружку после ее дробления подвергают центри-
фугированию для удаления влаги, масла, эмульсии. Стружка в про-
цессе центрифугирования промывается раствором, содержащим 6%
жидкого стекла, 4% фосфорнокислого калия^0,5% хромокислого
калия, 1% едкого натра и 88,5% воды. Затем стружка тщательно
просушивается при 200—300° С в специальных печах. Для удаления
мелких Железных включений сухую стружку пропускают через электро-
магнитный сепаратор и после этого брикетируют.
Обрезки листового материала, проволоки, высечки и т. п. после тща-
тельной сортировки и удаления влаги, смазки, пакетируют в пакеты,
удобные для загрузки в печь.
В процессе подготовки шихты необходимо следить за тем, чтобы
отходы металлов и сплавов различных марок не смешивались между
собой. Отходы неизвестного химического состава обязательно предва-
рительно переплавляют в чушки, которые после получения результатов
химического анализа используют в качестве шихтового материала.
Расчет шихты заключается в определении весовых соотношений
различных видов шихтовых материалов, загружаемых в печь, для полу-
чения сплава заданного химического состава. Расчет шихты произво-
дят на 100 кг сплава. По заданному химическому составу определяют
содержание основных компонентов в 100 кг сплава, а затем содержание
их в шихте с учетом угара по формуле
где Klu — расчетное содержание компонента в шихте в %;
Кс — заданное содержание компонента в жидком сплаве в %;
у—угар компонента при плавке в %.
Общие сведения
99
69. Расчет шихты на 100 кг латуни ЛМцС 58-2-2 из первичных металлов, паспортной чушки ЛМцС и лигатуры
Добавление первичных металлов в кг
Содержание компонентов в кг всего в чушке и лигатуре
в лигатуре Си — Мп (70 : 30)
Содержание компонентов в 10 кг чушек ЛМцС в кг
Содержание компонентов в шихте
в кг ।
1 Угар компонентов в кг
в %
Расчетное содержание компонентов в сплаве в кг
хр О'" са
Компоненты сплава
СГ)
СГ) см
О' -
00
ю
О' (Ji
СМ Ст)
ю
00
to
ОО
ю
оо
ю
00
ш
4)
о
О' i/j
см
см
со
~ см
см
<*см
см
см
СМ
СГ)
см
ю
оо
ю
ю
см”
00
СО
ОО
х
X
см
о>
см
см
см
см
см
см
Sf
<и
СО
со
£
см
см
см
см
см
см
см
см
«V
X
я
ш
см
84,93 35,05 1,83 101,42
67 •
а.
CD
• •
о,
и,
« 0)
• о
• CD
00 •
•
а.
со • • •
О • • •
а.
О
л
<я м сг X
X X
X m
1 см 00 см
о
* А а.
»—4 о со оо
О ^-4
* •
см
ф •
•—t • •
•
• •
1 ч •
о
и 00
X « •
о
о о "ойХ
X X
— кг: X >» А г: • •
1 ты в И 4 W о и 3 • •
X о. •
э X и
Qt.ce X
оа О X
Г 0 . оста: Сч х
<и О
о
со
100
Общие сведения
70« Расчет шихты на 100 кг бронзы Бр.АМц 9-2Л из первичных металлов* отходов
собственного производства и лигатур
гм я aoififBiow хин -ЬИЯЙЭН ЭИНЭ1ГЯВ9О1/ II о о Seo II II -ОО ОО ю О • Т-* о сч о 00*0 СЧ LQ 00 —<
| <© о> сч
о II > 1 °0. S 8 • ОО Ci СЧ
П) хвХохю и XBdAx -BJHIf я олээя 17,84-7,384- 4-3,88=29,06 / 1,84-7,38=9,18 0,44-1,65=2,05 о сч о ’ 5, 60, его. . . 101,
й и я о н № О) W О к S (OS : 0Z) UW—ng эаЛхвли1г я a а а о ю со • 30 2,5—0,4=1,65 5,53 [игатуры Си—Мп (70 : 30) . 1еди . . В с
Содержание кс (OS * OS) IV—пэ эаЛхвлиг я 1 о ю • со • 50 =7,38 9,18—1,8=7,38 14,76
вяхэйоееи -odu ojoh -наяхэроэ aotfoxxo гм оз я 89-0,2=17,8 9-0,2=1,8 2-0,2=0,4 20,0 20,00 л 14,76 ы
гм я эххит я аохнэн -сикон эинвжйэ'С'оэ с a с a 9,18 2,05 101,12 I 1 « • СП Я • к—
Угар компонен- ' тов гм я с a с 0,18 0,05 сч е. в кг: енного производи А1 (50 : 50) . . .
% я г* ю сч сч’ |
о JL ' « а> 2 S я о 2 Е о н я гм я с a о сч 100
а« о л» — В £5«§° Q щ В CQ % а с ос Ci сч 1 1ИХТЫ собств I Си —
Компоненты сплава Медь Алюминий. . . Марганец * . . Всего .... Состав и отходов лигатурь
Тепловой эффект при изготовлении сплавов
101
Величина угара зависит от вида шихты (компактная, некомпакт-
ная), типа печи, режима плавки, состава сплава:
Компо- ненты сплава Си Ni Sn Zn Pb Al Si Mn Be
Угар в % . 1 — 1,5 1,2 1,5 2-5 1—2 2—3 4—8 2—5 10-15
По содержанию основных компонентов в шихте подбирают соответ-
ствующие весомые количества исходных шихтовых материалов.
Основные правила плавки. При производстве сплавов из первич-
ных металлов первым расплавляется основной металл, входящий
в шихту в наибольшем количестве. В расплавленный металл вводят
предварительно подогретые, при тщательном перемешиваний, другие
компоненты сплава в следующей последовательности: - вначале наи-
более тугоплавкие и последними наиболее легкоокисляющиеся и испа-
ряющиеся.
Тугоплавкие компоненты, а также малые количества легко окисля-
ющихся и испаряющихся компонентов вводят в сплав в виде лигатур.
При введении тугоплавкого компонента в расплавленный основной
металл последний достаточно перегреть несколько выше температуры
плавления его сплава с тугоплавким компонентом.
При шихте, состоящей из паспортной чушки, первичных металлов
и лигатур, сначала расплавляется паспортная чушка, а затем в печь
загружают первичные металлы и лигатуры в последовательности, ука-
занной выше.
Если в состав шихты входят первичные металлы; паспортная чушка,
лом и отходы, то в первую очередь в печь загружают и расплавляют
большую по весу часть шихты.
Плавку ведут без покрова или под защитным слоем хорошо прожжен-
ного и прокаленного древесного угля или под слоем хорошо просушен-
ных, лучше всего предварительно переплавленных, покровных флюсов.
В процессе плавки производят раскисление металла. Плавку не-
обходимо вести, например, в топливных печах в слабоокислительной
атмосфере, не допуская коптящего пламени, т. е. восстановительной
атмосферы.
Не следует перегружать печи, так как продолжительность плавки
в этом случае заметно увеличивается и качество жидкого металла
ухудшится (повышенное окисление, угар и газонасыщенность).
С целью выравнивания химического состава и температуры про-
грева металл в печи тщательно перемешивается. Это особенно необхо-
димо при плавке в печах с верхним обогревом (в подовых топливных,
электродуговых и т. п.).
Перед заливкой форм металл в печи или в ковше дегазируют (если
это необходимо).
ТЕПЛОВОЙ ЭФФЕКТ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ СПЛАВОВ
Положительный тепловой эффект (рис. 40) в результате смешения
(растворения) компонентов, как правило, наблюдается при изготовле-
нии сплавов, образующих химические соединения Al—Си; А1—Ni и др.А
102 .
Общие сведения
Рис. 40.
Тепловой эффект при пла-
влении металлов
а также твердые растворы на основе химических соединений Си—Sn,
Си—Zn и др. В сплавах, образующих непрерывный ряд твердых раство-
ров, проявляется как положительный (Ag—Au), так и отрицательный
(Bi—Pb) тепловой эффект не-
большой величины.
Изготовление сплавов, при
охлаждении которых наблю-
дается расслоение жидких фаз,
происходит с поглощением
тепла.
При производстве сплавов,
образующих эвтектики, как пра-
вило, наблюдается положитель-
ный и только в отдельных слу-
чаях отрицательный тепловой
эффект.
Наиболее полно положитель-
ный тепловой эффект прояв-
ляется при изготовлении сплаве®
- сливанием предварительно рас-
плавленных компонентов; в
меньшей степени, но также про-
исходит выделение тепла и при
введении твердого компонента
в расплавленный металл.
Положительный тепловой
эффект смешения (растворения)
является причиной местного
перегрева металла. Величина
местного перегрева зависит от
количества тепла, выделяюще-
гося при введении того или
иного компонента в расплавлен-
ный основной металл. Высокий
местный перегрев наблюдается
при введении алюминия в медь
(температура поднимается от
1100° G до 1300—1400° С), не-
меньший при введении кремния в медь, значительно более
при введении цинка в медь и др.
сколько
слабый
Высокий местный перегрев ухудшает качество жидкого металла,
так как способствует обогащению его окислами и насыщению газом,
а также увеличивает потери в результате испарения и окисления.
Необходимо твердый компонент быстро погружать в толщу расплавлен-
ного металла. В этом случае очаг местного перегрева будет перенесен
в толщу расплавленного металла и его
уменьшится. Не рекомендуется также
металла.
вредное действие значительно
излишний перегрев основного
ИСПАРЕНИЕ МЕТАЛЛОВ ПРИ ПЛАВКЕ
При комнатной температуре металлы обладают определенной не-
значительной упругостью пара. С повышением температуры упругость
пара повышается — вначале очень медленно^ а затем после расплав-
Испарение металлов при плавке
103
ления заметно быстрее (рис. 41). Испарение металла происходит со
свободной его поверхности в широком интервале температур.
В сплавах наиболее энергично испаряются компоненты с наиболее
высокой упругостью пара. Малые количества примесей испаряются
из сплавов очень медленно и тем медленнее, чем меньше их в сплаве.
В процессе переплавки металл обогащается вредными примесями, обла-
дающими малой упругостью пара.
На величину потерь в результате испарения влияют величина
свободной поверхности расплавленного металла, атмосфера печи,
свойства защитного покрова и присутствие или отсутствие в сплаве
Рис. 41. Зависимость упругости
пара металлов от температуры
Содержание второго компонента
Рис. 42. Зависимость температуры
кипения сплавов от температуры
кипения их компонентов
компонентов, способных образовывать на поверхности расплавленного
металла прочные сплошные окисные пленки, препятствующие испаре-
нию. Чем больше свободная поверхность расплавленного металла,
тем больше будут потери в результате испарения.
При плавке медно-цинковых сплавов в окислительной атмосфере
печи, создающей на поверхности металла слой окислов цинка, потери
последнего будут меньше, чем при плавке в восстановительной атмо-
сфере, так как в этом случае слой окислов цинка задерживает выход
цинка на поверхность. Восстановительная атмосфера печи так же, как
и древесно-угольный покров, нарушают слой окислов цинка и тем самым
благоприятствуют испарению цинка. Шлаковый покров (слой жидких
флюсов) уменьшает испарение цинка. Примеси алюминия, кремния
образуют на поверхности расплавленного металла прочную защитную
окисную пленку и тем самым уменьшают испарение цинка.
При упругости пара, равной атмосферному давлению, металл за-
кипает. В процессе кипения парообразование происходит по всему
объему металла, а не только по свободной его поверхности, как это
имеет место при испарении.
Температуры кипения сплавов отличаются от температур кипения
их компонентов, взятых в отдельности. Зависимость температуры
кипения сплава от температур кипения их компонентов не прямолиней-
ная (рис. 42).
104
Общие сведения
11 V ооюооооооог-
О СО О СО со Ю О со (-^ - чф чф С
чО ООЬч<0’-чс04^04Г^’ФО
04 СО 04 04 04 04 04 — —*
О , ЬчЮч-чООЮСОООчфчф
О чф О —ч " 04 04 со О СО СО СО тф
О СО Ь' 04 О чф СО »-ч СО СО 00
’—04 04 04 04 04 04
д
о
чф ю оо —• о из со со о оо оо
•5 чф Ьч LQ Ю О 04 Г^ СО —* 00 00
<8 00 "Ф СО ’—' С"> со чф О но 04 Ь~
— 04 04 •— 04 04 04 —< —
Ф
5!
с Й
х <4 о О О —< со 04 Гч чф 00 г-н СО СО
2 о чфСО—ч 00ООС0С0 0404С0
£» Ьч со со о Ьч 04 СО о чф 04 Ь>
№ (и § о •— f 04 04 — 04 04 — —' —<
ф сх
и er >} и Н) чф СО 00 СО О Ь. СЛ СО 00 СО О
К/ о СО 00 Ьч СО 04 04 оо О Ю ь. О
FS «3 U-ч СО 04 * СО О Ьч —' 04 О СО — Ь>
3 и ЙЪ — 04 04 — С4 О! • -ч
ч н
ф я 0
к к ex 0 iep Ю'ФСООСОЬч'ФЮО’-чСО
ь м о С0041ПОС0С0С0ЮО’ФЬ-
чф С004ЮОС0О 04 00 С0’— СО
0 с л н о о н —< 04 04 ' 04 04 ч ч-1 —ч
0 ч о Сч S £Х Ю 00 со -Ф> СО О СО Ьч -Ф чф 04
с О К ю0О4’-чО400Ьч'ф4^С000С0
и h* 04 Ю—ч>0>СТ>10СЛ’-чЬч04ОС0
мг —। 04 _ _ч 04 ч-ч —ч
0
о
ь
я С^.ОчфООЮСГ>Г--С004сОСО
ф о со со со оо о Гч ю о со со а
к <•4 тфОтфооЮОООГч.’^ОЮ
о т—Н 1«Н *—< < *—< »—|
0
**
йе
с
X ^-чГч.ЮЮФЮО'ФСЛ’ФОО
04 Ю Ю со СО 05 Гч. СО О 00 ю
х ю чф СП чф 00 чф Гч О> со OOi lO
S »—4 •"“< W
в
S >> чфЬч’Ф'Ф0400О04С0С04чч.
сх 0000СЛС4О04-^О4^0000
S 04 (чч СО Ь. 04 СО 00 чф О 00 Ф
U уавЦ ^“4 »—*4 4
ф
&S
*
S
X
0
0 •
0
о
№ *•*«••«•***
О
о
0
сх
0
с 4
»а
о с R R 0
>> s
сх с
> • • « « • • • • • »
5 ® о
S О =5 S К Л ЕГ<Я.
5 « а Я 0 R о ф 2
5 В S S Ьч л 0 д дд Я
2 tf Ф EX t( « О S сх Я
t? Л я СХ 0 ф я R д >, к
Окисление и раскисление жидкого металла
105
ОКИСЛЕНИЕ И РАСКИСЛЕНИЕ ЖИДКОГО МЕТАЛЛА
Окисление. Окисли по отношению к жидкому металлу разделяются
на две группы.
1. Окисли, растворяющиеся в жидком металле; в эту группу входят,
например, закиси меди,, никеля, марганца, хорошо растворяющиеся
в расплавленных меди, никеле и марганце.
2. Окисли, не растворяющиеся в жидком металле и находящиеся
в нем в виде твердых неметаллических включений различной формы и
величины — в виде взвесей или плен. К этой группе относятся,
окисли алюминия, кремния, магния, титана, олова и др.
Очередность окисления различных компонентов сплава определяется
величиной упругости диссоциации их окислов, а также их содержанием
(концентрацией) в сплаве.
При одинаковом содержании компонентов вначале окисляются те,
упругость диссоциации окислов которых наименьшая. При неодинако-
вом содержании компонентов вначале окисляется компонент, находя-
щийся в сплаве в наибольшем количестве (закон больших масс), хотя
его окисел и не обладает наименьшей упругостью диссоциации.
Основные источники загрязнения металла следующие:
1) окислительная атмосфера печи, действие которой возрастает
с увеличением: а) парциального давления в ней кислорода; б) скорости
ее движения относительно окисляющейся поверхности металла; в) ско-
рости диффузии окисляющего агента через слой окислов на поверхности
расплавленного металла (здесь большое влияние оказывает природа
окисной пленки; плотные, прочные окисные пленки, образующиеся
на поверхности сплавов, содержащих алюминий, кремний и другие
подобные элементы, хорошо предохраняют расплавленный металл от
дальнейшего окисления за счет атмосферы печи); г) температуры пере-
грева расплавленного металла;
2) сильно окисленная шихта, хранящаяся под открытым небом;
3) поверхность ванны металла: чем она больше, тем сильнее окис-
ляете^ жидкий металл.
. Раскисление. В общем виде процесс раскисления может быть
представлен уравнением
МеО + Р = РО + Me + Q,
где МеО — окисленный металл;
Р — раскислитель;
РО — окисел раскислителя;
Me — металл, восстановленный из его окисла;
Q — теплота реакции.
72. Примерное количество кислорода, соединяющегося с 10 г
различных элементов
Элемент Количество кислорода в г Элемент Количество кислорода (В г
Кремний .... 11,30 Никель 2,Тб
Алюминий ... . 8.8G Медь ...... 2,52
Фосфор ..... 7,73 Цинк 2,45
Магний 6,58 Сурьма ..... 1,99
Мышьяк..... 3,20 Кадмий ..... 1,42
Марганец .... 2,'91 Олово .... 1,35
Железо Ч — 2,87 Свинец 0,77 -
106
Общие сведения
73. Теплота образования и некоторые свойства окислов
Элемент Окисел Теплота образования Плотность в г/см9 Температура в ®С
окисла ккал/г-моль кислорода ккал/г* атом плавления кипения
Са CaO 152,1 152,1 3,32 2570 2850
Mg MgO 145,8 145,8 3,65 2800 3600
Li LiO2 142,3 142,3 2,02 1700 *
Be BeO 135,0 135,0 3,02 2585 3900
Al A12O3 403,0 134,33 4,0 2000 2200
Ba BaO 133,1 133,1 5,72 1920 2000
Zr ZrO2 258,1 129,05 5,73 2700 4300
В B2O3 340,6 113,5 1,85 1300 >1500
Ti TiO2 218,0 109,0 4,17 1800 3000
Si Na SiO2 Na2O 208 100,7 102 100,7 2,32 2,27 1710 Возгоняется 2230
Cr Cr2O3 280 93,33 5,21 1900
Mn MnO 93,1 93,1 5,18 1650 —»
К K2O 86,2 86,2 2,32
Mn Mn3O4 336,5 84,1 4,72 1700
Zn ZnO 83,36 83,36 5,6 1800
Mn Mn2O3 232,7 77,2 4,81 1080 (разлагается) мм*
P РД 372 74,4 2,39 347 (разлагается)
Sn SnO2 135,8 67,9 7,0 1627 2250
Sn SnO 67,9 67,9 6,95 — —
Fe Fe2O3 195,2 65,06 5,12 1560 ммв
Fe FeO 64,5 64,5 5,7 1420 —
Mo MoO2 130,0 65,0 6,44 — •—
Cd CdO 62,2 62,2 7,5 1420 мм*
Mn MnO2 125,4 - 62,7 5,026 230 (разлагается) Ммйв-
Mo Na Nt Co MoO3 Na2O2 NiO CoO 180,4 119,2 58,9 57,5 60,1 59,6 58,9 57,5 4,50 2,8 745 5,68 795 Разлагается Л1655 1800 (разлагается) 1150
Sb Sb2O3 167,4 55,8 5,67 656 1570
Pb PbO 52,7 52,7 9,53 888 1472
Pb Pb2O 51,3 51,3 8,34 — —
As As2O3 148 49,33 3,86 315 457
Bi BiO 49,27 49,27 7,15 —-« »«
C CO2 (газ) 94,03 47,0 •ММ — .
Bi Bi2O3 137,8 45,93 8,55 860 1900
Sb Sb2Os 229,36 45,87 3,78 450 (разлагается)
As As2O3 217,99 45,6 «м» —— М*
Pb Pb3O4 170,38 42,6 9,1 50Q (разлагается) —-
C Cu2O 39,9 39,9 6 1235 МММ
s SO2 (газ) ' 70,87 35,48 —•
Gu CuO 34,89 34,89 6,4 1026 (разлагается) «мм
P > PbO2 64,4 32,2 9,4 290 (разлагается) «мм
S SO3 (газ) 93,9 31,3 йм мм»
C CO (газ) 26,39 26,39 •—1
Окисление и раскисление жидкого металла
1Q7
74. Изменения свободной энергии д£ (изобарного потенциала) образования окислов
некоторых элементов при различных температурах
I
108 ' Общие сведения
К раскислителям предъявляют следующие требования:
1. Упругость диссоциации окислов раскислителя (РО) должна быть
значительно ниже упругости окислов раскисляемого металла (МеО).
Теплота образования РО должна быть значительно больше теплоты
образования МеО.
2. Обладать способностью соединяться с большим количеством
кислорода.
3. Окислы раскислителя (РО) не должны растворяться в металле,
они должны легко переходить в шлак или испаряться.
Небольшое количество раскислителя, неизбежно остающееся в жид-
ком металле, не должно ухудшить его свойства.
5. Хорошо растворяться в раскисленном металле (последнее не от-
носится к так называемым поверхностным раскислителям).
Чаще всего применяют раскислители, растворяющиеся в раскисляе-
мом металле.
Фосфор в виде меднофосфористой лигатуры применяют для рас-
кисления меди перед введением в нее остальных компонентов сплава.
При производстве отливок из оловянных бронз половина зашихтован-
ной меднофосфористой лигатуры вводится в готовый сплав в ковше
перед заливкой форм. В последнем случае фосфор не раскисляет, а раз-
жижает сплав и облегчает выделение из него твердых неметаллических
включений. Общее количество меднофосфористой лигатуры опреде-
ляется из расчета 0,3—0,5% веса металла. * 4
При раскислении меди фосфор в виде Р2О5 частично испаряется
и частично в виде СиРО3 (в расплавленном состоянии) всплывает на
поверхность металла.
Марганец применяют в производстве медноникелевых спла-
вов: мельхиора, нейзильбера. Вводится в виде мед ном ар ганцев ой ли-
гатуры в количестве 0,2—0,3% веса раскисляемого металла.
Кремний применяют для раскисления меди и никелевых спла-
вов в виде меднокремниепюй лигатуры в количестве 0,3—0,5% веса
раскисляемого металла.
Магни й применяют для раскисления никеля и его сплавов
в количестве 0,05—0,1% веса раскисляемого металла.
Литий чистый или в виде лигатуры с кальцием и медью являете^
наиболее энергичным раскислителем меди, используемой для электро-
технических целей. Окись лития остается в меди в виде твердых вклю-
чений. При одновременном присутствии в меди кислорода и водорода
после введения лития образуется гидрат окиси лития, который имеет
температуру плавления 445° С и всплывает в виде шаровидных вклю-
чений.
Me та л л оф ос — смесь, состоящая из 76% порошкообразного
цинка, 20% красного фосфора и 4% смолистого связующего вещества,
спрессованная в брикеты весом примерно 50 г; применяют для раскис-
ления медных сплавов в количестве 0,2% веса раскисляемого металла.
Углерод используют для раскисления никеля и его-сплавов
в количестве 0,01—0,05% вместе с комплексным раскислителем.
Комплексный раскислитель (0,3% марганца;
0,15% кремния; 0,05% магния от веса раскисляемого металла) при-
меняют для раскисления никеля. Вначале вводят марганец й кремний,
а затем уже в ковш перед разливкой металла—магний.
Кроме растворяющихся раскислителей используют поверх-
ностные раскислителе которые не растворяются в раски-
Покровные флюсы
109
сляемом металле, поэтому избыток их не оказывает вредного влияния
на свойства металла. Поверхностный раскислитель подают на поверх-
ность раскисляемого металла и тщательно с ним перемешивают. Чем
больше поверхность соприкосновения расплавленного металла с раски-
слителем, тем энергичнее идет раскисление.
Для раскисления меди, идущей на изготовление электропроводя-
щих изделий, может быть использована смесь буры Na2B4O7 с порошком
магния (весовое соотношение 95 : 5).
Расплавленный металл очищают от твердых окислов отстаиванием
перегретого металла, флотацией или флюсованием.
Отстаивание перегретого металла. Эффективность этого способа
зависит от размеров частиц окислов и их плотности, чем крупнее ча-
стицы окислов и чем меньше их плотность по сравнению с плотностью
расплавленного металла, тем полнее происходит отстаивание. Однако
и в этом случае окислы всплывают медленно. Этот способ применяют
для очистки свинцовооловянных и цинковых сплавов, обычно в соче-
тании со способом флотации. Жидкий металл отстаивается после
очистки его способом флотации.
Ф л о т а ц и*я — окислы извлекаются из расплавленного металла
пузырьками газа, пронизывающими его толщу. Флотацией очищают
от окислов свинцовболовянные и цинковые сплавы.
При плавке свинцовооловянных сплавов в котлаХ большой емкости
из отходов очистку расплавленного и сильно перегретого (примерно
до 600° С) металла производят введением в толщу последнего сосновой
жерди. Образующиеся газы перемешивают металл и извлекают на его
поверхность окислы. Такое же действие оказывает и введение в толщу
расплавленного и перегретого свинцовооловянного сплава под дырчатым
колоколом канифоли или нашатыря — хлористого аммония.
В условиях литейного цеха наиболее целесообразно свинцовооло-
вянные и цинковые сплавы очищать нашатырем, расход которого
составляет примерно 150 г на 1 т металла.
Флотацию широко применяют для дегазации медных и алюминиевых
сплавов, когда металл одновременно очищают от растворенных в нем
газов и от твердых дисперсных включений — взвесей.
Флюсование — обработка расплавленного металла смесью
солей (флюсами). Очистка металла флюсами основана главным образом
на их адсорбирующей способности. Флюс смачивает (обволакивает)
твердые окислы и извлекает их на поверхность металла. Чем меньше
поверхностное натяжение флюса на границе с твердыми окислами,
тем полнее происходит извлечение их из металла. Отдельные флюсы
растворяют окислы; например, криолит хорошо растворяет окислы
алюминия.
Флюсование применяют для извлечения из сплавов не только оки-
слов, но и других вредных примесей.
ФЛЮСЫ
ПОКРОВНЫЕ ФЛЮСЫ
Покровные флюсы предохраняют металл от соприкосновения с атмо-
сферой печи и тем самым уменьшают потери металла на угар. Помимо
этого флюсы очищают металл от твердых, нерастворимых в нем окислов
и других неметаллических включений.
Расход флюсов составляет примерно 2—3% веса металла.
110
Флюсы
75. Покровные флюсы
№ по пор. Состав флюсов Применение
Основные флюсы
1 2 3 Кальцинированная сода 100% Кальцинированная сода 55=-30%, кварце- вый песок 45—70% Кальцинированная сода 11—12%, поле- вой шпат 56^64%, марганцевая руда 33— 94 0/
4 5 6 7 * /о Кальцинированная сода 50%, плавиковый шпат 50% Кальцинированная сода 20%* кварцевый песок 40%, плавиковый шпат 40% Кальцинированная сода 60%, плавиковый шпат 33%, бура 7% Кальцинированная сода 11 — 12%, поле- вой шпат 56—64%, марганцевая руда 33 — 94 % . При плавке ла- туней, оловянных и безоловянных бронз
8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 ~ ** /0 Кальцинированная сода 25—30%, оборот- ный шлак бронзовой плавки остальное Кальцинированная сода 30%, известко- вый туф 60%, бура 10% Кальцинированная сода 30%, известко- вый туф 60%, криолит 10% Кальцинированная сода 50%, бой стекла 50% (иногда с добавкой 5 —10% фтористых соединений) Криолит 100% Криолит 50%, хлористый натрий 35%, плавиковый шпат 15% Криолит 80%, фтористый натрий 20% Криолит 40%, хлористый натрий 60% Криолит 25%, хлористый кальций 35%, бура 30%, хлористый натрий 10% Криолит 20%, фтористый натрий 60%, плавиковый шпат 20%
18 19 20 21 Бура 100% Бура 63%, бой стекла 37% Известняк 42%, кварцевый песок 25%, фтористый кальцйй 33% Апатитовая руда 92—95%, силикокаль- ций (порошкообразный) 8—5%) При плавке оло- вянных бронз и никелевых сплавов
Нейтральный флюс
22 Полевой шпат 55%, р^да марганцевая 35%, кальцинированная сода 10% При плавке оло- вянных бронз
Кислые флюсы
23 24 25 Стекло (24,6% Na2O, 65,4% SiO2) 0%, плавиковый шпат 10% Стекло 90%, хлористый натрий 10% Стекло 95%, фтористые натрий и кальций 5 /о
26 27 Стекло 93%, фтористые кальций и маг- ний 7% Стекло (бой) 100% При ных и сплавов плавке мед- никелевых
Древесный уголь
, Щ
ДРЕВЕСНЫЙ УГОЛЬ
Древесный уголь широко применяют в качестве защитного покрова.
Раскисляющая и предохраняющая от окисления способность дре-
весного угля обусловлена не только углеродом, но и газами (водо-
родом, углеводородами, окисью углерода), содержащимися в нем.
Плохо прожженный древесный уголь содержит много газов и адсорби-
рованную влагу. Газы усиливают защитное и раскисляющее действие
древесного угля, но наряду с этим являются источником газонасыще-
ния металла. Тщательное прокаливание древесного угля полностью
освобождает его от газов, кроме влаги. Как только прокаленный уголь
охладится до температуры ниже 100° С, он вновь начинает энергично
адсорбировать влагу. Поэтому в качестве защитного покрова можно
употреблять только свежепрокаленный древесный
уголь (лучше всего березовый), на г р е т ы й докрасна.
76. Характеристика древесного угля
Параметры Уголь
печной кучный
Состав горючей массы в %: сг нг °г * 79 8,8 0,5 6,7 88 2,4 0,5 9,1
Содержание летучих в горючей массе в % 12 7
Зольность сухого топлива в % 1,3 1,2
Содержание влаги в рабочем топливе в % 5 6
Теплотворная способность в ккал/кг 6170 6640
Пористость в % 70—85
Объемный вес в кг(м? 100—200
Размер кусков в мм 50 — 100
Древесный уголь является хорошим теплоизолирующим покровом.
В печах с нижним обогревом (индукционные печи) древесноугольный
покров заметно снижает потери тепла с открытой поверхности расплав-
ленного металла. При плавке в печах с верхним обогревом (подовые
топливные печи и др.) древесноугольный покров примерно в 2—3
раза увеличивает продолжительность перегрева расплавленного
металла.
112
Флюсы
Древесный уголь применяют в качестве защитного покрова при
плавке медных сплавов (кроме алюминиевых и кремниевых бронз и
латуней). Древесный уголь нельзя использовать для никелевых сплавов,
так как в этом случае образуется карбид никеля, растворяющийся в рас-
плавленном металле и выделяющийся из него при затвердевании в виде
эвтектики по границам зерен понижающей прочность и пластичность
сплава.
РАФИНИРУЮЩИЕ ФЛЮСЫ
Рафинирующие флюсы применяют для удаления из расплавленного
металла растворенных в нем вредных примесей. ,
В состав рафинирующих флюсов входят химически активные ве-
, щества, переводящие вредную примесь в соединение, нерастворимое
в жидком металле, и вещества, ошлаковывающие (извлекающие) эти
соединения.. '
При очистке медных сплавов от вредных примесей чаще всего исполь-
зуют принцип избирательного окисления, когда вредная примесь пере-
водится в окисное соединение. В этом случае химически активной со-
ставляющей флюса является также окисное соединение, которое и
вступает в обменную реакцию с извлекаемой примесью.
Для того чтобы исключить в процессе рафинирования потери основ-
ных компонентов, упругость диссоциации химически активной состав-
ляющей флюса должна быть меньше упругости диссоциации окислов
компонентов сплава (теплота образования окисла химически активной
составляющей флюса должна быть больше теплоты образования окислов
компонентов сплава) и, конечно, больше упругости диссоциации окислов
вредных примесей.
Вредную примесь можно удалить из расплавленного металла также
в виде хлористого соединения.
В качестве ошлаковывающих веществ при рафинировании медных
сплавов применяют буру, смесь буры со стеклом, плавиковый шпат
и др.
Тщательно обезвоженные, прокаленные или предварительно пере-
плавленные флюсы подают на свободную от шлака поверхность
расплавленного и перегретого металла и тщательно с ним переме-
шивают.
Флюс (перекись бария или натрия), применяемый для очистки
стружки медных сплавов от механических загрязнений алюминием
и сурьмой, перемешивается с отходами до их загрузки в печь. Окисление
алюминия начинается еще до расплавления отходов.
Расход флюса определяется опытом, так как зависит от содержания
'В сплаве вредных примесей, типа плавильной печи, тщательности про-
ведения процесса рафинирования и неизбежных потерь химически
активного вещества на взаимодействие с легирующими компонентами
сплава.
Для очистки сплавов от растворенных в нем алюминия и железа
расход химически активных веществ (окиси меди, сернокислых бария
и калия, окиси цинка) составляет примерно 4—7% веса металла на
1% алюминия.
Расход флюса (перекись натрия или бария) для очистки стружки
от механических загрязнений алюминием и сурьмой составляет при-
мерно 2% веса металла на 1% алюминия.
Рафинирующие флюсы
ИЗ
77. Состав рафинирующих флюсов
Компоненты Применение
химически активные шлакообразую- щие
Окись меди (медная ока- лина) 1. Бура 2. Бура 4- 4- стекло 3. Хлористый кальций 40%, хлористый нат- рий 40%, пла- виковый шпат 20% Для очистки оловянных бронз и ла- туней от алюминия. При значитель- ном извлечении алюминия (97-—100%) флюс вызывает потери легирующих компонентов сплава: 30% цинка, 30% кремния (в кремнистых лату- нях), 5—6% олова
Сернокислый барий Кальциниро- ванная сода Для очистки оловянных бронз и ла- туней от алюминия и железа. При высоком извлечении алюминия ,(99— 100%) и более низком железа (67 — 74%) флюс вызывает потери легирую- щих компонентов: 30 — 40% цинка, 5—6% олова, 25% кремния (в крем- нистых латунях)
Сернокислый калий Кальциниро- ванная сода Для очистки оловянных бронз и ла- туней от алюминия и железа. Хорошо извлекает алюминий (95 — 100%), не- сколько хуже железо (80 — 82%). Вы- зывает такие же потери легирующих компонентов, как и флюс с серно- кислым барием
Окись цинка 1. Бура 2. Борная кислота 3. Бор истый кальций ч Для очистки оловянных бронз и ла- туней от алюминия. Хорошо извлекает алюминий (95 — 100%) и не вызывает, потерь олова и цинка. Содержание последнего в результате обработки жидкого металла этим флюсом не- сколько повышается. Железо этим флюсом не извлекается. Потери крем- ния при обработке флюсом кремнистых латуней составляют 20—25%
Перекись на- трия или пере- кись бария Кальциниро- ванная сода Для очистки медных сплавов от ме- ханически замешанных в них алюми- ния и сурьмы Хорошо извлекает алю- миний (100%) и значительно хуже сурьму (40 — 50%)
Хлористая медь Хлористый натрий Хорошо очищает медь от алюминия и железа. При обработке оловянных бронз и латуней вызывает потери ле- гирующих компонентов: цинка, олова и кремния при невысоком извлече- нии алюминия
Окись свинца Бура стек- ло Для очистки медных сплавов от алюминия. Наблюдаются большие по- тери легирующих компонентов сплава и сильное обогащение последнего свинцом при небольшом извлечении алюминия
Кальцинированная сода Для очистки медных и никелевых сплавов от серы. Наиболее эффектив- ный флюс для извлечения из сплавов серы
114
Флюсы
78. Плотность и температура плавления некоторых солей,
применяемых для приготовления флюсов
Соль Химичес- кая фор- мула Темпера- тура в °C Плотность в г/см* Соль Химичес- кая фор- мула Темпера - тура в еС 1 Плотность । в г/см*
Алюминий фтористый A1F3 Возго- няется 3,10 Плавиковый шпат CaF2 1378 3,18
Аммоний фтористый nh4f То же , —* Литий фтористый LiF 801 2,60
Калий фтористый KF 860 2,48 Магний фтористый MgF2 1396 2,47
Карналит KCbMgCl2X Х6Н2О 487 «мн» Бура Na2 B4O? 741 2,37
Криолит Na3AIF, 995 2,95 Натрий фтористый NaF 992 2,44
79. Теплота образования и некоторые свойства хлоридов
Эле- менты Хлориды Теплота образования в Плотность в г/см* Температура в ®С
ккал/г-молъ хлорида ккал/г-атом хлора плавления кипения
К KC1 105,5 105,6 1,98 772 1500
Ва BaCI 205 102,5 3,8 950 iWB
Li LiCl 98,7 98,7 2,068 613 1360
Na NaGl 97,7 97,7 2,163 804 1490
Са CaCl2 191,0 95,5 2,15 772
Mg MgCl2 151*0 75,5 2,18 715
Ti TiCl4 292,0 73*0 1,726 136,4
Be BeCL 112,6 56,3 1,89 440
Al AlCh 167,0 55,7 2,44 183
Mn MnClj 112 56 2,977 650
Zn ZnCl2 98,7 49,4 2*91 365 732
Cd CdCl2 93,8 46,9 4,047 568 970
Pb PbCl2 85.7 42,9 5,85 501 950
Fe FeClj 82,1 41.1 2,7 —л Мм2
Sn SnCl2 80,8 40,4 —В 246,8 623
Co CoCl2 76,5 38,3 3,356 •й» «в
Si S1GI4 151,0 37?8 57,6
Ni NiClt 74,5 37*3 3,544 973
Cu CuG! 32,1 32*1 3*53 422 1366
Fe FeCl3 £6,0 32,0 2,8 282 315
Sn SnCl4 127,3 31*8 —-й 114*1
Sb SbCl3 91,4 30,5 3*140 . 74»4 220,2
Bi BiCl3 90,6 30,2 4,7 230 447
В BG13 89*1 29,7 «ав 17
As AsCl3 71*4 27,1 —«е —тв 122
€u CuGl 50,8 25,4 3,054 498 993
Sb SbGlB 104,9 21,0 2,336 2*8 92
p PC18 105,0 21,0 — 4GS
Растворимость газов в металле
115
РАСТВОРИМОСТЬ ГАЗОВ В МЕТАЛЛЕ
Температура
Рис. 43. Зависимость раство-
римости газов в металле от
температуры
Из всех газов в тяжелых цветных металлах и их сплавах в реаль-
ных условиях плавки растворяется в основном атомарный водород.
Атомарный водород образуется в результате взаимодействия расплав-
ленного металла главным образом с
влагой
Me + Н2О МеО + 2Н
и с углеводородами
х Me + CmHn MexCm + мН.
Растворимость в металле газа про-
порциональна давлению:
н = к р>
где Н — количество растворенного
в металле водорода;
К — константа растворимости;
р — давление.
В твердом металле с увеличением температуры растворимость газа
возрастает, но незначительно. Резко возрастает растворимость газа
в металле при температуре плавления последнего (рис. 43). Дальней-
шее повышение температуры расплавленного металла увеличивает
растворимость в нем газа до некоторого максимума, после чего раство»
римость падает в связи с повышением упругости пара и снижается
почти до нуля при температуре кипения.
Источники газонасыщения металла следующие:
1. Недостаточно хорошо просушенные футеровка печи, желоба,
разливочного ковша.
2. Флюсы, содержащие влагу.
3. Плохо прожженный и прокаленный древесный уголь, применяе-
мый в качестве защитного слоя.
4. Мелкая шихта (стружка, высечка), загрязненная влагой,смазкой.
5. Катодные листы, загрязненные остатками электролита и адсор-
бированным на их поверхности водородом.
6. Влага, являющаяся примесью топлива или образовавшаяся
в процессе его сгорания.
Восстановительная атмосфера печи благоприятствует диссоциации
влаги, а значит и газонасыщению металла.
Для уменьшения газонасыщения металла в процессе плавки необ-
ходимо соблюдать следующие правила:
1. Плавку вести при слабоокислительной атмосфере печи. Не до-
пускать коптящего пламени.
2. Всемерно форсировать (сокращать продолжительность плавки,
не допускать перегрузки печи).
3. Тщательно просушивать футеровку печи, желоба и футеровку
разливного ковша.
4. Не допускать излишнего перегрева металла в печи.
5. Шихта не должна содержать рыхлые, загрязненные остатками
электролита катодные листы и отходы (стружку), загрязненные влагой
и маслом (эмульсией).
116
Растворимость газов в металле
80. Растворимость водорода в сл8/Ю0 г в металлах
при различных температурах (р = 1 ат)
Темпера- тура в °C Си Nt Sn Zn РЬ А1
200 — 1,7 0,1 — 0,008
300 —• 2,35 •м* — е—
400 0,06 3,15 0,034 0,15 0,1 0,05
500 0,16 4,1 А*
600 0,3 5,25 ММ» ъ —— 0,25 0,26
700 0,49 6,5 —— —
800 0,72 7,75 0,2 > 1,67
900 1,08 9,1 —— —
1000 1,58 9,8 ' 0,21 — — 3,0
1100 6,3 12,15 —"" — — -Z
1200 8,1 14,25 м»* — — —
1300 10,0 14,7 •ММ — — *—
1400 11,8 ч 16,2 мм» — — —“
1500 13,6 41,6 (ж) — - —
1600 — ' 43,1 — — — —
81. Влияние различных присадок на растворимость
(неравновесую) водорода в меди при 1100^—1150° С
Растворимость газов в сл«8/100 г при содержании присадок в %
Присадки Г 0 2 4 6 8 10 20
Олово 3,2 2,2 2,0 1,8 1,7 1,6 —
Цинк 3,2 2,5 1,8 1,7 1,6 1,5 —
Свинец ...... 3,2 2,5 1.9 1,8 1,7 1,6 —
Никель ..... 3,2 3,2 3,8 4,3 5,0 •мм
Алюминий . . . 3,2 1,9 1,7 1,4 1,3 1,2 мм
Железо ...... 3,2 0,6 0,8 2,5 «мм»
Марганец .... 3.2 4.0 % 2 4,3 4,5 4/ 4,8
Кремний 3,2 ’’.5 1,2 1,2 1,0 «мм
Дегазация
117
6. Внимательно следить за флюсами. Они должны быть тщательно
просушены, прокалены; лучше предварительно переплавлены.
7. Применять хорошо прожженный и прокаленный древесный
уголь, держать его в жаровнях около печи и давать на металл в раска-
ленном виде. (Желательно применять уголь березовый, а не хвойных
пород).
8. Не применять топливо с высоким содержанием влаги. у
ДЕГАЗАЦИЯ
Дегазация жидкого металла зависит от условий производства и
может осуществляться различными способами.
Повторный переплав. Готовый сплав заливают в плоские чугунные
изложницы. В процессе затвердевания из раствора выделяется водород,
который, если даже и остается в отливке, то не в атомарном, а в молеку-
лярном состоянии (в виде пузырьков). Полученные чушки подвергают
повторной переплавке в условиях, исключающих возможность насыще-
ния металла газом (нейтральная или слабоокислительная атмосфера
печи, форсированная плавка и прочее). Способ применяется при произ-
водстве сплавов из первичных металлов.
При производстве свинцовых бронз повторный переплав обеспе-
чивает не только дегазацию сплава, но и более равномерное распределе-
'ние свинца по сечению стенок отливки.
Продувку азотом применяют для дегазации медных сплавов. Азот
при помощи трубки из жаропрочной стали вводится в глубь расплавлен-
ного металла в ковше. Пузырьки азота, поднимаясь через толщу жидкого
металла, извлекают из последнего растворенный водород.
Дегазирующее действие пузырьков азота объясняется тем, что
в Первый момент парциальное давление в них водорода равно нулю
(Рн2 “ 0), поэтому водород, растворенный в слое металла, прилега-
ющем к этим пузырькам (Pn2i> 0), диффундирует в последние и-вы-
носится ими наружу. Чем мельче пузырьки азота и чем медленнее
они поднимаются, тем полнее будет их’ дегазирующее действие.
Продувку производят при избыточном давлении 0,2—0,3 ат и рас-
ходе азота 10—20 л/мин на 100 кг сплава. Установка (рис. 44) для про-
дувки расплавленного металла азотом состоит из баллона 1 с азотом,
- редуктора 2, бачка 3 с хлористым кальцием, соединительного шланга 5,
трубки 6 из жаропрочной стали. Бачок с хлористым кальцием имеет
предохранительный клапан 4. На участке трубки, погружаемом в ме-
талл 7, делают 10—15 отверстий, каждое диаметром не более 1,5 мм.
Стальную трубку до погружения в расплавленный металл проду-
вают азотом, подогревают над Металлом до красного каления и не пре-
кращая подачи азота, вводят в толщу последнего и равномерно переме-
щают в нем. После окончания продувки трубку извлекают из расплав-
ленного металла, стряхивают с нее металл и закрывают вентиль на бал-
лоне с азотом и кран на отводе от бачка с хлористым кальцием к соеди-
нительному шлангу.
В качестве инертного газа для продувки медных сплавов применяют
*также аргон.
Продувка хлором. Предварительно обезвоженный хлор при помощи
стальной трубки вводят в глубь расплавленного металла в ковше
(рис. 45).
\
118
Дегазация
Рис. 44. Схема продувки жидкого металла азотом
wrzzzz
~ ( К установке
вл а улавливания
хлора
VZZZZZZZZZZZZ2ZZZZZZ2
о о
О. V
Рис. 45. Установка для продувки металла хлором:
1 — вытяжная система; 2 — зонт; 3 — ковш; 4 — стальная
трубка; 5 — гибкий шланг; 6 — баллон с хлором; 7 — баллон
с азотом
Дегазация
ltd
Хлор, химически активный газ, вступает во взаимодействие с водо-
родом и отдельными компонентами сплава. Пузырьки легко испаря-
ющихся химических соединений, а также и свободного хлора при
избытке последнего, поднимаясь через толщу расплавленного металла,
захватывают растворенный в «ем водород так же, как пузырьки азота.
При продувке хлором осуществляется эффективная дегазация рас-
плавленного металла и хорошая его очистка от взвесей (твердых ди-
сперсных окислов и других неметаллических включений), которые
прилипают к поверхности пузырьков и выносятся на поверхность.
Этот способ обеспечивает более высокую степень очистки расплавлен-
ного металла от растворенного в нем водорода и дисперсных неметалли-
ческих включений. Вследствие токсичности способ не получил широкого
распространения в производстве медных сплавов, хотя опытные плавки
подтвердили его высокую эффективность.
Появление на поверхности металла клубов зеленого газа свидетель-
ствует об излишней скорости подачи хлора. Хлор в свободном состоя-
нии на поверхности металла появляться не должен.
Обработка хлоридами. Для дегазации алюминиевых бронз приме-
няют тщательно обезвоженные хлористый цинк и хлористый марганец,
которые при помощи колокола вводят в толщу расплавленного металла
в количестве примерно 0,1% веса последнего.
Дегазирующее действие хлоридов объясняется тем, что они вступают
в обменную реакцию с алюминием, в результате чего образуется хлори-
стый алюминий, пузырьки которого, пронизывая толщу расплавлен-
ного металла, извлекают водород из раствора. Наряду с пузырьками
хлористого алюминия через толщу расплавленного металла могут про-
ходить и пузырьки хлоридов цинка и марганца, если последние не
успели прореагировать с алюминием. Наиболее эффективный дегазатор
хлорид марганца, значительно менее гигроскопичен, чем хлорид цинка.
Перегрев применяют для дегазации сплавов, имеющих сравни-
тельно низкую температуру кипения, таких как латуни и особенно
широко для дегазации кремнистых латуней.
Наиболее интенсивно процесс дегазации металла происходит при
нагреве его до температуры кипения. Пузырьки пара, пронизывая
толщу расплавленного металла, производят такое же действие, как,
например, пузырьки азота.
В печах с верхним обогревом (пламенные подовые печи) дегазация
этим способом происходит медленнее, чем в печах с нижним или боковым
обогревом (индукционные, тигельные печи).
В реальных условиях расплавленный металл перегревают до темпе-
ратуры несколько ниже температуры его кипения, когда упругость
паров (например, цинка в латуни) будет достаточно высокой. При
этом обязательно применяют и другие мероприятия, ускоряющие
выделение водорода из раствора.
Например, для дегазации кремнистой латуни в подовой топливной
печи емкостью 700 кг металл после снятия шлака перегревается до
1160—1170° С и выдерживается в течение 10—15 мин. В печи в это
время обязательно поддерживается слабоокислительная атмосфера,
а расплавленный металл перемешивается. Вследствие разности пар-
циальных давлений водорода в металле и в окислительной атмосфере
печи водород более энергично выделяется из раствора. Перемешивание
металла увеличивает поверхность его соприкосновения* с атмосферой
печи и, следовательно, ускоряет выделение водорода из раствора.
120
Модифицирование
Для компенсации повышенного угара цинка в печь дополнительно
вводят примерно 0,5—1,0% цинка (от веса металла).
После окончания процесса дегазации (через 10—15 мин) прекра-
щают нагрев печи и металл в нейохлажадется до температуры разливки.
Вакуумирование. Дегазирующее действие вакуумирования объ-
ясняется тремя причинами:
1) понижением растворимости газа в металле вследствие уменьше-
ния давления; 2) снижением температуры кипения металла в связи
с уменьшением давления; 3) уменьшением парциального давления газа
над металлом.
Вакуумирование применяют для дегазации меди (при разрежении
40—80 мм рт. ст.), никеля и никелевых сплавов, оловянных бронз
без цинка, алюминиевых бронз. Сплавы, содержащие легкоиспаря-
ющиеся компоненты, не вакуумируют из-за возможной большой по-
тери их.
Вибрация. Расплавленный металл в ковше подвергают вибрации
на специальных вибростолах, оборудованных, например, вибронаконеч-
никами И-116, или с помощью ультразвуковых вибраторов.
В процессе вибрации в расплавленном металле образуются, а затем
пропадают (сжимаются) местные вакуумные полости. В вакуумную
полость из раствора диффундирует водород, превращаясь от атомарного
в молекулярный. При уничтожении вакуумной полости пузырек во-
дорода несколько сжимается, но в раствор не переходит. По мере
образования новых пузырьков молекулярного водорода и слияния их
в более крупные происходит их удаление из расплавленного металла.
Введение присадок. Присадки в зависимости от механизма их дега-
зирующего действия делят на две группы:
1) образующие с водородом химические соединения (гидриды),
нерастворяющиеся в металле;
2) растворяющиеся в металле, но химически инертные по отношению
к водороду.
Для сплавов тяжелых цветных металлов этот способ практически
не применяют.
Для дегазации были опробованы присадки кальция и лития. Однако
эти элементы при одновременном присутствии в металле водорода и
кислорода образуют гидриды, легко удаляемые из расплавленного
металла, а также окислы и гидраты окиси, остающиеся в металле и
ухудшающие его свойства.
Дегазация оловянных и алюминиевых бронз достигается добавкой
0,01—0,03% циркония, титана и бора.
МОДИФИЦИРОВАНИЕ
Модифицирование — способ улучшения механических свойств спла-
вов введением в расплавленный металл малых присадок (модификато-
ров), практически не изменяющих его химический состав.
Свойства сплава в результате модифицирования улучшаются вслед-
ствие измельчения его структуры, а также перевода вредных легко-
плавких примесей (например, свинца и висмута) в тугоплавкие менее
вредные соединения.
Для измельчения структуры алюминиевых бронз и
латуней применяют (раздельно или совместно) в качестве модифи-
катор оц следующие элементы; титанА цирконий, ванадий, тантал.
М одифицирование
121
82. Действие некоторых модификаторов на структуру медных сплавов
V4-B 1 Среднее измельчение Сильное измельчение при 0,02 % V-j- 4-0,02 % В 1
со + Среднее измельчение (сильнее, чем бор, но слабее, чем цирконий) То же 1 1
СО 4- » Среднее измельчение , Среднее измельчение Среднее измельчение при 0,02 % В-{- 4-0,02 % Ti Среднее измельчение
О Не из- мель- чает Не из- мель- чает у 1
> 1 Слабое измель- чение । Среднее измель- чение при 0,1 — 0,2 % Сильное измель- чение при 0,Ol- О. 02 %
со Слабое измельче- ние при 0,02—0,06% • 1 Сильное измельче- ние при 0,02 — 0,06% 1 I Сильное 1 - измельче- ние при 0,05—0,1% 1 Слабое измельчение Сильное измельче- ние при i 0,005—0,01%
Йй N4 Сильное измельче- ние при 0,01—0,1% Сильное । измельче- ние при 0,03—0,05% J Измель- чает при 0,01—0,03% и затем ук- рупняет Сильное измельчение 1 1
£—4 Среднее измельче- ние при , 0,1-0,2% Среднее измельче- ние при 0,04-?0,2% Измель- чает при 0,01—0,03% и затем ук- i рупняет Среднее измельчение Слабое измельчение
Сплав Бр.О 10 Бр.ОЦ 10-2 Бр.ОЦ 8-4 Бр.ОФ 10-1 г Бр.ОЦС 5-5-5 Бр.ОЦС 3-12-5 Бр.ОЦСН 3.7-5-1 Бр.АЖ 9-4 Бр.АЖН 10-4-4 Бр.Амц 9-2 Бр.АЖМц 10-3-1,5 ЛК 80-3Л ЛКС 80-3-3 ЛА 77-2 ЛАЖМц 70-6-3
122
М одифициролание
83. Влияние некоторых модификаторов на механические свойства бронз и латуней
Твердость по Бринелю 1ГС-08 W otnco — ото I oooooo । i if i i 00 00 00 00 О CD о < ao s II II II ^“4
w ЖУ dg lO xfoo CM in in о to rf 00 О — CM CM CO —'CM CO | — CM CM CO II || Il
I-9-Z-g Honora lONO Ю in Ш I iDCDOO 1 1 11 |] m m co co m in m 1 tn m со co <1 II II
з-oi no dg oooo cm oomm о m tn in , , cdcd , . CD—CM CM CD CM CM CM CD CM CM CM | ] CD CD | J
Относительное удлинение в % ire-os Mir m co cd m sms i momm i | j । | | CM CO CM CM CM CO CM 1 CM CO CM CM II II II
ь-б жу-dg * * * * 00 О -Ф 00 CD'«f I 000—CD CD in 1 I CO CM — CM — — — CM — J — CM CM CM -II —
i-s-z-g нэпо'аз *• * # » CD co 00 О СП'CD CD I CDoo —О [ I * * * * — CM CM CM — CM CM 1 CM CM CM 1 1 000 oooo — CO — CM
з-01 no’dg о оoo 'Ф minmoo mтг смm i । in co । । CM CM — — — — — — CM CM — 1 1 —— 1 1
Предел прочности при растяжении в кГ1мм2 ire -os Mir О Ю tn CM О О tn 1 О CM О CD || II || COCOCO co CO Tf 00 1 CO CO co CM II II II \
t-e MCV'dg » * — CM Г» CM — CM 00 CD — чГ CD 00 * * J | * * CD CD in m CD CD m m CD CD CD CD CON 1 1 00 00 Ю CD in co
i-s-z-g пополз * * * * — CD 1 CM — tn Tf — rf CD CD ( [ * * **. CM CM CM 1 CM CM CM CM CM CM CM CM CM » 1 Tf о xf 00 CM CO CM CM
s-о I no’dg in in О 00 <D CM 1 CDCMOON-CD^fCMCM | I О f| -7 COCOCOCO 1 CO CO CO CM CO CO CO CO 1 I COCO < 1 jrj 1 0
Количество присадок в вес. % ЁГ . tn CM CM 5? co ООО < . bt«cD cm 00 . co 0 0 , см -Ф co .Я5 ..° , ° | CD О О — | О — CM | CD О 0 || | _|_ | -|- < CD О CD CD О О О CD CD CD CM Ш Ш O.Q. °. °- °. 0’ o' o' О KJ • <ч л
Модификатор - -- ,,,L 1 ———. ^5 CJ ’й к X « S ° О <3 CX ci Кд, 5 H 0 «J ’ Ct 0 * * Q. 5 w ® ® 2^ . O’ H KJ У* X 3 co x H 00
Приготовление лигатур
123
ниобий, хром, молибден, вольфрам, бор. Эти элементы уже при малых
концентрациях (сотые и десятые доли процента) образуют с алюми-
нием тугоплавкие химические соединения, влияющие на формирование
первичной структуры сплава.
Структура алюминиевых бронз измельчается при действии пере-
численных выше элементов в случае, если бронзы содержат не менее /
0,1—0,2% железа.
Для измельчения структуры медных сплавов, не содер-
жащих алюминия, применяют те же модификаторы отдельно
и в комплексе с бором для образования тугоплавких боридов.
В качестве модификаторов, парализующих вредное действие приме-
сей висмута и свинца в медных сплавах, применяют цирконий, литий,
кальций и церий, которые образуют следующие тугоплавкие соедине-
ния: Са2РЬ (1110° С); СаРЬ (950° С); СеРЬ (1130° С), PbZr (2000° С),
Bi2Cl (883° С), BiCi (1525° С), В1С14 (1630° С), BiCl3 (1400° С), BiCa
(928° С) BiZr3 (1145° С).
ПРИГОТОВЛЕНИЕ ЛИГАТУР
Большинство лигатур приготовляют непосредственным сплавлением
легирующего компонента с основным компонентом и только в отдельных
случаях восстановлением легирующего компонента из какого-либо
соединения и одновременного сплавления его с основным металлом.
Медь—фосфор. Красный фосфор, входящий в состав шихты, за-
гружают в тщательно просушенный и нагретый до 50° С ковш, футеро-
ванный огнеупорной глиной. В ковше фосфор уплотняется деревянной
трамбовкой, обитой сукном, и засыпается сверху слоем сухих древесных
опилок толщиной в 2—3 раза больше, чем слой фосфора. Опилки также
уплотняют и на них кладут медную пластинку.
В подовой топливной или электрической печи под слоем флюса
(кальцинированная сода и плавиковый шпат) расплавляется и пере-
гревается медь до 1150—1200° С; поверхность меди очищают от шлака
и покрывают слоем хорошо прожженного, прокаленного древесного
угля. Подготовленная таким образом медь выпускается в ковш с фос-
фором на медную пластинку. После этого металл в ковше тщательно
промешивается стальным стержнем. Готовую фосфористую медь при
880—800° С заливают в плоские чугунные изложницы (плитки с боль-
шим числом пережимов), подогретые до 50—100° С.
Меднофосфористая лигатура хрупкая и легко колется на куски
нужных размеров.
При изготовлении лигатуры этим способом наблюдается значитель-
ный угар фосфора и обильное газовыделение.
Медь—марганец—алюминий. В расплавленную под слоем угля,
перегретую до 1200° С и раскисленную медь отдельными порциями вво-
дят марганец. Готовая лигатура тщательно перемешивается и разли-
вается в плоские открытые чугунные изложницы в виде тонких пластин.
Для понижения г азосодержания в лигатуре рекомендуется ее вторичный
переплав. При приготовлении тройной лигатуры медь—марганец—алю-
миний в расплавленную марганцовистую медь вводят алюминий. Перед
заливкой готовый сплав очищают обезвоженным хлористым цинком
или хлористым марганцем.
Медь—железо. В расплавленную под слоем древесного угля и
перегретую до 1300Q С медь при тщательном перемешивании отдельными
порциями вводят железо (в виде тонких пластин).
у*
124
Приготовление лигатур
Готовая лигатура достаточно вязкая, плохо ломается. По этой
причине ее или гранулируют (разливают тонкой струей в воду), или
заливают в открытые чугунные изложницы в виде тонких пластин.
Выплавку этой лигатуры обычно производят в электродуговых пе-
чах типа ДМ или в тигельных индукционных.
Медь—сурьма. В расплавленную под слоем древесного угля и
раскисленную фосфористой медью медь отдельными порциями при тща-
тельном перемешивании вводят сурьму. Готовую лигатуру разливают
в чугунные изложницы. Медносурьмяная лигатура очень хрупка и легко
колется на куски нужных размеров.
Медь—алюминий. Лигатуру можно приготовлять тремя спосо-
бами: 1) введением твердого алюминия в расплавленную медь; 2) введе-
нием твердой меди в расплавленный алюминий; 3) сливанием расплав-
ленных меди и алюминия.
Наибольшее применение в промышленности получил первый способ.
В печь одновременно загружают всю медь и примерно 15—20% алюми-
ния, входящего в состав шихты, и плавят под слоем хорошо^прожжен-
ного древесного угля. После расплавления в жидкий металл отдельными
порциями вводят предварительно подогретый остальной алюминий.
По второму способу в алюминий, расплавленный и перегретый
до 900° С, отдельными порциями вводят медь в виде небольших кусочков.
По третьему способу отдельно расплавляют всю медь под слоем
древесного угля и примерно 75% входящего в шихту алюминия. Рас-
плавленную и перегретую до 1150° С медь тонкой струей вливают
в расплавленный алюминий. Сплав перемешивают и в него постепенно
отдельными порциями вводят оставшийся алюминий.
Готовую лигатуру очищают обезвоженными хлористым цинком или
хлористым марганцем и разливают в чугунные изложницы.
Медноалюминиевая лигатура весьма хрупка и легко колется.
Медь—никель. Лигатуру получают сплавлением меди и никеля
под слоем древесного угля при 1200—1400° С.
Перед разливкой металл раскисляют марганцем (0,1% веса металла)
и дополнительно магнием (0,05% веса металла). После тщательного
'перемешивания лигатуру разливают в плоские открытые чугунные
изложницы. Затем еще горячие чушки лигатуры разбивают* на куски
нужных размеров.
Медь—кадмий. В расплавленную под слоем древесного угля медь
вводят предварительно подогретый кадмий. Тщательно перемешанный
сплав разливают в открытые плоские чугунные изложницы.
Медь—кремний. В расплавленную под слоем древесного угля и
перегретую до 1200° С медь отдельными порциями при тщательном пе-
ремешивании вводят кремний кусками размером 30—60 мм (каждую
порцию после полного растворения предыдущей).
Металл в печи тщательно перемешивают и разливают в чугунные
изложницы. При изготовлении лигатуры необходимо учитывать, что
она энергично растворяет железо. В связи с этим перемешивание ее
следует производить не железной, а графитовой мешалкой.
Лигатура очень хрупка и легко колется на курки нужных размеров.
Медь—магний. Лигатуру готовят в тигельных-, пламенных и ин-
дукционных печах.
В расплавленную под слоем древесного угля и перегретую до 1140—
1160° С медь отдельными порциями при тщательном перемешивании
графитовым стержнем вводят магний. После введения всего магния
/
Приготовление лигатур
125
готовый сплав тщательно перемешивают и разливают в открытые пло-
ские чугунные изложницы.
Медь—бериллий. В графитовый тигель загружают одновременно
все зашихтованное количество меди и бериллия, покрывают слоем
флюса (50% хлористого натрия, 50% хлористого калия) и нагревают
до 1100—1200° С.
Медь—бор. Лигатуру можно приготовить двумя способами.
1. Восстановлением бора из буры Na2B4O7 магнием и одновременным
сплавлением бора с медью при 1400—1500° С. Предварительно готовят
лигатуру медь—магний (60 : 40). Буру для ее обезвоживания переплав-
ляют. Лигатуру медь—магний и переплавленную буру измельчают до
кусков размером 2—3 мм и сплавляют в графитовом тигле при 1450—
1500° С. При шихтовке буры берут в 6 раз больше, чем магния в лига-
туре медь—магний. В процессе сплавления происходит реакция
Na2B4O7 + 6Mg = 6MgO + Na2O + 4В.
Бор сплавляется с медью и-в виде капелек сплава медь—бор оседает
на дно тигля.
2. Непосредственным введением в перегретую до 1250—1300° С
медь предварительно спрессованных тюбиков аморфного бора (2—3%)
с одновременным перемешиванием сплава.
Медь—цирконий. Лигатура может быть приготовлена двумя спо-
собами:
1. Восстановлением циркония из фторцирконата калия K2ZrF6
магнием и одновременным сплавлением с медью при —1400° С.
2. Растворением иодидного циркония в расплавленной меди при
1250—1300° С в вакуумных печах. Применять порошкообразный цир-
коний не разрешается.
Медь—хром. Лигатуру готовят двумя способами, непосредственным
сплавлением чистых металлов и алюминотермитным способом.
Первый способ. Лигатуру приготовляют в графитовом тигле
индукционной печи.
Вначале под слоем древесного угля расплавляется и перегревается
до 1400—1500° С медь. Медь раскисляют лигатурой медь—магний
(0,1% веса раскисляемого металла), затем вводят отдельными пор-
циями хром, предварительно измельченный на куски размером 2—5 мм.
Хром, завернутый в медную фольгу, погружают в жидкий металл
с помощью графитового стержня.. Этим стержнем расплавленный металл
тщательно перемешивают до полного растворения всего хрома. При
1300° С готовую лигатуру разливают в чугунные изложницы.
Второй способ. Алюминием восстанавливают хром из окиси
хрома и медь из медной окалины при высоких температурах, разви-
ваемых в результате протекающих реакций.
Исходными материалами служат измельченная и просушенная окись
хрома Сг2О3, измельченная медноалюминиевая лигатура, обожженная
и очищенная магнитной сепарацией от окислов железа медная окалина.
Составляющие тщательно перемешивают и в смесь дополнительно
вводят калийную селитру, необходимую для усиления термического
эффекта процесса.
Примерный состав смеси: 25% окиси хрома, 33% медноалюминиевой
лигатуры'(50/50), 40% медной окалины; 2% селитры. Смесь засыпают
в ковш, футерованный огнеупорной глиной, хорошо высушенный и
126
Плавка металлов и сплавов
прокаленный. На поверхности смеси делают небольшое углубление,
в него помещают завернутую в алюминиевую фольгу запальную смесь,
состоящую из 30 объемных частей селитры, 30 частей измельченной
медноалюминиевой лигатуры и 5 частей магниевой стружки. В фольгу
вместе с запальной смесью завертывают спираль сопротивления, ко-
торую подключают к индуктору или к электрической сети через транс-
форматор 12 в.
Заправленный ковш закрывают стальной крышкой с асбестовой
прокладкой. Включением тока зажигается запальная смесь, в резуль-
тате чего начинается термитная реакция шихтовой смеси в ковше.
Полученную лигатуру медь—хром разливают в чушки.
Медь—титан. Лигатуру готовят сплавлением в вакууме при тем-
пературе примерно 1600° С катодной меди и прессованных тюбиков
порошкообразного титана.
Алюминий—титан. В графитовом тигле расплавляется и перегре-
вается до 1000° С алюминий. В него при тщательном перемешивании
вводят смесь, состоящую из равных частей криолита Na3AlF6 и двуокиси
титана TiO2. Реакция протекает бурно с выделением большого коли-
чества тепла и белого дыма (пары фтора):
2ТЮ2+ 2Na3AlFe= 2Na2TiF6 + Na2O + А12О3;
2Na2TiF6 + 6А1 « 4NaF + 4F2 + 2TiAle.
После окончания реакции сплав перемешивают и разливают в чу-
гунные изложницы.
Для очистки от загрязнений лигатуру вторично переплавляют,
рафинируют и вновь разливают по изложницам,
ПЛАВКА МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ
МЕДЬ
Чистую медь в фасоннолитейном производстве применяют только
в исключительных случаях (для несложных по конфигурации отливок,
к которым предъявляют требования высокой электропроводности или
теплопроводности). Более сложные по конфигурации отливки (фурмы
доменных печей, задвижки и др.) получают из малолегированной
меди, т. е. меди с небольшими добавками (<: 1,0%) цинка, олова, свинца.
Если не требуется очистка (рафинирование), то плавку меди можно
производить в топливных, электродуговых или индукционных печах
с последующим тщательным раскислением металла.
При плавке в индукционных печах со стальным сердечником вна-
чале загружают и расплавляют под слоем древесного угля крупные
отходы, затем мелкие отходы и катодную медь. Расплавленную медь
раскисляют фосфористой медью (0,1—0,2% веса металла).
Медь, подлежащую рафинированию, плавят в топливных подовых
печах. После расплавления всей шихты с поверхности металла снимают
шлак, в печи создают окислительную атмосферу. В толщу расплавлен-
ного металла по стальным трубам,футерованным огнеупорной обмазкой,
подают воздух под давлением 5—6 ат\ происходит интенсивное окисле-
ние меди и ее вредных примесей. Окислы примесей (также и окислы
меди) переходят в шлак или улетучиваются.
Оловянные бронзы
127
Об окончании процесса окисления (удаления вредных примесей)
судят по технологической пробе. Открытая поверхность пробы должна
быть плоской, излом пробы — плотный, грубокристаллический, темно-
кирпичного цвета.
После окончания окислительного периода с поверхности расплав-
ленного металла снимают шлак, в печи создают восстановительную
атмосферу и приступают к «дразнению» — восстановлению окисленной
меди. В толщу расплавленного металла вводят сырые березовые бревна,
металл бурлит, капли металла, соприкасаясь с атмосферой печи, отдают
ей свой кислород.
Технологическая проба восстановленной меди имеет плотный шелко-
вистый излом бледно-розового цвета. Открытая поверхность такой
пробы имеет большое количество как бы мелких морщинок. Проба очень
вязка и ломается после надруба и значительного угла загиба.
Медь разливают по формам при температуре 1170—1190° С.
ОЛОВЯННЫЕ БРОНЗЫ
Оловянные бронзы изготовляют в топливных тигельных и подовых
печах и в дуговых и тигельных индукционных печах. Сначала в печи
загружают часть меди. После ее осадки, не дожидаясь ее окончательного
расплавления, загружают оставшуюся медь. Расплавленную и пере-
гретую до ИЗО—1150° С медь раскисляют, для чего в нее вводят при-
мерно половину расчетного количества фосфористой меди.
В раскисленную медь добавляют предварительно подогретые осталь-
ные компоненты сплава в следующей последовательности; вначале —
цинк, затем олово и последним свинец. Сплав перегревают на 80—100°
выше температуры заливки форм, тщательно перемешивают, очищают
от шлака и выпускают в ковш. В металл в ковше вводят оставшуюся
часть фосфористой меди, выдерживают в течение 5—10 мину после чего
разливают по формам.
Если в состав сплава входят никель или фосфор, то никель подают
сейчас же после расплавления меди в чистом виде или в виде медной
лигатуры, а фосфор — после расплавления всех составляющих сплава —
в виде меднофосфористой лигатуры.
При изготовлении сплавов из шихты, в состав которой наряду с пер-
вичными металлами входят паспортная чушка, лом и отходы, в первую
очередь расплавляют медь и паспортную чушку, затем загружают лом
и отходы. Остальные составляющие шихты (цинк, олово, свинец) вводят
в расплавленный металл в последовательности, указанной выше.
Плавку производят без покровов, или же под слоем хорошо прожжен-
ного, прокаленного березового угля или обезвоженного флюса.
При изготовлении сплавов в индукционных печах промышленной
частоты со стальным сердечником и вертикальными каналами вначале
загружают прессованные отходы и мелкую шихту. После расплавления
этой завалки, когда жидкого металла станет достаточно, в него осто-
рожно загружают медь и лигатуру тугоплавких компонентов сплава
(медь-никель и другие). Одновременно в печь забрасывают древесный
уголь. Затем осторожно, чтобы не повредить подовую часть (подовый
камень), вводят литники и паспортную чушку (предварительно пере-
плавленные отходы); последними вводят последовательно легкоплавкие
составляющие шихты: цинк, олово, свинец.
128
Плавка металлов и сплавов
84. Температура заливки оловянных бронз
Вес отливок в кг До 10 10—50 Более 50 р Средняя толщина стенок отливки в мм До г- 5 — 10 Более 10 5 — 10 10—20 Более 20 8 — 10 10—20 Более 20 — 1100 1050 1120 1050 1000 — 1050 — 1000 — 1050 — — 1160—1220 1150 — 1180 1170 —1200 1150 1120 — 1150 1180 — 1200 1150 — 1170 1100 — 1150 1180—1250 1160 — 1220 1150—1180 1150 — 1180 1140 — 1180 1100 — 1150 1150 — 1250 1150 — 1180 1100 — 1'150 1150' 1100 — 1150 1100 — 1120 1150 1100—1120 1100 1150 1100 — 1120 1100 1160 — 1220 1150 — 1200 1150 — 1180 1150 — 1180 1140 — 1180 1150 1150 — 1220 1150 — 1170 1100 — 1150 1160 — 1220 1150 — 1200 1150 — 1180 1150 — 1180 1140 — 1180 1150. 1150 — 1200 1150 — 1170 1100 — 1150 1160—1200 1150 — 1180 1140—1170 1150 — 1180 1100 — 1170 1100 — 1150 1150 — 1180 1120 — 1100 1100—1150 1170 — 1250 1150 — 1200 1100 — 1180 1170 — 1250 1150 — 1200 1120 — 1200 1180 — 1250 1 150 — 1200 1100 — 1200 1150-^1200 1150 — 1170 1120 — 1160 1150 — 1180 1120 — 1150 1100—1150 1150—1180 1140—1160 1100 — 1150 1 170—1250 1150 — 1200 1120 — 1 160 1170 — 1220 1150 — 1200 1100 — 1170 1180 — 1250 1 150—1200 1 120—1200^ — 1120—1170 1100—1150 1150 — 1180 1120 — 1150 1100 — 1150 1150 — 1200 1120—1150 1100 — 1150 1150—1200 1150 — 1170 1120—1160 1150—1180 1150 1100 — 1150 1150 — 1180 1140—1160 1100 — 1180 1150—1200 1150 — 1170 1120 —1160 1150—1180 1150 1 100 — 1150 1150 — 1180 1170 — 1160 1100 — 1180 1 Примечание. Температура перегрева выше температуры заливки оловянных б|»онз на 50 —100°.
Сплав 22- е о з с д
Свинцовые бронзы
129
АЛЮМИНИЕВЫЕ БРОНЗЫ
Сплавы плавят в тех же печах, что и оловянные бронзы. Для умень-
шения окисления алюминиевых бронз применяют флюсы.
При изготовлении алюминиевых бронз из первичных металлов в печь
вначале загружают медь. После расплавления и раскисления меди фос-
фористой медью (0,3% веса меди) в нее при тщательном перемешивании
вводят (в зависимости от состава сплава) никель, железо, марганец и
алюминий в виде медных лигатур.
При загрузке лигатуры алюминий—медь необходимо обеспечить
погружение ее в толщу металла под слой флюса.
При наличи в шихте отходов их загружают в печь вместе с медью
или погружают в расплавленный металл под слой флюса. Лигатуру
алюминий—медь вводят последней, когда вся шихта будет уже рас-
плавлена, при этом сплав тщательно перемешивают.
Металл нагревают до 1200—1250° С, а затем обязательно выдер-
живают под шлаком в течение 8—10 мин. После выдержки и удаления
шлака готовый сплав выпускают в тщательно просушенный и нагретый
ковш. В печи или в ковше перед заливкой форм сплав подвергают рафи-
нированию продувкой инертным или активным газом или введением
в толщу его при помощи колокольчика обезвоженного хлористого мар-
ганца (0,05—0,1% веса металла). После рафинирования сплав в ковше
выдерживают около 5 мин до прекращения газовыделения.
При изготовлении алюминиевых бронз в индукционных печах про-
мышленной частоты со стальным сердечником загружают медь и
тугоплавкие компоненты: никель, железо, марганец в виде медных ли-
гатур.
Медноалюминйевую лигатуру в этом случае вводят в печь не после
расплавления всей шихты, а под тяжелые отходы, что обеспечивает
погружение ее в толщу расплавленного металла.
Целесообразно в шлак для его разжижения и тем самым понижения
содержания в нем запутавшихся корольков металла вводить криолит.
Плавка марганцевых и кремнистых бронз аналогична плавке алю-
миниевых.
СВИНЦОВЫЕ БРОНЗЫ
Высокосв и нцовые бронзы готовят обычно в электр одуговых печах
типа ДМ или в тигельных (топливных и индукционных) печах, в гра-
' фитовых тиглях.
При изготовлении этих сплавов учитывают их высокую склонность
к ликвации, которая проявляется не только при их затвердевании,
но и в жидком состоянии lip и высоком содержании свинца.
В разогретые (более 700° С) тигель или печь загружают флюс или
древесный уголь и всю медь. После расплавления медь раскисляют
фосфористой медью (0,1—0,2% веса меди). В раскисленную медь от-
дельными порциями при тщательном перемешивании вводят предвари-
тельно подогретый свинец.
Если в состав сплава входят никель и марганец, то их загружают
в расплавленную медь до введения свинца. Олово подают после свинца.
После расплавления всех компонентов в металл вводят вновь фос-
фористую медь (0,1% веса металла). Готовый сплав тщательно переме-
шивают и заливают в металлические формы, которые при и после за-
ливки тщательно охлаждаются распыленной водой.
5 395
130
Плавка металлов и сНлавов
Высокосв и нцовые бронзы с 22—30% свинца обычно заливают на
стальной вкладыш для получения биметаллических втулок.
Более равномерное распределение свинца в сплаве достигается двой-
ной переплавкой: сплав разливают в водоохлаждаемые или простые
чугунные изложницы, а затем полученные таким образом чушки вновь
расплавляют и лишь после этого заливают металл в формы.
Для уменьшения ликвации свинца в сплав часто вводят до 1%
никеля, сурьмы или серы, фосфора и др.
СУРЬМЯ НО-НИ КЕЛ ЕВ ЫЕ БРОНЗЫ
Эти бронзы плавят в тех же печах, что и остальные бронзы.
В печь загружают всю медь вместе с никелем или медно-никелевой
лигатурой. Плавку ведут под слоем древесного угля при слабоокисли-
тельной атмосфере печи (в случае применения пламенных печей). В рас-
плавленный и перегретый примерно до 1250° С металл вводят для рас-
кисления фосфористую медь (0,2%). Металл перемешивают и в него
загружают сурьму или лигатуру медь—сурьма, после этого расплавлен-
ный металл вновь перегревают до 1250—1270° С и в него повторно
вводят фосфористую медь (0,1%).
Сплав в процессе плавки сильно газонасыщается, а поэтому перед
заливкой в формы дегазируется.
МНОГОКОМПОНЕНТНЫЕ ЛАТУНИ
Для плавки свинцовых латуней наряду с индукционными печами
промышленной частоты со стальным сердечником применяют тигельные
печи (топливные и индукционные), а также и подовые топливные печи.
Применение последних нежелательно из-за высокого угара цинка,
особенно, если в состав сплава не вводят компоненты, образующие на
поверхности расплавленного металла прочную защитную окисную
пленку, например алюминий.
Нецелесообразно применять для плавки латуней электр©дуговые
печи, так как в районе дуги будет большой угар цинка.
При изготовлении-латуней в индукционных печах промышленной
частоты со стальным сердечником из шихты, состоящей из отходов и
относительно небольшого количества первичных металлов, приме-
няемых для подшихтовки, рекомендуется следующий порядок плавки.
Вначале загружают и расплавляют отходы, затем вводят медь и за
5—8 мин до заливки форм предварительно подогретый цинк и последним
свинец.
При приготовлении в этих же печах латуней из первичных металлов
вначале одновременно загружают медь и цинк (25% от общего веса),
затем остаток меди, потом остаток цинка и последним свинец.
При плавке в тигельных печах вначале загружают древесный уголь,
тяжелые отходы и медь. После расплавления загружают предвари-
тельно подогретый цинк и последним свинец. Не допускается сильный
перегрев металла перед введением в него цинка.
Плавка латуней во всех печах ведется под слоем хороша прожжен-
ного и прокаленного древесного угля или флюса. Положительные
результаты дает добавка в печь криолита, который заметно разжижает
шлак и тем самым уменьшает количество металла, запутавшегося в нем.
131
85. Температура заливки безоловянных бронз и многокомпонентных латуней
М ноевкомпонентныв латуни
r.iBirfr/ 'и. .11. .1 I I I...
' Вес отливок в кг Более 50 Средняя толщина стенок отливок в мм Более 20 о о о о о о о m m m m о о m —< —« см СМ —4 •—< «м —« —< —< —* О —’ О 1 1 1 ( I 1 О ! о II 1 1 1 1 — 1 О ОООООО—‘О—’ о о о о из m о , о w-e *“• **“4 4
10 — 20 0 о 1 о loo О 1 О 1 О I о 1 о ° ООО 000 00 00 ОО ОО ОШ От *7 LQ—4 т —< —< 00 СМ 00 см о—< оо -4-• -4 4--Ч 4- — -4 — о— о ю СП
о гн ОО о о о о 1 о 1 о о О О О О От От Ш I 1 СМ СМ СМ СМ О СМ О СМ —’ 1 1 —• —ч —ч см — СМ —’
10 — 50 Более 20 о 1 О 1 о 1 о 1 о 1 о 1 о 1 О О 2 О«л от ОШ от оо оо о m о . о—• . о — 'о—> о—* тем тем о—• о ] 2^ 2~ ~ о т СП
10-20 о о о о 1 о 1 о 1 О io о т т т т оо оо от от о —> —< —« —< 00 СМ 00 СМ О—• оо о «мН w-4 wM i—K
о ч—4 1 1Л о о 1 О 1-0 1 О 1 о о о осоототот j i i см CM 00 см о см о см о см < I 1 —ч _ —< —< СМ —’ СМ —’ СМ — --4 —4 ——4 —1 1
о Более 10 о 1 о 1 О 1 о 1 о 1 о 1 О О. 1 О 2 от от от от оо оо о от , о —’ О—4 О—< о—< 00 СМ 00 СМ —1 оо 1 „ -- -- -- -- ~~ ~ 2~ о оо СП
I 5-10 1 о 1 о 1 о 1 О 1 о 1 о о ооо ооо ооо ооо от от т । i со —’ со —< оо —< т —< о см о см —< 1 1 —' —• —< •— —' —’ —’ —’ СМ —• см—< —«
До 5 О О о 1 о 1 О 1 о ооо от ооо ооо । I । см см с4 о см т см т см I 1 1 —' —’ —4 СМ —’ СМ —4 СМ —4
Марка сплава т —Г 10 « Т 2 7 ~ см 2 2 10 5 2 -6 ~ 2 - <? ОчСХСиСХСьСиСХСХЛ
132
Плавка металлов и сплавов
Продолжение табл, 85 гм а М0ЯИ1ГЮ ээд . Более 50 Средняя толщина стенок отливок в мм Более 20 ООООООСООО Ш co О О ОО О lO m 04 ю — — о о о о о о о о *— o ooooodddo о m m m m m m co co 00 •— — CD CD CD CD CD CD CD O 1 г-К Примечав и е. Температура перегрева выше температуры заливки бронз на 50 —100° и латуней на 30—80°.
10—20 o goo i t i 10 । 2 ю ю , I Го Io lo° Io — 2 ° Io AO Ot^- OO О 04 О m 1 . OO 2 m CO —< in 04 oo OO 1 I 2o 7~ ZT 2~ о 2-0 i i g- 2- § £ 3 g
о Г-4 . 1 00 о I I I i i I I 1 1 s IO Io Io IO io Io Io Io 1 о OO 0 04 OO OO 0 04 000 OO OO OO 1 in 04 00 04 O’— O — 00»— OO in—I Щ — in — 1 *—•— «— •— О —1 O’— О —< О—1 O«—< О O’— о CD
10— 50 Более 20 о о о О о о 2 . ooomoooi2 | о о О оо О О О о о ° от оо 7 ? 7 7 ’Т — • — 7 27 7 I I 1 1 1 1 1 1 7’-чооооооо2 тттттоооо2 CD CD <Л О О о ’-°
10—20 О О о о о ..сч о . т т , т 1 о 1 о 2 ° 7 । о ° ° 1 о ° on оо , о . от 7 7 от 7 т — . т 04 | о | о о | | о о | 7*~' 7’"* О — о 2’”" О О О’— о 00 00 00 00 СО о о о сл о
5—10 о 1 О 1 о 1 о 1 о 1 О 1 о 1 о 1 О 1.3 N- 004 ON оо оо оо оо оо оо от — ооо4 то о — о —<т •— т — о— т— оо •— — •— О— О’— О — о— о— о— о— о —<
До 10 Более 10 о о о о о о о . о о . оооот о 1 о ° ° 1 о о о ° ° ° т о со 7 7 от 7 7 7 7 7 7 27 1 1 §2 । । II । ^.ООДООООО оо оо т оо т со т СЛ СЛ СЛ CD CD CD СЛ
5—10 О 1 о 1 О 1 о 1 О loo О 1 о 1 о ° ооооотооооот т от ооо 7 то4 тсч оо оо т— о о оо оо о— О— о— — — О’— о— ' _ _ _ _ _ _ _ о оо CD
До 5 1 о 1 ( s® 1 .1 1 I I I 1 ^7^ ’•*"* х
Марка сплава 04 С4 - i 5 7 S3 1 СО t- g in 4* 2 mS Д И- 7 6 04 й- О Й 2 В col °° СО § Q W °°*о Sf ЕГЯ-ЕГаГ U (i X
Никель и его сплавы
133
Прочие многокомпонентные латуни плавят в тех же печах, что и
свинцовые латуни, а последовательность плавки аналогична описанной
и отличается только введением.новых, по сравнению со свинцовой ла-
тунью, легирующих компонентов.
Кремнистые латуни плавят без защитного покрова. Не рекомен-
дуется применение ни древесного угля, ни флюсов. При изготовлении
этих латуней из шихты, состоящей из первичных металлов, вначале
расплавляют медь. В расплавленную и раскисленную фосфористой
медью медь отдельными порциями при тщательном перемешивании
вводят кремний в виде меднокремниевой лигатуры. После растворения
кремния в расплавленный металл загружают отдельными порциями
предварительно подогретый цинк и последним, если готовят кремне-
ч свинцовую латунь, свинец.
При шихте, состоящей из паспортной чушки, отходов и первичных
металлов, рекомендуется следующий порядок ведения плавки. В печь
загружают паспортную чушку, отходы и медь. После расплавления
с поверхности жидкого металла снимают шлак и вводят меднокремние-
вую лигатуру, после ее растворения цинк и последним свинец.
Кремнистые латуни хорошо растворяют железо, поэтому, чтобы ис-
ключить загрязнение сплава железом, металл в печи и в ковше переме-
шивают не стальными, а графитовыми мешалками.
Плавку алюминиево-железо-марганцевых латуней производят'
под слоем хорошо прожженного и прокаленного древесного угля
или под слоем флюса. Процесс плавки аналогичен процессу плавки
алюминиевых бронз.
При плавке латуней из первичных металлов и лигатур в топливных
подовых печах вначале расплавляют медь. Расплавленную медь рас-
кисляют фосфористой медью (0,10—0,20% веса раскисляемого металла).
После раскисления медь выдерживают 10—15 лшн,и в нее при тщатель-
ном перемешивании вводят медномарганцевую лигатуру. Металл в печи .
перегревают до 1150—1200° С; затем обогрев печи прекращают, и
в расплавленный металл загружают отдельными порциями медноалю-
миниевую лигатуру, а потом цинк..
Вновь включают обогрев печи, металл перегревают примерно до
1200° С. Затем обогрев печи прекращают, готовый сплав выдерживают
20 мин^ после чего его выпускают в разливочный ковш.
НИКЕЛЬ И ЕГО СПЛАВЫ
Плавку никеля производят в индукционных -тигельных и каналь-
ных со стальным сердечником печах. В отдельных случаях плавят
никель в тигельных топливных печах. Футеровка печей основная.
При плавке в графитовых тиглях тигли изнутри футеруют магнезитовой
обмазкой.
Плавят никель под слоем стекольного боя, который вводят в печь
одновременно с шихтой в количестве 2% веса последней.
После расплавления и перегрева до 1550—1650° С никель раскис-
ляют комплексными добавками: 1)0,05% углерода + 0,2% алюминия +
+ 0,07% магния; 2) 0,3% марганца + 0,15% кремния + 0,05% ма-
гния. Углерод вводят в металл в виде 2% никелевой лигатуры. Раскис-
ление производят либо в печи, либо в разливочном ковше. Применяют
и такой способ раскисления: первые две, составляющие комплексных
раскислителей вводят в металл в печи, а магний вфазливочный ковш.
134 Плавка металлов и сплавов
Металл после раскисления перемешивают и выдерживают в течение
5—10 мин для лучшего удаления продуктов раскисления. Заливают
металл в формы при 1580—1590° С.
Сплав монель плавят в тех же печах, что и никель. Вначале одно-
временно загружают и расплавляют под слоем флюса (бой стекла)
никель, медь,.железо и отходы. В расплавленный металл одновременно
вводят марганец и кремний в виде медных лигатур. Сплав перегревают
примерно до 1550° С и предварительно раскисляют его углеродом.
После выдержки в течение 5—10 мин сплав выпускают в ковш, где его
окончательно раскисляют магнием. Металл заливают в формы при
1500—1530° С.
Плавка прочих сплавов, в которых никель является основным ком-
понентом, аналогична плавке монеля и только незначительно отличается
от последней. Алюминий вводят в расплавленный металл вместе с мар-
ганцем и кремнием. Хром загружают в расплавленный металл (в «бо-
лото» индукционной печи со стальным сердечником) первым.
Плавку медноникелевых сплавов (мельхиора, нейзильбера) про-
изводят в тех же печах, что и никеля. Однако при плавке этих сплавов
допускается применение в качестве защитного покрова хорошо про-
каленного древесного угля. Возможна плавка в обычных (без магнези-
товой обмазки) графитовых тиглях.
В печь одновременно загружают медь,хникель и отходы. В расплав-
ленный металл вводят цинк и последним свинец. Раскислителями
служат марганец, углерод или магний.
Металл заливают в формы при 1250—1280° С.
ЦИНКОВЫЕ, ОЛОВЯННЫЕ И СВИНЦОВЫЕ СПЛАВЫ
Плавку сплавов типа ЦАМ производят в тигельных топливных
и тигельных электрических печах сопротивления, реже в индукционных
печах промышленной частоты со стальным сердечником.
В хорошо разогретую печь загружают одновременно переплав
отходов, алюминий, медноалюминиевую лигатуру и большую часть
цинка. Все это засыпают хорошо прожженным и прокаленным древес-
ным углем. После расплавления и перегрева до 450° С металл тщательно
перемешивают и догружают оставшимся цинком. Магний вводят в сплав
непосредственно перед разливкой при помощи дырчатого колокола.
Готовый сплав рафинируют хлористым цинком или хлористым
аммонием.
Плавку ведут при 460—480° С. Перегрев сплава выше 480° С не
допускается вследствие излишнего окисления и газонасыщения.
Оловянные сплавы плавят в печах сопротивления или в топливных
печах с чугунными или стальными котлами.
В котел загружают все расчетное количество сурьмы медносурь-
мяной лигатуры и примерно одну треть олова. Все это. засыпают
хорошо прожженным и прокаленным просеянным древесным углем.
После расплавления и перегрева до 600—700° С с поверхности металла
снимают шлак и вводят в сплав свинец, если последний входит в состав
шихты, а затем оставшееся олово. Переплав подают в расплавленный
металл до свинца. Эти составляющие шихты вводят в расплавленный
металл отдельными порциями при тщательном перемешивании и тем-
пературе 500—550Q С. Сплав выдерживают 10—15 мин, снова переме*
шивают, снимают шлак и подают на заливку форм при 425—450°
Контроль качества жидкого металла
135
Свинцовые сплавы плавят в тех же печах, что и оловянные.
При изготовлении этих сплавов из первичных металлов и лигатур
в котел загружают всю сурьму, лигатуру медь—сурьма, никель, если
последний входит в состав сплава, в виде лигатуры медь—никель—
сурьма и часть свинца или переплава. Плавку ведут под слбем дре-
весного угля. В расплавленный и перегретый до 600—700° С метадл
вводят в несколько приемов при тщательном перемешивании остав-
шиеся переплав, свинец, олово, кадмий и мышьяк, если последние
входят в состав сплава.
После снятия шлака сплав подают на заливку форм при 500—550° С.
КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ЖИДКОГО МЕТАЛЛА
Химический состав сплава проверяется систематически от каждой
плавки. Пробу, обычно прямоугольный брусок, специально залитую
в чугунную форму, подвергают анализу аналитическим методом или
методом спектрального анализа. Только после получения результатов
химического анализа сплав можно передавать на дальнейшую обработку.
Способы отбора проб, методы анализа, компоненты и примеси, опреде-
ляемые при контроле химического состава, устанавливаются соответ-
ствующими ГОСТами, ТУ или заводскими нормалями.
Температура расплавленного металла измеряется пирометрами:
оптическими, радиационными и термоэлектрическими (термопарами).
Оптические и радиационные пирометры применяют редко из-за больших
погрешностей вследствие неоднородности свечения (яркости) поверх-
ности струи большинства медных сплавов, в особенности содержащих
цинк.
Наиболее надежные результаты показывают термоэлектрические
пирометры погружения, которые в основном и применяют для замера
температуры сплавов тяжелых цветных металлов.
При работе с термоэлектрическим пирометром необходимо следить,
чтобы не было сильного нагрева холодного спая, так как в этом слу-
86. Характеристика термопар
Материал термоэлементов Условное обозначение термопар Верхний предел измеряемых температур в °C при пользовании Сплавы
длитель- ном кратко- временном
' Хромель- алюмель ТХА 1000 1300 Цинковые, лату- ни и бронзы
Хромель- копель тхк 600 800 ♦ Цинковые, свин- цовые и оловянные
Платина- платинородий ПР 10/0 ПРЗО/6 1300 1600 Никелевые, ла- туни и бронзы
136
Контроль качества жидкого металла
чае показания температуры будут ниже действительной.
Наиболее стабильной величиной э. д. с. обладают хромель-алюмеле-
вые и платина-платинородиевые термоэлементы.
Рабочий конец термопары, погружаемой в расплавленный металл,
обычно защищен от воздействия металла и шлака наконечником из
кварцевой трубки или значительно реже из стального жаропрочного
колпачка. S
87. Продолжительность прогрева кварцевых защитных трубок
при измерении температуры медных и никелевых сплавов в сек
Толщина стенки кварцевой трубки в мм При внутреннем диаметре трубки в мм
3 4 5
0,2—0,4 4—5
0,5—0,6 6—9 7 — 10 9—11
0,7—0,9 ' 10 — 14 11 — 15 12 — 16
1,0 —1,2 —— 14—18 15—20
Конструкции рабочего конца термопар для измерения температуры
медных и никелевых сплавов приведены на рис. 46. Кварцевую трубку 7,
надетую на рабочий конец термопары, скрепляют с остальной ее частью
при помощи обмотки из асбестового шнура 2, покрытой огнеупорной
обмазкой 3 (жидкое стекло и др.), или блок-гайки 4 из графита или стали.
Рис. 46. Конструкции рабочего конца тер-
мопар
Перед погружением в металл кварцевая трубка окрашивается тонким
слоем графитовой краски или другим покрытием.
Более высокой стойкостью, чем кварцевые трубки (8—10, 10—15
погружений), обладают защитные наконечники из боридов циркония^
хрома, молибдена, нитридов кремния и титана, карбида титана, а также
из керметов и молибдена. Стойкость защитных чехлов из этих материа-
лов 100—500 погружений, продолжительность прогрева 12—15 секл
из молибдена 8—9 сек,.
Контроль качества жидкого металла
137
88. Пробы для контроля механических свойств медных сплавов
Примечание. Пробы 4,8 в основном применяют для алюми-
ниевых бронз и латуней; пробы 1, 2, 5 — 7 — для оловянных бронз
и кремнистых латуней.
Жидкотекучесть сплавов определяют с помощью технологических
проб.
Спиральная проба (рис. 47), как и другие технологические пробы,
дает сравнительные результаты жидкотекучести
постоянных условиях. При заливке пробы
необходимо особенно тщательно соблюдать
постоянство всех параметров: свойства и
степень уплотнения формовочной смеси, тем-
пературу перегрева металла, напор металла
и др. Только в этом случае полученные
результаты будут сравнимы.
Жидкотекучесть определяют по длине
залитой спирали.
Газонасыщенность. Степень газон асыщен-
ности расплавленного металла определяют
различными технологическими пробами.
В акуумпроба. От плавки в малень-
кий тигелек берут (зачерпывают) пробу рас-
плавленного металла. Тигелек с. Металлом
помещают в стальной цилиндр с гермети-
чески закрывающейся крышкой. Цилиндр
подключают к вакуумнасосу и в нем создают
разрежение 200—300 мм рт. ст. Под этим
металлов при прочих
Рис. 47. Спиральная
проба
разрежением металл выдерживают до полного его затвердевания.
Затвердевшую пробу разрезают пополам вдоль (по высоте). Пло-
скость разреза обрабатывается острым резцом на токарном станке.
По характеру распределения и размерам газовых раковин судят о сте-
138
Контроль качества жидкого металла
пени газонасыщенности металла. Чем больше в металле было растворено
газа, тем крупнее будут раковины в разрезе вакуумпробы. Еще до раз-
реза можно судить о степени газонасыщенности металла по виду от-
крытой поверхности вакуумпробы. Вогнутая поверхность характерна
для малой степени газонасыщен-
ности, а выпуклая для повышен-
ной. Чем больше выпуклость от-
крытой поверхности вакуумпробы,
тем выше степень газонасыщенности
металла.
Эту пробу применяют для каче-
ственной оценки степени газонасы-
щенности сплавов, не содержащих
легкоиспаряющиеся компоненты
(цинк) или содержащих компо-
ненты, образующие прочные за-
щитные окисные пленки (алюми-
ний, кремний и др.).
Рис. 48. Открытая графитовая
форма
Открытая графи то-
вая форма. Расплавленный
металл заливают в открытую гра-
фитовую формочку (рис. 48), в которой он и затвердевает под атмо-
сферным давлением в виде лепешки.
При остывании металла на его открытую поверхность через окисную
пленку пробиваются пузырьки газа, выделившегося из раствора. Эти
пузырьки на открытой поверхности пробы оставляют след и после пол-
Рис. 49. Проба на «рост» металла
ного ее затвердевания. При сильно газонасыщенном металле на поверх-
ности пробы располагаются редкие, но крупные пузырьки; при несколь-
ко меньшей, но все же значительной газонасыщенности поверхность
пробы будет шероховатой от большого количества мелких пузырьков,
напоминающих булавочные уколы. При затвердевании металла, прак-
тически не содержащего растворенного газа, поверхность пробы будет
чистой.
Присутствие в сплаве цинка сильно искажает вид открытой по-
верхности пробы в результате выделения газа. По этой причине эта
Контроль качества жидкого металла 139
проба не может быть рекомендована для определения степени газонасы-
щенности оловянно-цинковых бронз и латуней.
Проба на рост металла (рис. 49). Пробу применяют
•для контроля степени газонасыщенности кремнистой латуни. Расплав-
ленный металл заливают в хорошо прокаленную форму при 980—1000° С.
О степени газонасыщенности судят по наличию вздутия, выпотов? на
открытой поверхности пробы при охлаждении металла.
Газонасыщенность медных и никелевых сплавов количественно
оценивают на установках газового анализа, работающих по принципу
удаления (экстрагирования) газов из образцов при их нагреве или рас-
плавлении в вакууме (1 • 10"24-1 • 10"4 ат), с последующим определением
объема и состава выделившихся газов.
Глава V. ФОРМОВОЧНЫЕ И СТЕРЖНЕВЫЕ СМЕСИ
Расход свежих формовочных материалов на 1 т годных отливок
из сплавов тяжелых цветных металлов составляет примерно I'm. При
расчетах принимают объемный вес неуплотненной формовочной и стерж-
невой смеси равным 1,2 т1м?\ уплотненной формовочной смеси 1,6 т!м?
и уплотненной стержневой смеси 1,8 /rf/м8.
89. Песчано-глинистые формовочные смеси
Смесь Состояние формы Зерновой Состав песчаной основы Состав смеси в об. % а .'
Отработанная смесь i Свежие материалы (глина и песок) Мазут (сверх 100%)
Единая Сырая Сухая 01 88,5 — 92 60—70 11,5—8 40—30 1-1,5
Облицовочная Сырая Сухая 016 76—74 68 24—26 32 0,7 или 0,7 патока
Наполнитель- ная Сырая Сухая 01 95 — 100 95 — 100 5,0—0 5,0—0
Смесь Г азопроницаемость во влажном состоянии Предел прочности- при сжатии во влажном состоянии в кГ/см2 1 Предел прочности при растяжении в сухом состоянии в кПсм* Влажность в % Содержание глини- стой составляющей, в %
Единая 30—50 30—50 0,3 —0,5 0,4—0,6 0,8 —1,2 4,5—5,5 5,5—7,0 8 — 10 8 — 12
Облицовочная 50 30 0,7—0,8 0,6—0,7 0,8 —1,4 5,0—5,5 7,0—8,0 8 — 12 10 — 15
Наполнитель- ная 30 30 0,25—0,5 0,35—0,6 — 4,0—6,0 6,0—8,0 00 00 1 1 |М4 Им* too
Формовочные и стержневые смеси
141
90» Формовочные цементные смеси
Применение Крупные отливки (более 1 т) Бронзовые отлив- ки (арматура) Отливки из мед- ных сплавов
Свойства h Н 1ЧИ(1оф ИИНЕЯЭЙ'ЙЭЯХВЕ 4iooH4if эхиж it otfodn О 00 1 о 1 1 СО 1 О СО Ю СО
зоной он ‘t BHHBHotfdoHiue oirooii qioowoBliHHodiioeEj о о о о Ю СЧ —< СЧ
Предел прочности при сжатии zWo/jx а , кин -Eaotfdoai.ee oiroon ю ю со сч со о ю со ~
zwoJjx а иинкохэоэ понжшга он со сч сч о о" о — о о о о о
00 нои ОН ‘ИИНИОХЭОЭ ИОНЖВ1ГЯ оа aioowoBlTHHodnoeEj 3> о о . о xf О 00 ш сч •—< сч ё) . S к
% а чюонжщгд sr ООО (V - . . ' ь о ю ю I I 1 ® 0.0 о Q . IO о' О
Состав смеси в об. % 009— OOfr и я dun iHOwalito'HBirxdoH 2 оо » . 2 : ® ь. <о с . -• - - - ф
чооиэ HBHHBiopadio X £ й со О О 1 о , СО о 1 в ГО X
S30M яоээц 4 30—32 32 — 33 t
I
91. Стержневые смеси
9 Состав смеси в об. % Предел прочности в кГ/см2 л ь о о 2
Класс стержней Отработан- ная смесь Кварцевый песок Глина Связующие 1 (сверх 100%) Сульфитно- спиртовая барда (у « = 1,27 г/см*) Влажность в % Содержание глинистой составляю- щей в % при сжатии во влажном состоянии А при растяже- нии в сухом состоянии <и W Cf S я о а. с о сП а U
] II III IV V Стержни 2, изготовляе- мые в горя- чих ящиках 30 — 35 20—60 100 97 97 — 96 61—67 80 — 40 100 1; « | { J | со со Льняное масло или натураль- ная олифа - 1,0 —1,5 4ГУ (в) или (п) 2,5—3,0 П 2 — 3 4ГУ (п) 3 — 4 ГТФ или КТЗ—5 Канифоль 3—4 КТ 3,5—4 ГТФ 2 — 3 КТ 1,5-2 СП 4 — 5 СБ 4—5 Мелясса 2—3 Мелясса 2 — 3 СП 4—5 СБ 4—5 Фенолоспирт 2,8—3,5 Керосин 0,5—0,6 ьэ ГО to to •— СП Ю to го [ 1.1 1 I I 1 М И 1 1 1 1 ОО ГО ГО >— оооо 4S. сл спел 2—3 3—4 3 — 4,5 4—6 5—6 1,2- -2,2 До 2 3 — 5 4—6 6 — 8 • 8 — 12 0,03—0,06 0,06—0,10 0,10—0,16 0,16—0,30 0,30—0,50 0,03 — 0,04 7 — 10 5—7 3,5—6,0 2 — 3 1—2 15—20 120 90 90 70 60 170/150 •
1 В смесях можно использовать только одно из указанных связующих.
2 Вес до 6 кг, средние габаритные размеры 450X300X250 мм.
* В числителе газопроницаемость сырого образца, в знаменателе ₽= сухого.
92. Быстросохнущие смеси с жидким стеклом
2
Состав смеси в об. % Газопроницаемость во влажном состоянии Предел прочности в кГ/см2 Влажность в % Содержание глинис- той составляющей в % Применение
Кварцевый песок Отработанная формовочная смесь t Глина Добавки (сверх 100%)
Жидкое стекло 1 Едкий натр 2 Мазут Раствор би- тума в уайт- спирите при сжатии во влажном состоянии при растяже- нии в сухом состоянии
95 — 97 50—70 79,4 96,5 1 Г 2 Г ианием (см. та( 50 — 30 15,6 % [лотност Елотност Пр приме 5лицу 9 5 — 3 5 3,5 ь 1,46- ь 1,07. и м е ч < ня ют к 3). nocj 5—7 5—7 5,7 6,5 -1,52 г/с а н и е. раску . ie окра! 1 • 1 1,2 1,3 :м3, мод Стержн № 10, а пивания 0,5 0,2—0,5 1 1уль 2,6 — и после зг для кру стержни 1,55 2,0 2,7. атвердев пных, о сушат 150 100 100 120 ания ок крашив при 15( 0,2—0,8 0,25 — 0,35 0,16—0,22 0,09««₽0,12 ращивают. Д аемых кисть к )—200° С. 15 f 10 4 — 8 . 2,5 ля мелк з или 3,5 —4,5 3,8 —4,8 2,6—3,2 их стержне! пульвёриза: 3 — 7 3 — 7 окрап гором, Облицовочная формовочная смесь. На обли- цовочный слой после затверде- ния наносится краска № 9(см. таблицу) Краска до сборки формы поджигается и таким образом сушится Для стерж- ней, подвергае- мых тепловой сушке Для стерж- ней, продувае- мых углекис- лым газом 1иваемых оку- краску № 11
w
Формовочные и стержневые смеси
93. Состав формовочных и стержневых красок в об. %
№ по пор. Молотый тальк Гра- фит Бентонит Прочие компоненты Вода
1 — 54,4 3,4 Пектиновый клей 3,0 Мылонафт 0,2 39,0
2 17,0 (кокс) 17,0 3,7 Маршалит 34,0 Пектиновый клей 3,4 Мылонафт 0,2 24,7
3 61., 1 —- 3,9 35,0
4 31,0 30,0 3,0 Мелисса 3,0 33,0
5 46,3 \ Декстрин 1,8 Глина 2,1 49,8
6 47,1 6,7 Декстрин 3,6 42,6
7 - 82 Глина 8 — 10 Сульфитно-спиртовая барда ** 10—8 25—30 *
8 92 — 94 — Глина 8—6 Сульфитно-спиртовая барда ♦♦ 0,6 25—30 *
9 32,5 — Авиационный бензин 54 Лак 64 — 13,5 •—
10 40,0 —, — Поливинилацетатная эмульсия 10,0 50
11 40,0 Поливинилацетатная эмульсия 30,0 30,0
* Сверх 100%. ** Плотность 1,2 г [см*. •
Глава VI. ЛИТНИКОВЫЕ СИСТЕМЫ. №И®ЫЛИ
..... II mill Illi. Mil 'и iiii.ih. .
ТИПЫ литниковых СИСТЕМ
Литниковые системы в зависимости от способа подвода металла в по-
лость формы подразделяют на 5 основных групп: верхние (дожде-
вые), боковые, нижние (сифонные), комбинированные, вертикально-
щелевые. ~ _
При выборе литниковой системы необходимо учитывать свойства
сплава, вес и конфигурацию отливки, свойства формовочных материалов,
условия заливки и т. д. *
Правильно выбранная литниковая система должна обеспечить:
1) спокойное, безударное поступление металла в полость формы;
2) хорошее заполнение металлом всей полости формы;
3) заданную направленность затвердевания металла в форме;
4) невозможность проникновения в полость формы различных вклю-
чений (шлака, формовочной смеси);
5) наименьший расход металла на литники.
94. Типы литниковых систем
Литниковая система
Примерное назначение
I. Простейшей конструкции без
боковых прибылей
/ — стояк; 2 — шлако-
уловитель; 3 — питатель
Отливки из оловянных бронз
весом до 100 кг без термических
узлов в местах подвода металла
или с узлами, которые питаются
от прибылей, не связанных непо-
средственно с питателям» (корпу-
сы подшипников, сальников, на-
сосов, поплавковых камер, задви-
жек, кранов, фильтров, кингсто-
нов, цилиндров; пробки, крышки,
направляющие аппараты, распреде-
лители; детали теплообменных ап-
паратов, холодильников, испарите-
лей; маховики, штурвалы и т. п.)
146
Типы литниковых систем
Продолжение табл, 94
Литниковая система
Примерное назначение
2. С гидравлическим затворам и
прибылями
Отливки из оловянных бронз
весом более 10 кг с термическими
узлами по пути подвода металла,
подвергающиеся круговой механи-
ческой обработке, работающие под
гидравлическим давлением (кор-
пусы насосов, задвижек, кранов,
кингстонов; горизонтальные плиты
всевозможных конструкций и т. п.)
1 — стояк? 2 — шлакоуловитель;
3 — гидравлический затвор; 4 —
соединительный канал; 5 — при-
быль; 6 — питатель
3. Дождевая
А-А
Отливки из оловянных бронз ве-
сом более 10 кг преимущественно
цилиндрической формы с равно-
мерной толщиной стенок, без тер-
мических узлов (втулки, венцы,
шестерни и т. п.)
1— стояк; 2 — соединитель-
ный канал? 3 — кольцевой
шлакоуловитель; 4 — пита-
тель
Типы литниковых систем
НТ
Продолжение табл. 94
Литниковая система
Примерное назначение
4. С кольцевым шлакоуловителем
и гидравлическим затвором
Отливки из латуней и безоло-
вянных бронз весом более 25 кг
без термических узлов в местах
подвода металла или с узлами,
питаемыми прибылями, не связан-
ными непосредственно с питате-
лями. Высота отливок в положе-
нии заливки не более 100 мм (кор-
пусы подшипников, сальников, на-
сосов, кранов, фильтров; втулки,
крышки; распределители, всасы-
вающие камеры, вкладыши, гайки
и т. п.)
1 — стояк; 2 — шлакоуловитель?
3 — соединительный канал; 4 —
гидравлический затвор; 5 — пи-
татель
5. Со ступенчатым стояком и
кольцевым шлакоуловителем
Отливки из оловянных бронз
весом от 60 до 1000 кг, высота
падения металла формы более
400 лслс, с развитыми вертикаль-
ными стенками, без термических
узлов со стороны подвода металла
/ — стояк; 2, 4 — верхний и ниж-
ний шлакоуловители; 3 — нижний
стояк; 5 — соединительный канал;
6 — кольцевой шлакоуловитель; 7—
питатель
148
Типы литниковых систем
Продолжение табл. 94
Литниковая система
Примерное назначение
6. С фильтрующей сеткой без
прибылей
Тонкостенные отливки из лату-
ней и безоловянных бронз весом
до 60 кг с развитой горизонталь-
ной поверхностью (в положении
заливки), подвергающиеся круго-
вой механической обработке; с
питаемыми термическими узлами,
расположенными вне зоны пита-
телей (корпусы подшипников, на-
сосов, приемных частей; направ-
ляющие аппараты, маховики, штур-
валы и т. п.)
/ — стояк; 2 — соединительный
канал; 3 — фильтрующая сеткам
4 — шлакоуловитель надсеточ-
ный; 5 — подсеточная полость;
6 — гидравлический затвор; 7 —
соединительный канал; 8 — пи-
татель
7. С фильтрующей сеткой и гид-
равлическим затвором
13 4 5
Отливки из латуней и безоло-
вянных бронз весом от 10 до
100 кг, высотой (в положении за-
ливки) более 100 мм и высотой
падения металла из питателей в
форму не более 100 мм, с разви-
тыми вертикальными стенками
(корпусы насосов, направляющих
аппаратов, фильтров, клапанов,
крышки, поплавковые камеры,
задвижки и т. п.)
1 — стояк; 2 — соединитель-
ный канал Л; 3 — шлако-
уловитель надсеточный; 4 —
фильтрующая сетка; 5 — под-
сеточная полость; 6 — соеди-
нительный канал Б; 7 —
шлакоуловитель; 8 — соеди-
нительный канал В; 9 — при-
быль; 10 — питатель
Типы литниковых систем
149
Продолжение табл. 94
Литниковая система
Примерное назначение
8. С фильтрующей сеткой без
гидравлического затвора
А-АиВ-В Б-Б
Отливки из латуней и безоло-
вянных бронз весом от 10 до
100 кг, высотой (в положении за-
ливки) более 100 мм; с термиче-
скими узлами со стороны подвода
металла, высотой падения металла
из питателей в форму не более
100 мм, с развитой горизонталь-
ной поверхностью (корпусы насо-
сов, подшипников, направляющих
аппаратов, фильтров, клапанов;
крышки, поплавковые камеры, за-
движки и т. п.)
1 — стояк; 2 — соединительный ка-
нал А‘, 3 — шлакоуловитель надсе-
точный; 4 — фильтрующая се?ка;
5 — подсеточная полость; 6 — соеди-
нительный канал Б; 7 — шлакоуло-
витель; 8 — соединительный ка-
нал В; 9 ~ прибыль; 10 — питатель
9. С двумя фильтрующими сет-
ками и гидравлическим затвором
Отливки из безоловянных бронз
и латуней весом от 60 до 100 кг,
высотой в положении заливки от
100 до 400 мм, с развитыми вер-
тикальными стенками, без терми-
ческих узлов со стороны подвода
металла или с узлами, питаемыми
прибылями, не связанными с пи-
тателями (обтекатели, корпусы
подшипников, насосов, клапанов,
цилиндров, фильтров, опресните-
лей, кранов и т. п.)
1 — стоЬк; 2 — соединительный ка-
нал Л; 3 — шлакоуловитель надсе-
точный; 4 — фильтрующая сетка;
5 — подсеточная полость; 6 — соеди-
нительный канал Б, 7 — гидравли-
ческий затвор; 8 — шлакоуловитель;
9 — питатель
150
Типы литниковых систем
Продолжение табл« 94
Литниковая система
Примерное назначение
10. С двумя завихряющими шла-
коуловителями
Отливки из латуней и безоловян-
ных бронз весом от 60 до 500 кг с
теми же характеристиками, что и
в п. 9
1 — стояк; 2 — соединительный ка-
нал А; 3 — шлакоуловитель завих-
ряющий; 4 — соединительный ка-
нал Bi 5 — гидравлический затвор;
6 — соединительный канал В; 7 —
питатель
11. С завихряющим шлакоулови-
телем и щелевым питателем
1 — верхний стояк; 2 — шлако-
уловитель; 3 — нижний стояк;
4 — соединительный канал; 5 —
завихряющий шлакоуловитель;
6 — щелевой канал; 7 — при-
быль; 8 — щелевой питатель
Отливки из безоловянных бронз
и латуней весом от 60 до 1000 кг
с высотой падения металла из пи-
тателей в полость формы более
400 мм, с термическими узлами
в нижней части отливок (в поло-
жении заливки), с развитыми вер-
тикальными и горизонтальными
стенками (корпусы насосов, цилин-
дров, клапанов, подшипников
и т. п.)
Типы литниковых систем
151
Продолжение табл* 94
Литниковая система
Примерное назначение
12. С четырьмя и более завихряю-
щими шлакоуловителями и щеле-
выми питателями
8-в 5-ь
JA
Отливки из безоловянных бронз
и латуней преимущественно ци-
линдрической формы весом от 60
до 2009 кг, с высотой падения ме-
талла из питателей в полость
формы более 100 мм, без терми-
ческих узлов со стороны подвода
металла (втулки, вкладыши, на-
жимные гайки, венцы, крышки,
корпусы насосов, плиты, располо-
женные при заливке вертикально,
и т. п.)
1 — стояк; 2 — соединительный ка-
нал А; 3 — гидравлический затвор;
4 — кольцевой шлакоуловитель;
5 — соединительный канал Б; 6 —
завихряющий шлакоуловитель; 7 —
щелевой питатель
13. С вертикально-щелевыми пита-
телями и открытыми вертикальными
шлакоуловителями
Отливки из безоловянных бронз
и латуней весом от 10 до 100 кг,
с высотой падения металла из пи-
тателей в полость формы более
100 мм, с термическими узлами,
доступными для установки
верхних питателей (корпусы ци-
линдров, поршневых насосов,
фланцевых клапанов и т. п.)
1 — стояк; 2, 6 и 8 — соединитель-
ные каналы А, Б и В; 3 — надсе-
точный шлакоуловитель; 4 — сетка?
5 — подсеточная полость; 7 — шла-
коуловитель; 9 — вертикальный
шлакоуловитель; 10 — щелевой пи-
татель
152
Типы литниковых систем
Продолжение табл. 94
Литниковая система
Примерное назначение
14. Со щелевыми соединительными
каналами к прибылям
Отливки из безоловянных бронз
и латуней весом до 25 кг, с тер-
мическими узлами со стороны
подвода металла и высотой паде-
ния металла из питателей в по-
лость формы не более 100 мм
(корпусы различных клапанов, го-
ризонтально заливаемые плиты,
фланцы и т. п.)
1 — стояк; 2 — соединительный
канал; 3 — шлакоуловитель; 4—
щелевой соединительный канал;
5 — прибыль; 6 — питатель
Мелкие отливки весом от 1 до
3 кг из оловянных бронз, получае-
мые в многоместных формах, изго-
товленных горизонтально, а зали-
ваемых вертикально (корпусы^
краны, тройники, пробки, гайки
и т. п.)
Отливки из безоловянных бронз
и латуней различного веса (вин-
ты, шестерни, отливки колесного
типа, цилиндры и т. п.)
/ — стояк; 2 — филь-
трующая сетка; 3 — рож-
ковый питатель
Типы литниковых систем
153
Продолжение табл. 94
Литниковая система
f*
ь;
17. С подводом металла снизу че-
рез питатели карандашного типа
или щелевые питатели
Примерное назначение
Крупные отливки из безоловян-
ных бронз и латуней (гребные вин-
ты и лопасти, крупные втулки,
цилиндры и т. п.)
1 — литниковая чаша; 2 —
стояк; 3 — отстойник; 4 —•
сетка; 5 — шлаковик; 6 —
питатели
18. С подводом металла снизу,од-
ним расширяющимся питателем
Крупные отливки из безоловян-
ных бронз и латуней (гребные вин-
ты и лопасти, крупные втулки,
цилиндры и т. п.)
1 — литниковая чаша; 2 —
стояк; 3 — отстойник; 4 —филь-
трующая сетка; 5 — шлаковик;
6 — щелевые питатели
19. Со шлакоуловителями перемен-
ного сечения
1 — стояк; 2 — шлако-
уловитель; 3 — питатели
Отливки из оловянных и без-
оловянных бронз с развитыми го-
ризонтальными плоскостями ДЛЯ
обеспечения спокойной заливки и
равномерного расхода металла че-
рез все питатели (диски, крышки
и т. п.)
154
Типы литниковых систем
Продолжение табл. 94
Литниковая система Примерное назначение
20. Со щелевыми питателями
г-7 0#
Отливки из оловянных и безоло-
вянных бронз и латуней
6 5
1 — стояк; 2 — шлаковик; 3 — цен-
тробежный шлакоуловитель; 4 —
дроссель; 5 — вертикальный шла-
коуловитель; 6 — щелевой питатель
21. С комбинированным подводом
металла снизу, сбоку, сверху
2 — стояк; 3 — питатель
4 — дополнительный пи
татель; 5 — прибыль
Крупные отливки из оловянных
и безоловянных бронз и латуней
4Р
Примечание. Типы литниковых систем 1 —14 приведены
по РТМ 43—62. Всесоюзного научно-исследовательского института
нормалей машиностроения.
Расчет и выбор размеров элементов литниковых систем 155
РАСЧЕТ И ВЫБОР РАЗМЕРОВ ЭЛЕМЕНТОВ
ЛИТНИКОВЫХ СИСТЕМ
Расчет. Расчет литниковой системы начинают с определения пло-
щади ее наименьшего поперечного сечения FH, с по формуле
_ Q1000
Гн. с—-----/—-= ’
где Q — вес металла, прошедшего через наименьшее поперечное
сечение литниковой системы, в яг;
г — продолжительность заполнения полости формы в сек;
р — коэффициент сопротивления литниковой системы и полости
формы, характеризующий потери напора при движении
металла (р<5 1);
у — плотность расплавленного металла в г/сж3;
7/р — средний расчетный напор металла в см;
g — ускорение силы тяжести в см/сек2.
По площади наименьшего поперечного сечения FH, с литниковой
системы находят площади поперечных сечений остальных ее элементов
исходя из определенных соотношений, устанавливаемых опытом.
Боковую литниковую систему для получения отливок из медных
сплавов в сухих песчано-глинистых формах (подвод металла с боку по
разъему формы) рассчитывают по формуле
F = _ (2)
" 0,16И/Яр’
где К — скоростной коэффициент (табл. 95);
Нр — расстояние от уровня металла в воронке (чаше) до оси пита-
телей в см.
Формула (2) получена в результате соответствующих преобразова-
ний формулы (1).
Площади наименьших поперечных сечений литниковых систем
для отливок, изготовляемых в сухих песчано-глинистых формах с под- .
водом металла сверху или сифоном, а также в сырых и оболочковых
формах с подводом металла с боку, сверху или сифоном, определяют
умножением величин, вычисленных по формуле (2), на коэффициенты,
приведенные в табл. 96.
Расчет щелевой литниковой системы. Определяют суммарную пло-
щадь поперечного сечения дросселей Е F$p по формуле
где Q — вес отливки в кг;
К — скоростной коэффициент (табл. 98);
z — продолжительность заполнения полости формы металлом
в сек;
(4)
S — коэффициент (табл. 97), учитывающий толщину стенок отливки
156 Расчет и выбор размеров элементов литниковых систем
95. Скоростной коэффициент К
Толщина стенок отливок в мм Габарит- ная плот- ность отливок в кг/дм* Коэффициент К для отливок весом в кг
До 10 10 — 50 50 — 100 100 — 500 500 — 1000 1000 — 1500
До ю” До 1,0 . 1 — 1,4 1,4—2,0 2,0—3,0 Более 3,0 1,5 1,7 1,9 2,3 2,6 1,2 1,4 1,6 1,8 2,1 1,0 1,1 1,3 1,6 1,8 0,9 1,0 1,1 1,3 1,5 —
Более 10 До 1.0 1,0-1,4 1,4-2,0 2,0—ЗД) Более 3,0 1,9 2,1 2,4 2,8 3,2 1,6 1,8 2,0 2,3 2,7 1,4 1,6 1,8 2,0 2,3 1,2 1,4 1,6 1,8 2,1 1,1 1,2 1,4 1,6 1,8 1,0 1,2 1,3 1,5 1,8
Примечание. Габаритная плотность отливки -2-, где Q — вес отливки в кг. V — габаритный объем отливки, вычисленный по наибольшим ее размерам без учета резко выступающих частей, в дм*.
96. Переводные коэффициенты к формуле (2)
Подвод металла
Форма боковой по разъему формы . верхний сифонный
Песчано-глинистая: сухая сырая Оболочковая 1,0 1.1 0.9 0,9 1,0 0,8 1,2 1,3 1Л V
97. Зависимость коэффи-
циента S от толщины
стенки отливки (щелевая
литниковая система)
Средняя толщина стенки в мм Оловянные бронзы Кремнистые латуни 1
До 6 0,64 0,97
7 — 10 0,70 1,05
11—15 0,75 1.12
16—20 0,80 1,20
21—40 0,90 1,35
41—60 1,10 1,65
Более 60 1,20 1,80
98. Значения коэффициента К для расчета
щелевой литниковой системы
Габаритная плотность отливок в кг/дм* К Габаритная плотность отливок в кг/дм* г К
0,3-0,5. 0,5 2,6—3,0 1.1
0,6-1,0 0,7 3,1—4,0 1.2
1,1 —1,5 0,8 4,1-5,0 1,3
1,6—2,0 0,9 5,1—6,0 1,4
2,1—2,5 1,0 6,1—8,0 1.5
Расчет и выбор размеров элементов литниковых систем
1Б7
По площади поперечного сечения дросселя определяют площади
поперечных сечений: шлаковика Ршл, стояка Fcm и щелевого пита-
теля Fam'.
Fuia" (1,5-т- 2,0) F др',
Fст^ F др',
Fщ-п Fдр.
Ширина щелевого питателя (см. табл. 94 № 20) в нижней части
должна быть не менее 5 мм, а в верхней — не менее 3 мм, при условии,
чтобы щель не была больше наименьшей толщины стенки отливки.
Вертикальный шлакоуловитель Fm, в — (0,2-т- 0,3) рщ. н9 не
более ’ Fctn. Диаметр центробежного шлакоуловителя должен быть
в 3 раза больше ширины шлаковика, а высота в 2 раза больше высоты
шлаковика^
Выбор размеров элементов литниковых систем. По площади наи-
меньшего поперечного сечения литниковой системы находят по табл.
100 и 101 размеры всех ее элементов.
Литниковые чаши. Сначала определяют продолжительность запол-
нения формы металлом (Д’ по табл. 95)
г~ К VеQ сек,
секундный расход металла
Q
I v = -— кг сек
Z
щ емкость чаши
Е = М кг,
г
где Л4 — отношение емкости* литниковой чаши к секундному расходу
металла (см табл. 99).
По найденным значениям v и Е находят по табл. 104, 105 основные
размеры литниковых чаш.
99. Значения 7W
и в кг/сек М v в кг/сек М
До 1 - 1,3 । Свыше 49 До 54 4,6
Свыше 1 ДО 2,5 1,5 54 60 5,0
2, 5 » 7 2,2 » 60 > 66 5,3
7 21 2,6 » 66 > 73 5,7
> 21 27 2,7 73 80 5,9
> 27 31 3,1 80 90 5,9
31 39 3,3 90 .» 125 6,1
39 » 44 3,5 125 > 200 6,5
44 » 49 3,8 200 7,5
3. Дождевая 2 . С гидравлическим затвором и прибылями
F H-C . 3
F cm — 1.2 : F H. c 1,5: -1 c. : 1,2 к : : 2,5 =
to © 2,0 1,6 1,4 I 1,2 1,0 1 25.0 | 20,0 18,0 16,0 1 14,0 12,0 | 0 01 8,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2,5 2,0 1,6 fr*I 1,2 © 0,8 9*0
о СП ►to О СП о 4а СП © CO to to © to © M-* ©
to to о © СП © сп © 4а сп CO co © to © to
19 1 и—* СП ►to 13 | 12 | 1 Zt \ 38 | CO © со ►to 1 Z2 СО © to to 4a to рмМ t~* © M-M © CO to-* to to>M to—* © о co
1 Я со >М* и—* 1 01 1 6 31 1 28 | to to СП 24 | to to to © 00 © 4a CO II 1 © to 00 4 © 1 5
00 © М—* мЙЬ СО to 111 1 40 1 CO СП co ►to СО to СО © to 00 to © to CO 1 20 81 1 1 16 1 14 31 1 to»* *-* © © 00
со to 4b. со to
1 1 1 1 1 OS 45 | 1 1 И 38 | 35 1 1 3£ 29 | 1 S3 23 | 20 | 00 1 1 91 I 14 1 13 1 12 | 11 j 10 | © 1 81
17 1 1 91 14 | 13 | 12 1 to 1 1 1 1 1 1 1 1 [ 1 1 1 1 [ 1 1 1 1 1
1 £1 м-^ ьэ М-* © © 00 1 1 1 1 1 1 1 1 1 j 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
13 to >— © 4b co 1 1 1 1 [ 1 1 1 1 j 1 1 1 1 j j 1 1 [ 1
. со to ( 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 [ 1 j 1 1 1 ——•
2,5 NC о 94 | 1,4 to 1 1.0 1 62,5 I 50,0 t0*St 1 | 40,0 0*S£ 1 I 30,0 0*S3 1 1 20,0 1 15,0 1 12,5 M** © © S3*9 1 1 5,0 0*fr 1 S‘€ 1 1 3,0 S*3 1 1 2,0 1 1,5
1. Простейшей конструкции прибылей Литниковая c (см. табл. 94) система
без боковых
F H. c ~ я ] 2F n Наименьшее расчетное поперечное сечение
F cm • FIU : F„ r = 1, 2 : 1, 5 : 1,< ) Отношение площадей поперечных сечений элементов
to—* © © 00 © © © © © 4a © © © to © to © и-to © M-m 4a PM* to О © © © © Наименьшая площадь поперечного сечения в см2
4a © © to to © to © to—* СЛ R. Осно- । вание стояка
© © 4a © © © to © to © Сс рм
27 I 24 | 21 | 1 61 1 ZI © 13 | 12 | P-* © CD *0 о
20 j 18 | 16 | 1 H 13 1 1 II 1 01 © © © © СТ Ё b
© to to © to © to © to © to—* ОС © to—* рм* © H* to M* PM* © to GO а* рм to Я о «<
© to Я Q ® S
1 1 1 1 1 1 1 j j 1 j 1 1 Sr S=i га ’ S3
1 1 1 1 1 j 1 1 I 1 1 [ 1 I & Р* □ - 5g
1 1 1 1 I J 1 1 1 1 1 1 1 1 о* рм Н <Т> га Sa Я • tr Я я н га
1 1 1 1 1 1 1 1 I 1 [ 1 1 м
1 I 1 1 1 1 . 1 1 j 1 1 1 I к* S3 tr а Е
10,0 I 00 © © © © © 4a © w © to © to © © * 4a to** to H^* © © © 9*0 1 £Fn в см2
Примечание. Fcm — площадь стояка; Fm — площадь шла- коуловителя; Fg 3 — площадь гидравлического затвора; F& п< —пло- щадь дождевых питателей; Fc к~— площадь соединительного канала. Для F^ „ > 18 см2 ставить 2 стояка диаметром 40 мм. н*с . 5. Со ступенчатым стояком и кольцевым шлакоуловителем 4. С кольцевым шлако- уловителем и гидравлическим затвором 3. Дождевая Литниковая система (см. табл. 94)
F = F н. с с. к F = н. с г. з f«.c = 2fa.« Наименьшее расчетное поперечное сечение
F *F 'F *F гст.в' ш.в ст.н ш-н ’?н.с : ~~' = 1,2:1,5:1,2:1,5:1,0:2,5:4 ?ст • к ’ ^н. с^^п~ = 1,2:1,5:1,2:1:4 ^ст : с. к : : н. c = = 1,2 : 1,2 : 2,5 : .1,0 Отношение площадей поперечных сечений элементов
16,0 14,0 12,0 10,0 р° © © © © о 4* © © о to © 25,0 20,0 1 CD О 16,0 14,0 12,0 | 10,0 00 © © © © о OJ © to © 25,0 20,0 18,0 © © 14,0 I 12,0 | 10,0 00 © © © © © co © Наименьшая площадь поперечного сечения в см2
© © | 45 4^ • © © to to © to © 4х © © © 4^- © ►to © © to to © to © 4b- © © © 45 | ►to © co to to © Осно- вание стояка
© © 1 55 © © 4^. © © © to © 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 — I 17 { 13 1 20 1 1 1 ►to © © © 50 | ’•to © CO © Ru м*
48 | 36 I 38 I 45 | 34 | 36 I 42 | 31 | 34 38 I 28 | 30 | 34 | 25 | 27 1 30 1 22 | 24 27 | 20 | 22 61 1 81 1 tZ 21 | 16 | 17 | 19 |14 1 15 j | 42 | 31 | 50 | 38 | 29 | 45 | 36 1 27 I 43 | 34 | 25 | 41 | 32 | 24 | 38 I 30 | 22 1 35 i [ 27 | 20 1 32 । | 24 1 18 | 29 ! | 21 | 16 | 25 | 19 | 14 | 23 i 15 | 11 | 18 I *-* oo M* © t© 60 1 45 I 57 54 | 40 | 54 51 | 38 | 48 48 | 36 | 46 | 45 | 34 | 43 42 | 31 | 40 38 | 29 | 36 34 | 25 | 32 | 30 | 22 | 28 27 | 20 I 26 24 | 18 | 23 21 1 16 | 20 | о Шлакоуловитель, соединительный канал, питатель
О'
гг м*
© •to © ►to © to © 4b- CO
1 58 | — | — | 46 | 54 | — | — I 43 | — 50 | - | - | 40 | 45 | — | — | 36 | — 41 | - | - | 32 | - | 35 ( - | - 1 28 | - 32 | — | — 1 26 | — 281 — | — 1 23 | — to © to © CD 1 о 1 © © © ►to 32 । । | | | 64 © to ос 26 | | | | | 40 | NO © I I I' 20 | | | | | 24 CD 1 M* © 1 4b. to 1 I — 1 55 | 41 | 65 । — | 49 | 37 | 59 — | 47 | 35 | 56 1 1 I 1 1 1 1 1 (
1 to © I | 43 | 32 ) 52 1 41 I 31 | 49 | 38 | 28 | 45 I 35 | 26 | 42 1 31 1 24 1 38 I | 27 | 20 | 32 | 25 | 19 | 30 I 22 | 17 | 26 | 19 | 14 | 23 • о м*
RS*
Я- ьо
1 to © ►to co
1 64,0 | 56,0 | 48,0 | 40,0 1 32,0 to © I 20,0 I 16,0 I 12,0 1 © 001 1 Ьк 1 1 72 j 1 56 | I 48 1 "W to | 20 1 16 1 M* © | 25,0 d‘os 18,0 © © ,M—* ►to © 12,0 © oe © О © © О co -© £F в см2 /1.
to
О
Sa-
ra
я
S'
га
СИ
о
> 101. Размеры элементов литниковых систем типов 6 —14 в мм
Литниковая система (см. табл. 94) Наименьшее расчетное поперечное сечение 1 Отношение площадей поперечных сечений элементов F „ в см2 Гъ» v Осно- вание стояка Шлакоуловитель, соединительный канал, питатели, над- и подсеточные полости ъкэ я S
d di а b hi h9 г О £?2 /la Т1 Г2 ai bl ь2 h4 hb Гз Di н Hi
' 6. С фильтрующей сеткой без прибылей 3 Л; рст ’ ?с.'к. А : FH. с : ^^г-з’^с.к.Б : ~ =1,2: 1,2 : 1,0 : 1,2 :2,5 : 4 1,0 15 20 12 9 11 -— 2 38 30 26 17 10 4 — — — — " м — — — 4,0
2 13 10 12 — 43 34 30 18 20 11 —- ь — ,. — ••в. — мм мм. 4,8
1,4
14 11 13 —- — — 1 ’ — —— — 5,6
1,6 20 25 15 14 — 41 33 28 21 10 —— — — —““ .—- — — ——• — 6,4
2,0 17 13 16 ——- 3 49 39 34 24 12 5 8,0
2,5
19Х . 14 18 —— 27 .. ю,о
3,0 25 30 21, 16 20 — 55 44 38 30 14 —- — — — — — — 12,0
4,0 24 18 23 — 61 49 43 35 15 6 мм 16,0
5,0 32 40 27 20 26 — 69 55 48 39 17 — — — — —— — — 20, 0
6,0 30 22 28 67 54 46 42 •м • 24,0
8,0 40 50 34 25 32 — 4 76 61 53 48 19 7 — — — — — —- 32,0
10,0 38 29 36 85 . 68 59 54 21 •—• ——- — — —. — — 40,0
12,0 45 55 42 31 40 — 89 74 65 60 23 — — - . — — 1 —— . 48,0
14,0 50 60 45 34 43 —- 94 75 66 65 24 56,0
16,0 48 36 46 —— 5 101 81 71 69 25 8 _ 1 64,0
» Орлов
П
7. С фильтрующей сеткой и гидравлическим затвором .£ ; — J р _ р Л н. с ф. с л » « » 1 : :—: :——— : = - ——: hv • i '• . : ? • ' : :
.1,0;
1,2
1,4
1,6
2,0
15
20
25
20
12 9 11
13 10 12 ——
13
14
«JV
2
15
14
17
13
16
18
19
14
2,5
3,0 25 30' 21 16 20
4,0 . 24 18 23
5,0 32 40 27 20 26 •MM
6,0 30 22 28 MM.
3
8,0 40 50 34 25 32 «Ml
10,0 38
29 36
1.2,0 45 55 42 31 40 •AM.
14,0 50. 60 45 34 43
16,0 48 36 46 MM
18,0 40 50 51 38 48 MM
20,0 54 41 51
25,0 60 45 57 «•М»
4
зз
43
41
49
55
61
69
67
30 I 1? 26
34
35
39
44.
49
55
54
18
30
4
20
21
24
27
28
34
5
10
30 38
35 43
39 48
42
46
5
76 61 48 53
85 68 54 59
93 74 60 65
94 75 65 66
101 81 69 71
104 83 72 73
из 90 76 79
122 97 85. 85
7
8
AS*4 ‘
10
11
ин ’ гл
9
10
8
— i -** 8 I 40
11
9
12
10^ 13
2
4,8
5,6
6,4
. V
о
12
9
14
8
12
13
10
12
16
10
12
18
14
15
14
6
15 17 13 16 20 3 — MM 16
17 19 14 18 23 —• — MMB 20
21 16 мм 20 25 MM A— 24
19. 24 18 '«М» 23 29 MM —M. 32
21 27 20 •мам 26 32 «MB — 40
23 30 22 28 35 —M MM — 48
56
38
24
30
32
24
25 34
25
32 41
64
26 36 27
28 38 29
31 42 31
4
34 43
36
43
72
80
100
5
к
со
*
ъ
о
£
9
о
R
3
X
»
X
о
№
к
н
X
су
5
с*
к
о»
,__ Продолжение.табл* 101 * , г 162 Расчет и еыбор размеров элементов литниковых систем
Литниковая система (см. табл. 94) Наименьшее расчетное поперечное сечение Отношение площадей поперечных сечений элементов 3 Осно- вание стояка 4 ' Шлакоуловитель, соединительный канал, питатели, над- и подсеточные полости SFn в см2
d di а ь йг Г D hz л» Г J rt Oi bz D1 Н Qi
8. С фильтрующей сеткой без гидравлического затвора F == Fx м. с ф. с Fcm’Fc. к. Л * с :Fc, к. Б • : SF^. к g : 2*Frt = 1,2:1,2:1: 1,2 : 1,5 : 2,5 : 4 1,0 15 20 12 9 11 •мм 2 38 30 26 1.7 10 4 9 • " 10 2 «мм. Шм 4,0
1,2 13 10 12 — • 43 34 зо < 18 20 11 7 11 -м* «мм «мм 4,8
1,4 14
11 13 мне !2. 8 —- 12 ммм «мам «мм 5,6
1,6 20 25 15 14 41 33 28 21 10 11 13 МММ •мм —мм мм* 6,4
2,0 17 13 16 — 3 49 39 34 24 27 12 5 12 9 мм. 14 — МММ •мм 8,0
2,5
19 14 18 13 10 16 МММ мм М Мм* 10
3,0 25 30 21 16 20 55 44 38 | 30 14 15 11 — 18 — м— м** 12
4,0 24 18 23 —- 61 49 43 35 15 6 17 13' 20 ма 3 •мм «мм Швам» 16
5,0 32 40 27 20 26 •- 69 55 48 39 17 19 14 — 23 •ем. •1 •мм •мм* 20
6,0 30 22 28 —-T- 67 54 46 42 21 16 • " 25 •мм мм_ *м« 24
8,0 40 50 34 25 32 мм— 4 76 61 53 48 19 7 24 18 — 29 ММ. м*« 32
10,0 38 29 36 Мм. 85 68 59 54 21 27 20 —— 32 «мм •мм Мм 40
12,0 45 55 42 31 40 М»Ш 93 74 65 60 23 30 22 35 - « . •мм •ММ *м-м 48
14,0 50 60 45 34 43 94 75 66 65 24 32 24 «мм. 38 4 -М— •мм ММ. 56
16,0 48 36 46 5 101 81 71 | 69 25 8 34 25 41 «ЯМ* wrp: I 64
4 ...• \ !—
'* * 1 »• : ? / ‘&t"' \ <rv 4 4 • ♦ /<• Л * '* . ’*• " ’ * ’я t ' ' ‘ 1 , 1 / ' / 1'. . / -г • 1 V- ! - • :’Ч4‘ s \ . I
9. С двумя фильтрующими сетками и гидравлическими затворами Fh. с ~~ Рф.с Fcm ’ ^Fc. к. A * ^Fn. c ' ^Fc. к. Б * : %Fe. з ' %FUI • £Fn = 1,2:1,2:1:1,2:1,2:2,5: ;4 (в узком сечении) 2,5 20 25 13 10 12 2 49 39 27 34 5 J,?., 17 13 | —М 21 3 «вам» мне «м ; io ।
3 ’ 25 30 15 Г1 14 — 55 44 30 38 14 19 14 23 —— — •Mat — 12 Расчет и выбор размеров элементов литниковых систем 163
4 17 13 16 - । 3 61 49 35 43 6 15 22 17 —- 26 — — •мм — 16
5 32 40 19 14 18 —- 69 55 39 48_ 17 _25 19 —• 30 — — — —— 20
6 21 16 20 — 67 54 42 46 27 20 1 32 — «— . 24
8 40 50 24 18 ,23 — 76 61 48 58 7 19 31 24 — - 38 — 4 — — — 32'
10 27 20 26 — — . 85 68 54 59 21 35 26 1 — 42 — мм — 40
12 45 | 55 30 22 28 —— 93 74 60 65 23 38 28 45 —— — 48
14 50 60 32 24 30 । 4 94 . 75 65 66 24 41 31 мм» 49 — — •м* 56
16 34 25 32 — 101 81 69 71 8 25 43 32 — '52 — мм» — 64
18 40 50 36 27 34 —• 104 83 72 73 26 47 35 — 56 — 72
20 38 29 36 । 113 90 76 79 28 49 37 —- 59 — 5 — — . —м 80
25 42 31 40 —- 122 97' 85 85 31 55 41 — 65 — —— — 100
10. С двумя эавихряющими шлакоуловителями 8 ‘2 _ _ э *w .. а — d >».. C.K.A' ^Fc. к. Б: %FH. c ’ :2Frt = l,2:1,2:1,2:1:2,5:4 [в узком сечении) 2,5 20 25 11 7 30 . —— 2 30 38 3 12 8 2 13 10 14 18 17 2 34 мм 19 ' 10
3,0 25 30 12 8 34 — 34 42 14 9 15 11 16 20 18 38 — 21 12
4,0 14 9 38 —— 38 48 16 10 17 13 18 23 21 3 44 мм 24 16
5,0 32 40 16 10 46 — 3 46 56 18 12 19 14 20 26 24 52 — 27 20
6 17 48 — 48 60 20 13 21 16 22 28 26 56 — 30 24
8 40 50 20 12 56 —— 56 70 4 23 15 24 18 25 32 1 31 66 ММ 34 32
10 22 14 60 —— 60 76 26 16 3 27 20 29 | 36 33 72 •мм 38 1 40
12 45 55 24 15 64 —Г 64 80 5 28 19 30' 22 31 40 36 76 —м 42 1 48
14 50 60 26 16 —•— 30 20 32 24 34 43 | 40 4 | 45 | 56
' я ’* ’’dX : dX “"rf 16 28 17 70 — 70, 88 32 22 .34 25 36 46 42 84 | -мм 48 64
18 40 60 30 18 76 — 4 76 94 6 34 24 36 27 | 38 48 45 90 — 51 1 72
20 31 19 —— 36 38 | 29 | 40 51 47 54 80
25 35 21 86 — 86 106 40 1 27 42 31 45 57 | 52 102 •М 60 100
Продолжение табл. 10 1 £
Литниковая система (см. табл. 94) Наименьшее расчетное поперечное сечение Отношение площадей поперечных сечений элементов А.св*"’ Осно- вание стояка Шлакоуловитель, соединительный канал, питатели, над- и подсеточные полости «« CD . е Ьм • Z М • Расчет и выбор размеров, элементов литниковых систем
d А.. а Ъ Л1 А< г D dt Аа Л» f.j Тг I a.l. bi А* Г» Dt н а2
14. С заверяющим шлакоуловителем и щелевым питателем * ’? г — 5 ’« . d — J V е .. ту . S'- СЧ Ьч СЧ *'* гН g 20 25 19 14 23 «ш. 3 35 gf. ММ 21 **м 2 •>*•• • мм* 9 МММ ММ .•мм мм. мм» М«1 5 10
3,0 25 30 21 16 25 — 38 МММ 24 3 «мм* «мм 10 МММ ММ* — — — . «мм 12
. 4,0. 24 18. 29 45 Шм» 27 — И МММ — — *** — 16
5,0 32 40 27 30 32 50 МММ 31 — •мм 12 —— -М. — — •*** 6 20
. 6,0 30 22 35 »»ЧЧ» 55 «** 33 **•» «ММ» 14 — МММ мм- Мм. «Мм» МММ 24
. 8 .. 40 50 34 25 41 —— 4 63 . «**М 36 «хм — 15 **м» — — 7 32
40 38 28 45 —— 70 42 М*м —— **•* 17 МММ *мм — мм— — 40
12 45 55 42 31 50 78 м 47 «*м» 4 «м МММ. , 19 Мм* Мм* ! Мам» taM 48
.14 50 60 l 45 34 54 85 52 ' —м * 21 <м*М - — «ММ —— Мм* —• 56
16 48 36 58 5 90 —• 54 , *• мим» 2 22 мм. ’ мм- *м» м— 64
. 18 .51. 38 61.. .95. *— 57 *мм '«мм» 24 мм Мм* ’ 1 •мм ••** •мм. 8 .72
20 4Q v .50 54 40 65 М'М 100 мч» 62 <м*м tataM мм •мм »»м —* —— '80
25 60 45 72 •м* 113 * > 68 —• «*Ч 1 • 27 мм* м*м . Мжв» 100
« .
!
Ч .Л/.Л z si. / « ч г v .-‘Л г ’
12. С четырьмя и более завихряющими 1 шлакоуловителями и щелевыми . z" питателями ОЭ ь? II ь. « -• *** ч - • • <J.. Ц, г-» pq ... .. СЧ 5 <3 3 к.*- М 2,5 | 20 I 25 13 10 16 —м 2 20 | — 12 | !2 2 : — Г. .5 «м«М I •мм — | 1 1 —— -1 -W | 10 Расчет и выбор размеров элементов литниковых систем 165 — 1
3 ' 25 30 15 11 И — 23 — 1 13 1.4 9 «мм — ...J м* «—• 12
4 17 13 I 20 м-м • 3 25 —•“ 15 I 16 —- 10 | 6 / -1 •мм •«•* -1 — 1 мм* — 1 16
_5 ' 32 40 19 14 | 23 • —, 28 17 | 18 —м* И 1 7 1 — «мм. ••|* — —м — 20
6 21 1 161 25 зо •мм. 18 1 20 — 1 12 1 8 1 •мм — м— •мм. —- -1 24
40 50 24 18 28 35 мм 1 21 | 23 14 9 М<4 — ч. WM. 32
10 27 | 20 32 — 40 | - 24 | 26 мм» 16 10 — 1 ммм j 1 — — — 40
12 45 55 30 22 35 | — 42 — 26 | 28 •м** 17 ем —. 1 -1 — 48,
14 50 60 32 | 24 38 — 4 48 — 1 29 | 30 3 “ 1 19|11 | -мч. ^•м “• 1 — 1 МММ 56
16 34 26 | 41 50 — 1 30 | 32 — | 20 | 12 | — мм» -1 - МММ •мм* 64
18 40 50 36 27 43 — 53 — 32 34 21 13 мм* МММ мм. 72
20 38 29 .45 -м- — 34' 36 — 22 14 «мм — мм мм. — мм» ММ* 80
25 .42 31 50 мм* 65 мм ' 38 40 1111 ' 25 15 •м мм — мчм. ——* м»** 100
13. С вертикальными питателями и открытыми вертикальным» шлакоуловителями с Рф. с Fcm : Fc. д. А : Fh. с : ^Fc. к, Б : ^Fui ‘ : &с. к. В • ^Рп. == 1,2 :1,2 : 1 : 1,2 :1,5 :2 :4 1,0 15 20 12 1 9 11 11 2 38 30 26 17 10 4 9_ 7 7 8' 11 12 13 А 36 40 5 2,0
1,2 13 1.0 43 34 30 18 11 10 8 10 39 42
Г. 4 14- и 12 12 20 8
3,2
1,6 20 25 .15 13 1 13 3 41 | .33. 23 21 10 45 60
2,0 17 | 13 15 | 15 49 39 34 24 12 5 12 9 9 11 14 51
2,5 19 14 | 17 | 17 27 13 J IL 10 16 57 100 5
3,0 25 30 21 116 18 | 18 55 44 38 30 | 14 15 11 12 13 18 63 6
4,0 24 | 18 | 21 1 21 61 | 49 | 43 | 35 1 15 6 17 | 13 | 13 1 15 | 20 3 72 130 8
5,0 32 40 27 | 20 | 24 | 24 67 | 54 | 46 | 39 17 19 | 14 | 14 | 17 | 23 81
6,0 30 I 22 | 26 | 26 69 | 55 I 48 Г 42 7 21 | 16 | 16 | 18 | 26 90 170 7 12
8,0 40 50 34 | 26 | 32 | 27 4 76 1 61 | 53 1 48 1 10 24 18 | 18 | 21 | 29 102
10,0 38 | 29 | 36 | 32 85 1 65 J 59 | 54 1 21 27 20 | 20 | 24 1 32 114 250 20
12,0 | 45 j 55 | 42 31 | 40 | 34 93 1 74 | 68 | 60 | 23 30 | 22 22 | 26 | 36 126 .8
14,0. 50 60 45 34 | 43 | 36 94 1 75 | 69 | 65 | 24 34 25 24 | 27 | 38 4 135
16,0 48 | 36 | 46 | 38 1 5 | 101 1 81 1 71 | 69 | 25 1 8 26 | 25 | 32 I 41 1441300 24
Продолжение табл. 101
Литниковая система (см. табл. 94) Наименьшее расчетное поперечное сечение Отношение площадей поперечных сечений элементов вч Осно- вание стояка Шлакоуловитель# соединительный канал, питатели, над- и, подсеточные полости . •Q 5 03 е Сь. М
d di а b г D d9 ht Г2 bi 5а Z>1 н
14. Со щелевыми соединительными каналами и с прибылями р ' р н. с ~ с. к. щ ?ст: к : : с : - =2:2:4: 1:4 0,6 15 20 12 9 18 —— 2 ям—» «.а* 40 11 / 3 —— 15 11 ,3 «МММ» -М — —» •мм мм. 4 2,4
0,8 20 25 14 11 21 — 3 —— — 13 **— 18 13 •МММ —> «мам •мма 3,2
1,0 16 12 24 ммв 1м. 15 •МММ 20 15 «— •мм. МММ. • Км 4,0
1,2 17 13 25 — 16 — *' 21 16 — — •— мам «мм 4,8
1,4 19 14 28 —— мам *50 18 мм 24 18 4 — ^м «мамам 6 5,6
1,6 20 15 30 * 19 «мм» 25 19 Ьмм МММ» МММ МММ «мм 6,4
2,0 25 30 22 16 34 мм 21 28 21 •аммА — ММ «ММ тг
2,5 24 18 38 *— «мм — 70 23 4 / «МММ, 32 24 5 — МММ Ммма —— «мм. 7 10
3 27 20 42 —-• •мм 26 «ММ»* 35 26 мам» МММ, •МММ «мм. МММ 12
4 32 40 31 23 48 •«• 4 — 85 29 МММ» 40 30_ 6 МММ —- * м мм 8 16
5 35 26 54 .. — мам 33 «•« 45 3_3 —• «МММ •МММ ММ 20
6 40 50 38 29 59 — —• •«М .35 5 —— 49 37 ••Мм —— «амм 24
8 44 33 65 —- —- «мм» ' .100 .42 5б' 41 8 «мм* ММ, •мм ММ 10 32
10 50 60 49 j 37 | 77 । 6 46 | 61 -1 64 | 48 мамм -1 - Ьмм j 40
102. Размеры стояков по РТМ 43“62
F г н, с в см2 Площадь стояка внизу Fcm в Нижний диа- метр стояка d„ в мм г1 Верхний диаметр стояка de в мм при напоре HQ в см
W 16 20 25 • 32 40 50 60 80
До 1,5 До 2 15 17 18 19 19 20 — -мм. МММ
he- 1,5—2,5 2—3 20 22 23 24 24 25 J—! —- мм «.«а
28 29 30 30 33
2,5—4,0 3 **“ 5 25 29 29 мм^м мм МММ ММ ММММ
1 1 27 28 30
1 4,0—6,5 \СЛ 1 00 32 «мм мм* 36 37 40 40 42 42 44
6,5-UO 8 — 12 40 «мм «»«« 44 45 48 48 50 50 52
10—13 12-^16 45 —м. мм 49 50 53 53 55 55 57
13^17 16—20 50 МММ МММ 54 55 58 58 60 60 62
Примечание. 1. В числителе даны диаметры стояков для воронок, а в знаменателе «я для литниковых
чащ.
2. При значении Fc > 20 см2 рекомендуют устанавливать два стояка диаметром до 50 мм.
168 Расчет и выбор размеров элементов литниковых систем
103. Размеры литниковых воронок в мм
Н 1 г Г1
А Л
*•-—н—* 9
17—25 25—30 58 70 14 17 23 28 . 47 57 12 15
104. Размеры литниковых чаш с одним стояком в мм
- 7 Ь/2 1/2 > Г1> г? — £— м — н=с/г_]
— /77— ''ъ/г* 5
V в кг/сек £ в кг L г Г1 г* г» ^4
До 3 3—4 4,5 8 440 160 48 60 20 25. 25 30 45 50 40 45 16 19
4 ’—5 10 180 65 30 35 55 50 22
сл о - 12 190 75 35 40
6—7 14 200 60 53 25
7—8 20 220 85 37 45 ' •» 65 57 28
8—9 » 22 230 70 62
9—10 25 240 90 75 67 30
10 — 12 30 260 95 37 45 85 • 77 32
. 12 — 14 34 270 100 41 76 34 L
14 — 16 40 280 НО 45 55 90 80 36
16 — 18 45 300 95 85 * 38
18—21 50 310 50 80
21—24 60 330 120 53 65 100 88 40
Расчет и выбор размеров элементов литниковых систем 169
Продолжение табл. 104
' V в кг!сек Е в кг L т г Г1 Г 2 Г4
24—28 75 350 130 53 65 ПО 98 42
28—-32 95 . 380 57 70 120 107 45
32—36 115 420 140 80 130 117 48
36—40 130 430 150 70 85 115 50
40—45 140 450 160 75 90 135 120 52
I
105. Размеры литниковых чаш с двумя стояками в мм
о в кг/сек Е в кг L В b Н 1 г /1
32—36 .115 350 260 235 200 1 - 140 12 315
36—40 130 370 280 « / 250 150 330
40—50 140 380 j 210 340
45—50 i 220 430 320 290 240 170 14 385
50—60 • 275 460 350 315 250 175 415
60—70 350 500 . 375 340 275 190 16 450
70—80 450 ; 550 ! 410 370 300 210 495
80—90 500 - 585 440 400 325 ; 225 18 525
90—100 570 600 450 410 350 245 540
t
ITO Расчет a вы&ер размеров элементов литниковых систем
106* Размеры фильтрующих сеток в мм по РТМ 43—62
- - |у///Л LjsA 1 Ул/U Assy A 4 VzzJ • • , • 1
П-[
uo u - n
j' 5м — — u / j? ^>ф.
*Wt) S ° Число отвер* стий в сетке Площадь от- верстий в сетке в смг d rft D D9 Di o, D* Л
0,6 4 0,64 4,5 6 44 41 15 .» 15
0,8 0,78 5
1,0 1,1 6 7 48 45 U
1,2 12 1,25 4 ; 5 53 50 . 13 25
1,4 1,5
.1,6 4 1,54 7 8 51 48 20/ *««
2,0 12 1.96 5 6 59 56 15 30
2,5 2,4
3 2,9 5.5 7 65 62 18 35
4 4,0 6,5 8 71 68 20 40 20
5 20 4.8 5,5 7 79 76 18 35 49
6 12 6,0 8 9 77 74 45
8 28 8,0 6 7 86 83 35 49 56
10 20 10,0 8 9 95 92 45 63
12 12,6 9 10 Г03 100 20 50 70
14 28 14,0 8 9 104 101 18 45 63 72'
16 20 15,7 10 И 111 108 22 55 77
18 28 18 9 10 114 1 10 20 50 70 80
20 20 9.5 11 123 119 22 55 77 88
♦ 25 26,5 11 12 132 128 24 60 84 96
Расчет и выбор размеров элементы литниковых систем
171
Фильтрующие сетки (табл. 106). 1. Вычисляют входной d и выход-
ной. di диаметры отверстий сетки по формулам:
, а=т/Т^.
У лп >
А = d + (14-1,5),
где п — число отверстий в сетке, обычно равняется 4, 12, 20 или 28.
2. Определяют остальные размеры сетки по соотношениям;
=(24-2,5)^;
Do = D — 2;
а) при 4 отверстиях
‘ D = Di+ +20;
б) при-12 отверстиях
О j == 5db
D = Da + di + 20;
в) при 20 отверстиях
D2 = 5dx, Dg == 7dx,
О == Dg + dx + 20; '*
1 • •
г) при 28 отверстиях
D2 = 5di, D3 = 7di, = 8dxg 1
D = D4 + di + 20.
Соединительные каналы н шлакоуловители (табл. 107, 108). Раз-
меры поперечных сечений соединительных каналов и шлакоуловителей
вычисляют по формуле
(a+b)h
\ / ----2---—
где а и b — нижнее и верхнее основания в мм;
h — высота сечения в мм;
К — отношение площади рассчитываемого сечения к FH.C.
Размеры b и h в зависимости от способа подвода металла (односто-
ронними, двусторонними каналами и т. д.) и а определяют по формулам,
приведенным в табл. 108. Для расчета при двустороннем подводе при-
1 1 «г
нимают л, при четырехстороннем — д и т. д.
%
/7
т
Jrt а» „> Л »k- v v* ’
X
1
r" - 7‘4;w?
• , 4Л. > Л •* .
л -1
•1 3
Эскиз ...
а.
г*£6мм
а
d
3
R
4
'А Л
108. Выбор размеров соединительных каналов и шлакоуловителей
Соединительные каналы Шлакоуловители
К d • ь ' К а •>
число ветвей канала число вет- вей канала
1,2 •" 4 °-5 0,6а 1,5а 1,5 2 °’85 с 0.75а 1,2а
1.2 2 °-7 /^3 2,5 2 1.1 угн.с
1 0’9/^.е . 1,5 >-2 VFH с
1.2 °-85 Крн. с 0,75а 0,95а 4 ’ i л ’ -V 2VK~c 0,75а 1,2а
1 2 2 ‘•2 0,8а
1,2 2,5 - 2 ’2 У^Ге 0,95а
\ 2 ' 1 1.55 , г V
Завихряющие шлакоуловители
Размеры находятся по эмпирическим соотношениям в зависимости от размера осно-
вания соединительных каналов в мм: 4
d «в 3,2а; dt ® 2,6а; d3 «= 3.2 а — 4; hi «в 2,6а; гА == 0,1а.*
2
R
Й
. co
U
; <b
fe
*
R
3
o
3
R
R
X
£
5
«>
. fe
174
Прибыли
ПРИБЫЛИ
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Основное назначение прибылей — предупреждение образования
усадочных раковин в отливках.
Прибыли устанавливают у тех частей (элементов) отливки, которые
при принятом технологическом процессе затвердевают последними.
Наиболее эффективны прибыли прямого питания, устанавливаемые
на верхней поверхности отливки. Наибольшая эффективность боковых
прибылей достигается тогда, когда их верхний уровень располагается
выше верхней точки питаемого узла.
) В отливках с явно выраженными тепловыми узлами] прибыли рас-
полагают над этими узлами.
На крупных отливках, имеющих протяженные участки постоянного
сечения, устанавливают несколько прибылей. Установка прибылей на
необрабатываемых поверхностях нежелательна.
Прибыли необходимо располагать так, чтобы они возможно меньше
затрудняли усадку отливки и не вызывали больших затруднений при
их отделении.
Расчет. Расчет прибылей начинают с определения их чисел, кон-
фигурации и мест установки на отливке. После этого находят их объем
и основные размеры.
Прибыли рассчитывают различными методами: аналитическими и с по-
мощью эмпирических формул, в которых учтен производственный опыт.
Б. Б. Гуляев предлагает определять площадь поперечного сечения
прибыли по отношению диаметра прибыли dnp к диаметру окружности,
вписанной в питаемый узел отливки dofnA-
а) для компактных узлов
dnp * йотл == (1,054-1,15) j 1;
б) для узлов со среднеразвитой поверхностью
dnp • йотл~ (1»1б4-1,5) : 1;
в) для узлов с очень развитыми поверхностями
dnp ♦ dOmA ~ 1>5.
Отношение берут тем больше, чем больше Отношение длины питаемого
элемента к его толщине.
Высота прибыли
hnp = (14-1,5) dnp.
;Й. Пржибыл рекомендует рассчитывать объем прилегающей и полу-
прилегающей прибыли пб формуле
; У ___ у '
Упр-Л_х$ V°m«,
где Vотд — объем отливки (питаемого узла);
х — коэффициент неэкономичности прибыли; значения х соот-
ветствуют для прибылей: обычных открытых 10, закрытых
7—9, с газовыми давлением 5,5—7,5;
0 — объемная усадка металла, при затвердевании зависит от
сплава: для оловянных бронз 0 = 0,045, алюминиевых
бронз 0 = 0,0654-0,075, многокомпонентных (специальных)
латуней 0 = 0t075 и для меди 0 = 0t04.
Общие сведения
175
Высота прибыли принимается равной ее диаметру или несколько
больше.
У прейденная формула для расчета прибыли
Упр~ ХРУотл*
где Уотл — ббъем отливки (питаемого узла);
К — коэффициент запаса для обычных прибылей, Л = 3-гб.
109. Типы термических узлов отливок из медных сплавов
(по Й. Пржибылу)
Тип термических узлов
Способы предупреждения
образования усадочных
дефектов
По отношению к подаче жидкого ме-
талла?
проточные
-11 {]
Прибыли с холодильниками
пол у проточные
Прибыли с холодильниками
Холодильники
По отношению к прибылям:
прилегающие
Прибыли
полу прилегающие
Холодильники
ш
Прибыли
Продолжение табл. 109
Тип термических узлов
Способы предупреждения
образования усадочных
дефектов
удаленные
Холодильники
По занимаемой площади на< отливке:
" местные i
i
Прибыли с холодильниками
зональные и кольцевые
Прибыли с холодильниками
По отношению к толщине прилегающей
стенки:
малые
Оптимальные температуры
заливки и установка холог
дильников
большие
Прибыли и холодильники
Общие сведения
S
i
j
I
?
i
Типы термических узлов
По форме:
L-образные
L ЖЖ
Т-образные
Х-образные
рассредоточенные
С угловыми сопряжениями
Продолжение табл. 10ft
Способы предупреждения
образования усадочных
дефектов
Холодильники
Прибыли и холодильники
Холодильники
Холодильники
Холодильн ики и отверстия^
разрежающие термический ;
узел
ПО» Классификация прибылей
По способу формовки,
использованию давления
, и обогрева
П о ф о р м е
шаровые или полушаровые цилиндрические, конусные овальные (по сечению) прямоугольные (по сечению)
Прибыли, располагаемые над питаемым узлом
Открытые:
обычные
обогреваемые
Закрытые:
обычные
О
Продолжение табл, НО
У;
*
По способу формовки, использованию давления и обогрева , П о ф о р м е
шаровые или полушаровые цилиндрические, конусные овальные (по сечению) . прямоугольные (по сечению)
обогреваемые j f 1 i f | > ; В -
газового давления
базовый
патрон
Боковые прибыли, располагаемые сбоку у питаемого узла
Открытые:
обычные
мн*»
Продолжение табл. ПО
00
По способу формовки,
использованию давления
и обогрева
шаровые или
полу шаровые
По форме
цилиндрические,
конусные
овальные
(по сечению)
прямоугольные
(по сечению)
обогреваемые
Закрытые'.
обычные
газового давления
к
О
£
ь»
‘111. Размеры зоны действия открытых прибылей прямого питания в отливках типа бруска, плиты и кольца
Расположение прибылей х * 1 ... ч Алюминиевые бронзы ; t 11 Латуни Оловянные бронзы
Прибыли
обычные обогреваемые обычные обогреваемые обычные обогреваемые
—д —1В р А 4- В = 4,55 A 4- В = 5S A 4-B = 4,5S A + В = 5S A4-B=3,5S A 4-B==4,5S
L.
... J
i —A—t- 1 ±L = 4,5S + 0?5S A-^-B i=5S4~0,5S A + В» = = 4,5S -p 0,5S /- A 4“ В i »5S 4-0, 5S * A 4-Bi = =3,5о 4- 50 мм A4-Bi = = 4,5S 4~ 50 мм
zk •—
ШОдилънйк
. 1 L * —z- А — L = 2А = 4S L = 2 A 5S L = 2 A = 4S L = 2A =5S L = 2А = 3S L = 2A =4S
^в, 41 -Ay *Г Lt = 2At = IOS A 4- Bt = 5S Lt = 2AX = 115 A 4- Bi = 5,5S L^A^IOS A -h Bi ='5S L1 = 2Ai = 11S A 4-Bi =5.55 Li=2Ai=4S А 4~ Bi =® =3,5S4~50 мм Lt 2At = 5S A4~Bisas4S4-50 мм *
— о®- -4- м
Холодильник^010 А
п Ь: I* 'M to CO U. 5° Co СД*— co| co •9 Ax=3 (Si-—Ва)4“51 At ~~ 3,5Sg Oi CO w la S-1 CO H AiS=s:3(Si —St)4“<Si Ag e= 3,5Sj> а=3,5 (Si—Ss) Ai^=3S8 A 1=3 (Si—S»)4-^i Ajj=3,5Sj
1 *5 -2ZZJ
«о!
'П -4f‘. • К ; . f > £ъ> >“» Il II .w.w WaiOl 4"i i CoCo Ai=3 (S i""-S$ )4',Si Af s= 3,5SX •— S> Aj=s3,5Sf и к* C/)C/) M 1 1 1 • LQ M M • CQCOCO и COCO H ii M Ai=3 (Si-S^H-Si At =:3,5Si — S3 А$=г3,55> HTi ! Ils# Co* 1 * 1 r ‘ A4C0 COto Л,= =2,5 (S.-S.J+S, A g s® 35i — S3 At « 3Sf
r-J ;
-Г «о св*
1
1 1
2
R
182
112. Выбор места установки прибылей (по Б. Б.' Гуляеву}
Тип (класс) отливки в его характеристика Место установки прибыли
1. Куб сплошная отливка с центральным .размещением основной массы. Три осевых размера имеют близкие зна- чения Верхняя поверхность отливки, диаметр нижнего поперечного сечения прибыли принимается равным или несколько боль- шим (1,15) диаметра окружности, впи- санной в питаемый узел
2. Втулка отливка круг- лого сечения с размещением основной массы вокруг одной оси. Осевые размеры при- мерно одинаковы При небольших размерах отливки на торцовой поверхности устанавливают две секторные прибыли, перекрывающие 40— 50% длины окружности. При больших размерах втулки число прибылей увели- чивают, сохраняя постоянство относи- тельной длины перекрываемой окруж- ности .• t
3. Рычаг »* отливка с раз- мещением основной массы вдоль одной оси, размер ко- торой значительно превосходит два других осевых размера Л На утолщенных частях. Если сечение отливки постоянно по длине, то ставят несколько цилиндрических прибылей, расстояние между которыми определяют по табл. 111
4. Цилиндр « сплошная от- ливка с размещением основ- ной массы вдоль одной из осей. Один из осевых разме- ров превосходит два других в 2~3 раза При вертикальном Положении отлйвкй в форме прибыль устанавливают на её верхней торцовой поверхности. Нижнее сечение должно быть равным или не- сколько большим сечения цилиндра. При горизонтальном расположении отливки применяют прибыли прямоугольного се- чения, длина которых должна быть не менее 2,5 их толщины ‘ г ; •
I
Общие сведения
Продолжение табл. 112
Тип (класс) отливки и его
характеристика
Место установки прибыли
5. Диск =ч отливка о плос-
костным размещением основ-
ной массы. Один из осевых
размеров в 2—5 раз меньше
двух других
6. Плита — отливка с плос-
костным размещением основ-
ной массы. Один из осевых
размеров значительно меньше
двух других "
При горизонтальной заливке прибыли
(цилиндрические) устанавливают на утол-
щениях. В случае отсутствия утолщений
цилиндрические прибыли размещают в
средней части отливок. Радиус прибыли
должен составлять 1,5 толщины отливки.
При вертикальной заливке прибыли пря-
моугольного сечения устанавливают на
торцовой поверхности отливок. Наимень-
шее сечение прибыли должйо равняться
толщине отливки
7. Труба —» пустотелая от-
: ливка с размещением основ-
ной массы по периферии во-
: круг одной из осей. Один из
осевых размеров значительно
больше двух других
При горизонтальной заливке прибыли
прямоугольного сечения устанавливают
на кондак, охватывая фланцы
184
Прибыли
Продолжение табл. 112
Тип (класс) отливки и его
характеристика
Место установки прибыли
8. Колесо г* отливка круг-
лой формы с размещением ос-
новной массы по периферии
в одной плоскости. Один из
осевых размеров значительно
меньше двух других
Цилиндрические прибыли с напусками
устанавливают на места сопряжения спиц
и обода и на ступицу
9. Рама отливка с нерав-
номерным плоскостным распо-
ложением основной массы.
Комбинация из рычагов. Пло-
щадь отверстия больше или
равна половине площади от-
ливки в плане
Цилиндрические прибыли устанавли-
вают на утолщениях или местах сопряже-
ния элементов, образующих отливку
10. Кронштейны — отливка
с неравномерным пространст-
венным размещением основной
массы. Комбинация из плоских
стенок и втулок
См. пп. 12
Общие сведения
185
Продолжение табл. 112
Тип (класс) отливки и его
характеристика
Место установки прибыли
11. Коробка — отливка с про-
странственным, главным обра-
зом периферийным размеще-
нием основной массы. Комбинат
ция из плоских стенок, разме-
щенных в различных плоско-
стях
См. пп, 1—9, 12
12. Арматура —* отливка с
пространственным размеще-
нием основной массы. Комби-
нация из втулок, плоских и
криволинейных стенок
Прибыли прямоугольного сечения уста-
навливают на фланцах. Прибыли_должны
охватывать фланцы по дуге до 180° и
иметь напуск на их торцовой поверхности
13. Отливка сложной конфи-
гурации. Пространственное
размещение основной массы.
Сложная комбинация-из криво-
линейных стенок и рычагов
См. пп. 1г—9, 12
186
Прибыли
ЗАКРЫТЫЕ ПРИБЫЛИ
Сферические прибыли (рис. 50) с двусторонним скосом исполь-
зуют в отливках из алюминиевых бронз для питания узлов,
Рис. 50. Сферическая
прибыль с двусторон-
ним скосом
Рис. 51. К определению размеров сфериче-
ской прибыли с двусторонним скосом
имеющих отношение высоты к толщине не более 3. Основные раз-
меры этих прибылей рассчитывают по формулам:
Рис. 52. Сферические
прибыли с односторон-
ним скосом
b > ^уз\ & = 1,5 D = 2Ь\
и 1 о Z5»1Q 1 b \ । । ,
** 1 >2 Ч j 4“ Ч~ >
где Ь — диаметр нижнего основания;
D —- диаметр сферической части;
Н — общая высота прибыли;
Q — вес питаемого узла в кг;
Яд — расстояние от основания при-
были до ее сферической части.
При b 130 мм ап~ 25 мм, d =
= 25 мм; при & = 130ч-25Q мм ап =
= 25ч-55 мм; при Ь= 250 ч-370 мм ап =
=55ч- 70 мм; при b > 130 мм ап = .
По весу питаемого узла по графику
(рис. 51) можно определить значения b
и D.
На узлах отливки, имеющих отношение высоты к толщине более
3, устанавливают сферические прибыли с односторонним скосом
(рис. 52).
Закрытые прибыли
187
Основные размеры этих прибылей рассчитывают по формулам:
ъ = 1,5 Vq; d = i,56;
Я = 1,2 (^4-0,1б\ + а + <1;
L = 2b,
где L — протяженность прибыли.
Значения а и d те же, что и для сферической прибыли с двусторон-
ним скосом.
Сферическую часть прибыли делают из расчета, что ее высота рав-
няется ее радиусу. Размеры боковых прибылей приведены в табл. 113.
113. Размеры закрытых боковых прибылей в мм
Боковые прибыли с газовым давлением (рис. 53). В этих прибылях
используют газотворные вещества: углекислый кальций, углекислый
магний, углекислый цинк (табл. 114). Начало диссоциации газотворных
веществ в прибыль зависит от толщины стенок огнеупорной оболочки
патрона (рис. 54).
114. Газотворные вещества
Газотворное вещество Молекуляр- ный вес Температура диссоциации в ®С Реакция диссоциации г
Углекислый кальций СаСОз Углекислый магний MgCOj . Углекислый цинк ZnCbs 109,09 84,33 125,39 825 350 300 СаСОз •» СаО 4* СО2 MgCOs= MgO 4- СО2 ZhCOa= ZnO 4- СО2
188
Прибыла
Оболочки и крышки патронов изготовляют в металлических ящиках
уплотнением специальных огнеупорных смесей. Ниже приведены со-
ставы некоторых огнеупорных смесей:
1) 40% огнеупорной глины, 60% молотого шамота (смесь увлаж-
няют до консистенции густой сметаны);
2) 40% молотого шамота, 24% огнеупорной глины, 20% древесных
опилок, 16% воды; . ,
3) 12% молотого шамота, 48% огнеупорной глины, 24% древесных
опилок, 16% воды.
Рис. 53. Закрытая боковая при-
быль с газовым давлением
Рис. 54. Зависимость
начала диссоциации газо-
творных веществ от тол-
щины стенки патрона
Огнеупорную глину и молотый шамот предварительно просеивают
через сито с отверстиями диаметром 0,25 мм, древесные опилки — через
сито с отверстиями диаметром 1 мм.
Оболочки и крышки из смеси № 1 сушат при 100—110° С в течение
2 ч с последующим охлаждением на воздухе в течение 1 ч> из смеси
№ 2 сушат на воздухе и обжигают при 350е С в течение 30—40 мин;
из смеси № 3 сутки сушат на воздухе, затем нагревают в течение 2,5—
3 ч до 500° С и выдерживают 15 мин при этой температуре.
ПРИБЫЛИ, ОБОГРЕВАЕМЫЕ ЭКЗОТЕРМИЧЕСКИМИ
СМЕСЯМИ
Обогрев прибылей осуществляется стаканами, втулками или бри-
кетами, изготовленными йз экзотермических смесей.
В отливках из латуней, содержащих более 25% цинка, применяют
стаканы из экзотермических смесей для обогрева прибылей весом не
боДее 50 кг, а в отливках из оловянных бронз, алюминиевых бронз
и кремнистых латуней—для обогрева прибылей весом не болей
30 кг. . .
Прибыли большого веса делают открытыми и обогревают экзотер-
мическими втулками или брикетами.
Прибыли, обогреваемые экзотермическими смесями
189
Исходные материалы для изготовления экзотермических смесей.
Алюминиевый порошок поставляется специализирован-
ными заводами.
Алюминиеваястружка, предварительно обезжиренная
и просушенная, измельчается, а затем просеивается через сито с раз-
мером ячейки 1,6 мм.
Алюминиево-магниевый сплав (53% магния и
47% алюминия) измельчается в щековых дробилках до размера зерна
не более 2,0 мм.
Древесный уголь измельчается и просеивается через сито
с размером ячейки 3 мм.
Железная руда с содержанием окислов железа не менее
80% просушивается, измельчается в шаровых мельницах или бегунах,
а затем просеивается через сито с размером ячейки 1,0 мм.
Железная окалина, предварительно обезжиренная и про-
сушенная в течение 1,5—2 ч при 350—400° С, подвергается далее той же
обработке, что и железная руда. г
Молотый шамот поставляется специализированными заво-
дами или изготовляется на месте, применяется в виде крупки с размером
зерна не более 5 мм.
Формовочная глина просушивается при 200—300° С,
размалывается и просеивается через сито с ячейкой размером в 1 мм.
С т р о и т е л ь н ы й г и п с поставляется специализированными
заводами.
Сульфитно-спиртовая барда и крепитель
4ГУ поставляются специализированными заводами.
Приготовление экзотермических смесей. В смешивающие бегуны
с катками, поднятыми на 6—8 мм над днищем чаши, загружают: алю-
миниевый порошок, измельченную алюминиевую стружку, измельчен-
ный алюминиево-магниевый сплав, древесный уголь, древесные опилки,
железную руду, железную' окалину, молотый шамот, формовочную
глину и строительный гипс. Эти материалы перемешиваются в течение
3—5 мин. Затем в смешивающие бегуны добавляют воду и связующие
материалы (сульфитно-спиртовую барду или крепитель 4ГУ) и вновь
перемешивают в течение 3—5 мин.
Готова? смесь перед употреблением вылеживается в течение 20—
30 мин с целью уменьшения ее прилипаемости к стержневым ящикам
и моделям. Допускается вторичное использование боя экзотермических
облицовок, предварительно размолотого до зернистости не более 5 мм,
в качестве добавки (10% веса свежеприготовленной смеси).
Облицовки из экзотермических смесей могут храниться до сушки не
более 8 ч и после сушки не более 10 суток,
Влажность форм, заливаемых в сыром состоянии, при при-
менении прибылей с экзотермическим обогревом не должна превы-
шать 5,5%. ...
После заливки форм поверхность металла в прибыли рекомендуется
присыпать отходами экзотермической смеси и поверх нее сухим
песком.
Свойства и состав экзотермических смесей. Смеси должны обла-
дать следующими свойствами: I) во влажном состоянии — газопрони-
цаемостью 80, влажностью 8—13%, пределом прочности при сжатии
0,3 кПсм* и 2) в сухом состоянии пределом прочности при растяжении
5 кПсм*. Температура сушки оболочек из смесей 180—220° С.
190
Прибыли.
115. Экзотермические смеси для облицовки прибылей
Марка смеси Состав в ве
Измельченный алюминиево- магниевый сплав Древесный уголь Древесные опил- ки Железная руда или окалина Гипс строитель- ный
ЭМ-1 15 6 2 15 20
ЭМ-2 14 10 1 15 15
ЭМ-3 13 12 1 1 10 15
Примечание. Смеси сод и стружки.
ес. % Продолжительность сушки оболочек в ч Вес обогреваемых прибылей в кг
Селитра калие- вая Шамот молотый Формовочная глина Сульфитно- спиртовая барда
5 30 4 9 2—2,5 До 10 ♦ <
1 35 6 9 3—4 До 50
1 « 35 10 4ГУ 2 , 4—6 Более 50 '
держат 3% алюминиевого порошка
116. Состав и свойства разделительных стержневых смесей
для нижних частей экзотермических стаканов и втулок
Состав в вес. % Газопроницае- мость во влаж- ном состоянии Предел проч- ности при сжа- тии во влажном состоянии в кГ/см2 Предел проч- ности при рас- тяжении в су- хом состоянии в кГ/см2 1 • • Влажность в %
1. Песок кварцевый 90,0 Глина формовочная 2,0 Жидкое стекло (у = = 1,2 г/сжа) 6,5 Едкий натр (10%-ный) 1,0 Мазут 0,5 100 0,2 10,0; i 5,0—6,5
2. Песок Кварцевый 90,0 Глина формовочная 3,0 Сульфитно-спиртовая барда 5,0 Связующее 4 ГУ 2,0 70 0,2 9,0 5,0—6,5
Примечания: 1. Стержневую смесь № 1 (быстросохнущую)*
применяют также для изготовления разделительных стержней-диаф-
рагм, закладываемых в основание легкоотделяемых прибылей.
2. Разделительный слой в стаканах и втулках допускается изго-
товлять из- других смесей, обладающих приведенными в таблице фи-
зико-механическими свойствами и хорошей связуемостыо с экзотер-
мической смесью.
Холодильники
161
FV’*’
'е':- ’
Расчет. После выбора места установки прибыли на отливке рас-
считывают вес прибыли, ее размеры и размеры надставки.
Для определения веса прибыли вычисляют отношения размеров
отливок:
плита или брусок
диск
2D
№
if
/ SV v *
t
сплошной цилиндр
J
где I — длина отливки или, в случае нескольких прибылей, участка^
питаемого прибылью;
b — ширина отливки;
D — диаметр отливки;
3 —.толщина отливки (наименьший размер сечения отливки);
в случае цилиндрической отливки (массивной части) 3 — ее
длина.
Рис. 55. Номограмма для определения отношения —~
Qo
По номограмме (рис. 55) определяют отношение (вес прибыли Qn;
— вес отливки или части ее,питаемой одной прибылью) в зависимости
от величины отношений, установленных выше. Из отношения по
Ча
весу отливки или ее части питаемой прибылью находят вес последней.
По весу прибыли определяют по номограмме (рис. 56, 57) ее основ-
ные размеры, а также цифры экзотермических втулок и стаканов.
С помощью шифра (табл. 117х 118) находят размеры стаканов и втулок.
Qe
Изделие
117. Размеры стаканов, втулок и надставок из экзотермических смесей
(по МН 2688 —61—МН 2700—61) в мм
Вес в кг
а •S S £> £1 *>3 И Hi н, Hi h hi г T1 d изде- при-
S лия были
Стаканы для обогрева
закрытых прибылей:
цельные
Место мархироВки
01 55 88 — 60 76 — —J 20
02 60 | 95 —- V"" 70 87 - -
03 70 106 1 — 80 98 —— —
04 80 117 — 90 108 — —,
05 90 128 1 — 100 119 — 30
06 | ЮО •140 1 — 1.КЙ - 110 130 —
07 110 | 150 1 ~ 125 145 1 — 1 —
08 125 170 1 - [- — - 140 162 — -
09 140 180 I — — 160 183 —— — 40
10 160 210 - 180 205 —— —
п 180 233 —— 200 226 —- —
12 | 200 256 —— 225 253 —
13 225 286 - “• 1 250 280 —*• 50
14 | 250 315 1 - 1 280 312 -
15 280 350 —и •им» 315 350 «м» —
1 1 1 III' 1 1 1 1 1 1 1 6 5 10 0,6 1,1
0,7 1,7
8 1,0 2,3
15 1,3 Г 3,4
12 7 1,6 4,6
2,1 6,8
20 2,7 9,2
3,6 13,5
16 4,6 18,5
10 30 6,5 27,0.
8,6 37,0
22 11,2 . 53,0
40 15,0 73,0
19,0 106,0
30 50 25,8 145,0
к,Ч‘< Г*
16 16/1 16/2 315 390 348 344 350 385 260 135 50 100 30 •ив 50 35 210
17 17/1 . 17/2 350 430 \ 386 382 400 440 290 160 60 120 40 —— 60 46,8 290
18 18/1 18/2 400 488 440 436 450 495 325 180 60 135 40 —* 60 66,5 420
Втулки для обогрева
открытых прибылей:
цельные
Место
маркировки
. Орлов
D,
составные
1 Г—
D
Л
Надставки для нара-
щивания цельных втулок
. Место
3 ч. • • • • • * » , » • • » • 1 9 » • 1 •
——Z — Л 1—_ j
fi
гъ
41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 60 80 100 125 160 200 250 315 84 98 120 144 174 216 264 324 402 100 150 200 300 20 30 40 50 5 10 0,7 0,9 1,1 1,5 3,8 6,5 8,5 21 26 1,4 2,2 3,9 6,0 15,0 31,0 49,0 115 182
50 50/1 50/2 400 504 440 436 400 12 53,6 388
51 51/1 51/2 500 624 552 548 500 15 117 760
52 52/1 52/2 600 744 1 664 660 600 168 1338
411 421 431 441 451 461 471 481 491 50 60 80 100 125 160 200 250 315 84 98 120 144 174 216 264 324 402 50 100 0,35 0,45 0,55 0,75 1,3 3,25 4,25 7,0 8,7 0,7 1,1 1,9 3,0 5,0 15,0 24,5 38,5 60,3
St
S'
г
к
о
Ci
о
<х
оь
&
is
а
Си
?;
5
с»
ХЗ
St
S
А
С»
Ж
R
iS
St
St
is
1
/
118. Размеры овальных стаканов, втулок и надставок из 'экзотермических смесей в ям
Изделие
Стаканы для обогрева
закрытых прибылей:
цельные
Место маркировки
5
-L
Вес в кг
сх е S В В Bi в2 в9 L Li l2 L* н Н2 Н9 h At г Г \ d изде- лия при- были
21 55 94 — 110 150 —— 60 80 — — 6 1,1 2,5
22 60 100 «мм* 120 160 —— 70 90 — — *20 5 15 1,3 3,8
23 70 112 ff***5 140 182 я» 80 100 —— — 1,8 5,2
24 80 125 — Mi 160 205 — Ч< 90 112 —— Мая 8 2,3 4,5
25 90 138 — 180 228 — - 100 125 — мм» 20 3,1 10,5
26 100 150 — 200 250 110 135 — —— ммм 7 4,0 15
27 110 164 — 220 275 — — 125 152 30 — 12 5,2 21
28 125 183 — — 250 308 — 140 170 — — 25 7,0 30
29 140 202 — А*** 280 342 — —- 160 190 — 16 9,5 42
30 160 227 — — 320 387 — 180 213 — 40 13 60
31 180 252 "“7" —— 360 432 — 200 235 »!« — —— 22 10 35 17 84
32 200 278 400 478 — 225 265 ММ «МММ •— 23,4 120
составные
ЕЕ
Место маркировки
JJ3 ।
Втулки для обогрева
открытых прибылей:
цельные
33 33/1 33/2 225 310 265 260 450 535 490 485 250 292 175 127 50 85 10 30 50 32 170 (
34 34/1 34/2; 250 342 290 285 500 592 540 535 280 326 205 131 • 42 240
35 35/1 35/2 28Q 380 325 320 560 660 605 600 315 365 235 140 60 80 12 40 60 57 340
36 36/1 36/2 315 424 365 360 630 739 680 675 350 405 255 160 105 / 77 480
61 50 90 —— 100 140 — — 1,1 з,з
62 60 104 — •— 120 164 — — 100 20 5 1,4 5,0
63 80 130 ——1 — 160 210 — — 2,1 8,9
64 100 156 — — 200 256 — 30 2,6 14,8
65 125 190 — —— 250 315 — — 150 10 6,6 33,0
66 160 236 — — 320 396 М — — 200 40 12,6 71,0
Прибыли Прибыли, обогреваемые экзотермическими смесями 195
196
Прибыли
Продолжение табл. 118
Вес в кг ; 1 при- были > 111 260 418 890 94 2,5 *4 7,4 1.1,0 35,5
изде- лия СМ I 63 130 й о °-7 r-H СО v-4 2,2 e‘9
j 1 "|
j 1 1 1
о см
-хе
•si 40 OS - со -
ОО £ 1 1 1
©4 £ 1 1 1
£ 1 1 1 1
£ 200 300 300 400 0S L 100
•0 -4 435 545 S89 870 1 1 j | I I
-4 440 550 690 874 1 1 1 1 1 1
1 490 909 758 956 140 164 о см 256 315 396
400 [ 500 i i 630 008 1 100 120 о 200 250 320
«0 «1 235 295 370 470 1 1 1 1 1 1
С4 0Q 1 ! ! 240 i । 300 375 474 1 j j 1 1 1
W CQ 290 356 ! 556 1 ! .06 104 § 156 190 236
oq 200 250 315 400 50 09 80 100 125 160 ;
афиш >-<см to О to с CJ ч—< см о оо оо ООО v4 СМ ООО to со со WCM ООО 611 621 631 641 651 661 ’
Изделие составные
Л 1 о
— — • C1QC 3 Л ч си У - -fl : CQ cq
—
г :-if-
11
Надставки для втулок место » матировки
74 Г.’. V*
—
1 1
• • '1/ If
-—н—-
Прибыли, обогреваемые экзотермическими смесями-
197
Рис.
Н,мм
100-
41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52
Шифр круглых втулок ПО МН2694-61; МН 2695'61
63 64 35 36 67 68 69 70
Шифр овальных втулок по МН 2697-61, мн 2696-61
56. Номограмма для определения шифров и размеров
открытых прибылей
61
....круглые надставки
------Овальные надставки
Вес жидкого медного сплава в круглых надставка*, кг
15,5 24,5 38,3 30,6 97 152 223
- »—
223
0.7
50-
56
35,5
87
129
16
1,1 1,9 30 5,0
вес жидкого медного сплава довольных надставках,кг
I 11___________-----------1----1-----1---
60
50 60 80 100 125 160 200 250 315 000 500 600
< D-диаметр круглой прибыли; В-ширина овальной прибыли,мм,
L 411 421 431 441 451 431 471 481 491 50/2 51/2 52/2
_____t Шифр круглых надставрк по МН 2696-61
' ~бй 621 631 601 651 661 67/2 88/2 69/2 70/г '
Шисрр овальных надставок по МН 2699-61
Рис. 57. Номограмма для определения шифров и размеров закрытых
прибылей
108
Холодильники
В зависимости от размеров прибыли в случае необходимости выби-
рают размеры надставки по номограмме (рис. 58).
Рис. 58. Номограмма для определения шифров и размеров
надставок
В табл. 117, 118 вес прибылей определен из расчета плотности жид-
кого металла 7,5 г! см3.
холодильники
Холодильниками называются металлические вставки, помещаемые
в форму с целью ускорения охлаждения отдельных частей отливок
и обеспечения заданной направленности ее затвердевания. Холодиль-
ники разделяют на внешние и внутренние.
Внутренние холодильники для отливок из медных сплавов. Холо-
дильники изготовляют из меди (круглого проката), оловянных
бронз (без или с небольшим содержанием цинка), латуней (высоко-
мед ных).
Внутренние холодильники устанавливают для захолаживания неот-
ветственных узлов тех мест, которые подвергаются механической обра-
ботке (сверлению, расточке и т. п.), в отливках из оловянных бронз,
латуней, в том числе и из кремнистых латуней. В медных сплавах, со-
держащих алюминий, применение внутренних холодильников не реко-
мендуется.
Перед установкой в форму поверхность холодильника тщательно
очищается и лудится оловом. Вес холодильника должен быть не более
12—15% веса захолаживаемого узла.
Холодильники
199
119. Наружные холодильники
Конфигурация и расположение холодильников
Плоские холодильники
Круглые холодильники
Материал
холодильников
Сталь (про-
кат), чугун, медь
(прокат), бронза,
графит
Сталь (про-
кат)
Чугун, брон-
за, графит
120. Размеры наружных холодильников в мм.
Толщина А или диаметр d захолажи- ваемого узла в мм Материал холодильников
Чугун (сталь) Бронза (медь)
* а S а dy. Л S
15—30 (0,7 — 1,2) А 9—25 (0,8 — 1,0) d (0,8 — 1,0) А 9—20 * (0,8 — 1,0) d
30—50 (0,7 — 1,25) А 25—40 (0,8 — 1,25) d (0,8 — 1,25) А 20—30 (0,8 — 1,25) d
50 — 70 (0,9 — 1,25) А 40—60 (0,9 — 1,25) d (1- 1,25) А 30—50 (1 — 1,25) d
200 Холодильники
Покрытия для рабочих поверхностей наружных холодильников
при литье медных сплавов. Краска ГБ (графито-бентонитовая}
наносится тонким слоем 0,1—0,3 мм пульверизатором, окунанием или
кистью. Холодильник сушится при 200—300° С в течение 2 ч. Качество
поверхности отливки удовлетворительное.
Крепитель 4ГУ наносится тонким слоем, присыпается мелким
кварцевым песком и сушится при 170—200° С в течение 1 ч. Качество
поверхности отливки хорошее.
Алюминиевая краешка (алюминиевая пудра, и крепитель
4ГУ в соотношении 10 : 1) наносится тонким слоем, затем сушится
при 180—220° С в течение 1,5 ч. Поверхность отливки хорошая.
Эпоксидную смолу, растворенную в ацетоне (93%), сме-
шивают с полиэтилхлорамином (7%). Полученную краску^гонким слоем
наносят на поверхность холодильника. Холодильник сушится при 45—
50° С в течение 1—1,5 ч с постепенным повышением температуры до
80—90° С. Поверхность отливки очень хорошая.
Поливинилацетат (используется в готовом виде) нано-
сится пульверизатором тонким слоем 0,02—0,03 мм и сушится при 50° С
в течение 1 ч. Поверхность отливки очень хорошая.
I
Глава VIГ ПРИМЕРЫ ФОРМ
При проектировании технологического процесса производства
различных отливок в песчано-глинистых формах прежде всего уста-
навливают наиболее целесообразное расположение отливки в момент
А-А
А-А
Рис. 59. Корпус насоса из оловян-
ной или оловянноникелевой бронзы.
Литниковая система закрытая.
После механической обработки
испытывают гидравлическим давле-
нием
Рис. 60. Рабочее колесо из
оловянной или оловянно-
никелевой бронзы. Литни-
ковая система закрытая.
После механической обра-
ботки испытывают гидра-
влическим давлением
заливки, затем места подвода металла, установки прибылей и холо-
дильников, если последние необходимы.
Правильный выбор места подвода металла в полость формы оказы-
вает существенное влияние на качество отливок. Место подвода металла
202
Примеры, форм
^ст~ 1,7см? Fnunf*
Рис. 61. Корпус насоса из оло-
вянной или оловянноникелевой
бронзы. Литниковая система
открытая; наименьшее сечение—
нижнее сечение стояка. Металл
подводят через усадочные пита-
тели. Отливки после механиче-
ской обработки испытывают
гидравлическим давлением
А-А
Рис. 62. Корпус фланце-
вых клапанов из бронзы
Бр. ОЦСН 3-7-5-1. Me-
талл подводят в закрытые
прибыли, установленные
у фланцев
500
Примеры форм
203
t
Рис. 63. Корпус муфто-
вых клапанов из бронзы
Бр. ОЦСН 3-7-5-1. Форму
заливают в вертикальном
положении. Металл под-
водят через усадочный
питатель
Рис. 64. Корпус муфто-
вых клапанов из бррн-
зы Бр. ОЦСН 3-7-5-1.
Форму заливают в го-
ризонтальном положе-
нии. Питание отливки
осуществляется закры-
тыми прибылями
500
Рис. 66. Корпус клинкетных задвижек из бронзы
Бр. ОЦ 10-2. Форму заливают в горизонтальном поло-
жении
Примеры форм
Рис. 65. Корпус небольших муфтовых клапанов из
бронзы Бр. ОЦСН 3-7-5-1. В форме одновременно
получают десять отливок. Форму заливают в горизон-
тальном положении
206
Пример^ форМ
Рис. 70. Рабочее колесо из бронзы Бр. ОЦСН 3-7-5-1:
/ — отливка; 2 — отливка с прибылью; 3 — стержень легкоотделяемой при-
были и ступицы колеса (низ стержня отделяет прибыль от отливки и одновре-
менно образует верхнюю часть ступицы колеса)
Рис. 71. Тарелка весом 9 кг
из бронзы Бр. ОЦСН 3-7-5-1
Холодильник
Рис. 72, Рабочее колесо насосов из
бронзы Бр. ОНФ 9-2,5-0,2 диаметром
120—1200 мм. Заливка в сухие формы
через центральную прибыль. Стержни
изготовлены из смеси на жидком стекле
Примеры форм.
207.
Рис. 73. Отливка из алюминие-
вой бронзы. Форму в процессе
литья поворачивают
Рис. 74. Втулка из брон-
зы Бр. АЖМц 10-3-1,5
диаметром 800 мм, вы-
сотой 615 мм и толщи-
ной стенок 43 мм.
Заливка в формы
из жидкостекольной
смеси:
1 — щелевой литник; 2—
вертикальный шлакоуло-
витель (4 Шт.); 3 — Соеди-
нительный канДл; 4—го-
ризонтальный шлакоуло-
витель; S — стОяй (2 шт.)
Рис. 75. Корпус цилиндра весом
56 кг из бронзы Бр. АМц 9-2.
Литниковая сйстема с верти-
кально-щелевыми питателями
и бткрытыМи вертикальными
шлакоуловителями
А-А
208
Примеры форм
Рис. 76. Вал-гайка стрипперного
крана из бронзы Бр. АЖ 9-4:
1 — поддон; 2 — круглые опоки; 3 —
чугунные кольца (холодильники);
4 — труба-каркас стержня; 5 — стояки
(шамотные трубки); 6 — литниковая
воронка; 7 — верхняя часть формы
Рис. 77. Отливка из латуни
ЛК 80-ЗЛ. У места подвода ме-
талла в полость формы установ-
лены закрытые прибыли. Отлив-
ки после механической обработки
испытывают гидравлическим
давлением 180 ат
Рис. 78. Отливка из латуни
ЛК 80-ЗЛ. После механической
обработки испытывают гидрав-
лическим давлением 60 ат и
воздушным 45 ат
Рис. 79. Отливка из латуни
ЛК 80-ЗЛ. При горизонтальт
ном расположении отливки
в форме наблюдался брак
по негерметичности
Примеры, форм.
209
Рис. 80. Диск весом 37 к»
из латуни ЛК 80-ЗЛ. Литни*
ковая система с фильтрую-
щей сеткой и без прибылей
Прибыль
Прибыль
Литниковая
воронка
канал 6
Надсеточный шла-
коуловитель
Стояк
Соединительный
канал А
Фильтрующая
сетка
Под сеточноя
полость
Рис. 82. Корпус насоса весом 225 кг из ла-
туни ЛК 80-ЗЛ. Литниковая система с зави-
хряющим шлакоуловителем и щелевым пита-
телем
Рис. 81. Крышка весом 23 кг
из латуни ЛК 80-ЗЛ. Литни-
ковая система с фильтрую-
щей сеткой и без гидравли-
ческого затвора
/1 A
Холодильник
Отливка
Шлакоуловитель верхний
Шлакоуловитель
кольцевой
Рис. 84. Корпус подшипника весом
' 73 кг из латуни ЛК 80-ЗЛ. Литни-
ковая система со ступенчатым стоя-
ком и кольцевым шлакоуловителем
..Стояк
Отливка
Соединительный
канал
локоуловитель
нижнии . I
Рис. 85. Гайка нажимного винта
весом 1756 кг из латуни ЛАЖМц
66-6-3-2. Литниковая система
с четырьмя завихряющими шла-
коуловителями и щелевыми
питателями
212
t
Примеры форм
Рис. 88. Втулка кронштейна вала привода весом 450 кг Рис. 89. Обтекатель весом 258 кг из латуни ЛМцЖ
из латуни ЛМцЖ 55-3-1. Литниковая система с двумя 55-3-1. Литниковая система с двумя завихряющими
фильтрующими сетками и гидравлическими затворами шлакоуловителями
Примеры форм
215
и производстве отливок из оло-
Рис. 90. Корпус весом 52 кг из мо-
неля. Металл подводится через бо-
ковые прибыли
устанавливают в каждом отдельном случае в зависимости от размеров
и конфигурации отливки и свойств сплава. Подвод металла в полость
формы должен обеспечить спокойное, безударное заполнение полости
формы и заданную направленность затвердевания отливки.
Металл рекомендуется подводить так, чтобы стенки отливки были
продолжением струи металла. Н£ допускается подача последнего на
стержень или стенку формы,
вянных бронз, сплавов с ши-
роким температурным интерва-
лом кристаллизации предпочти-
телен подвод металла в полость
формы сверху.
Алюминиевые бронзы и ла-
। туни, сплавы, склонные к плено-
образованию,целесообразно под-
водить в полость формы снизу,
используя литниковую систему
расширяющуюся или с тормозя-
щими элементами. При произ-
водстве отливок из сплавов,
обладающих повышенной склон-
ностью к образованию сконцен-
трированных усадочных пустот,
широко применяют прибыли и
холодильники.
Подобный подвод металла используют и для отливок из кремнистой
латуни. В ряде случаев приходится отступать от этих рекомендаций и
подбирать наиболее подходящие типы литниковой системы, места
установки прибылей и холодильников.
Различные типы литниковых систем, прибылей и холодильников,
а также рекомендуемые области их применения приведены в гл. VI.
Там же приведены все материалы, необходимые для расчета литниковых
систем и прибылей.
При проектировании технологического процесса производства
отливок полезными будут примеры форм (рис. 59—90), взятые из опыта
работы различных литейных цехов. Большинство примеров приводится
для отливок из оловянных бронз, алюминиевых бронз и многокомпо-
нентных латуней, отдельные примеры — для отливок из никелевых
сплавов.
Глава VIII. ДЕФЕКТЫ ОТЛИВОК
И СПОСОБЫ ИХ ИСПРАВЛЕНИЯ
Дефекты отливок делят на допустимые и недопустимые. Недопу-
стимые дефекты, в свою очередь, подразделяют на исправимые и не-
исправимые. В случае неисправимых дефектов отливки подлежат окон-
чательной забраковке и переливке.
ДЕФЕКТЫ ОТЛИВОК
Дефекты отливок являются результатом плохого качества металла
или формы, а также нарушением технологии заливки, затвердевания и
выбивки отливок из форм (табл. 121).
СПОСОБЫ ИСПРАВЛЕНИЯ ДЕФЕКТОВ
Отливки с такими дефектами как трещины, раковины, засор, не-
долив перед исправлением подвергают специальной подготовке.
Участки отливки, подлежащие исправлению, очищают до здорового
металла. Окалину, шлак, формовочную смесь и другие загрязнения
удаляют вырубкой пневматическим или ручным зубилом, стальной щет-
кой, напильником и др.
Крупные раковины вырубают до исчезновения черновин. При скоп-
лении раковин или засора на небольшой площади удаляется сразу
вся группа дефектов на глубину их залегания. При недоливах место
наплавки зачищают снятием тонкого слоя металла с поверхности от-
ливки. Трещины вырубают на всю длину и глубину.
Чтобы трещина в процессе заварки не распространялась дальше,
необходимо на расстоянии 5—10 мм от концов ее просверлить отверстия
диаметром 6—8 мм сквозные при сквозных трещинах и при несквозных
“на глубину, превышающую глубину трещины на 2—3 мм. Отливки
перед заваркой подогревают до 500° С.
Электродуговая заварка. Для исправления дефектов
применяют электр оду г овую заварку по методу Бенардоса с помощью
угольных электродов и по методу Словянова с помощью металлических
электродов.
Присадочные прутки при заварке методом Бенардоса имеют или
круглое сечение диаметром 6—8 мм или прямоугольное сечение 8Х 6 мм.
Диаметр угольных или графитовых электродов 8—10 мм.
Присадочные прутки и металлические электроды готовят из сплавов,
близких по составу к материалу отливки.
Например, для заварки оловянных бронз применяют следующие
сплавы: 1) 3,28% олова, 8,9% цинка, 0,2% фосфора, 0,31% никеля,
0,32% железа, 5,89% свинца, остальное медь; 2) 7—9% олова, 0,6—
0,8% алюминия, 0,8% марганца, 0,3% железа, до 0,03% фосфора,
остальное медь.
Способы исправления дефектов 215
Для отливок из фосфористой бронзы применяют прутки и электроды
из оловянной бронзы (7—9% олова) и фосфористой бронзы (9—11% оло-
ва; 0,5—1,0% фосфора).
Для алюминиевых бронз применяют прутки и электроды того же
состава, что и материал отливки, а также используется бронза
Бр.КМц 3-1.
В качестве флюса используют различные составы, например: 1) 4—
5% магния, 96—95% буры (для оловянных и фосфористых бронз);
2) 50% хлористого калия, 12,5% хлористого натрия, 35% криолита,
2,5% древесного угля (для алюминиевых бронз).
Флюсы после сплавления и измельчения наносят на присадочные
прутки и электроды, предварительно смоченные жидким • стеклом
(2 части жидкого стекла на 1 часть воды).
Для трех групп бронз рекомендуют также следующие покрытия
присадочных прутков и электродов:
1) для бронз Бр.ОФ 10-1, Бр.АМц 9-2, Бр.КМц. 3-1: 2% порошка
алюминиевого, 5% графита, 54% ферромарганца, 15% криолита,
17% плавикового шпата, 2% ферросилиция, 5% карборунда.
2) для бронзы Бр.ОЦС 5-5-5: 45% мрамора, 5% графита, 5%
ферромарганца, 38% плавикового шпата, 7% карборунда;
3) для бронзы Бр.АЖМц 10-3-1,5: 45% мрамора, 5% графита, 10%
ферромарганца, 30% плавикового шпата, 10% карборунда;
Заварка латунных отливок затрудняется присутствием в сплаве
легко испаряющегося и окисляющегося цинка. По этой причине заварка (
производится предельно короткой дугой (3—6 мм). Присадочные прутки
и электроды изготовляют из следующих сплавов: ЛК 80-ЗЛ, ЛМц 59-0,2,
Бр.КМц 3-1, ЛЖМц 59-1-1.
Свинцовую латунь заваривают Бр.ОС 5-25 или Бр.ОНФ 8-1,5-0,3.
В качестве флюсов (покрытий) применяют составы:
1) 100% буры;
2) 95% буры и 5% магния;
3) 35% криолита, 50% хлористого калия, 12,5% хлористого натрия,
2,5% древесного угля
4) 80% мела, 20% буры.
Газовая заварка (ацетилено-кислородная). Пламя газовой
горелки должно быть нейтральным. Для исключения выгорания цинка
ядро пламени следует держать от заварочной ванны на расстоянии
7—10 мм. Присадочные прутки применяют те же, что и при электроду-
говой сварке.
В качестве флюса применяют буру и борную кислоту с добавками
поваренной соли, углекислого калия.
Наконечники горелок выбирают в зависимости- от толщины стенок
отливки:
Толщина стенки отливки Наконечники газовой
в мм горелки с расходом аце-
тилена в л[ч,
4— 8 500
8—14 750
14—20 1200
Заварка расплавленным металлом (наплавка)
при правильном выполнении обеспечивает надежное соединение на-
плавленной части с основным телом отливки. Недостаток этого способа —
121. Дефекты отливок из медных сплавов и меры их
предупреждения
Вид дефекта
Причины дефекта
Меры предупреждения
N3
к** ... -
I. Дефекты поверхности
1. Заливы (3 различные по величине
и форме выступы и приливы на теле
отливки, не предусмотренные чертежом,
расположенные в местах разъема формы
или в зазорах между отдельными ча-
стями формы
1) Неплотное прилегание полу-
форм друг к другу
2) Большой зазор между зна-
ками стержня и формой
3) Подъем верхней полуформы
металлом при заливке
4) Проникновение металла в трех
щины, образовавшиеся в нижней
полуформе (вне плоскости разъема)
в результате недостаточной проч-
ности формовочной смеси или сла-
бого уплотнения
1) Точная (аккуратная) сборка форм
2) Правильный выбор величины зазора
между стержнями и знаками формы
3) Надежное (достаточное) крепление
верхней полуформы с нижней
4) Систематический контроль за свой-
ствами формовочной смеси, исключающий
возможность применения смесей недоста-
точной прочности. Контроль плотности
набивки форм
2. Распор (Р)—местные утолщения на
отливке как в наружную, так и вну-
треннюю стороны. Внешний вид поверх-
ности этого дефекта незначительно от-
личается от поверхности остальной ча-
сти отливки
Местное расширение полости фор-
мы и сжатие стержня под действием
напора заливаемого металла
1) Повышение проча: сти формы и стерж-
ней
2) Равномерное уплотнение формы
3) Уменьшение высоты стояка
4) Переход на формовку по-сухому,
если прочие меры не дают положитель-
ных результатов
е
еъ
Й
&
%
Й
а
io
сь'
е-
э-
СЬ’ .
3. Размыв (Рв) формы — неравномер-
ное утолщение отливки, расположенное
у места подвода металла в форму, со-
провождаемое песчаными .включениями,
обычно в верхней части отливки
1) Недостаточная прочность фор-
мовочной смеси
2) Неправильное расположение
питателей
3) Очень высокая скорость по-
1) Равномерное уплотнение формы
2) Применение формовочной смеси с не-
обходимой прочностью
3) Правильная конструкция литнико-
вой системы (правильный выбор места
1
- J
<*
ступления металла в форму
подвода металла, в случае необходимости
применения рассредоточенного подвода
металла, меньшая скорость заливки и
прочее)
4) Упрочнение места подвода металла
4. Обвал формы (О) — неровный вы-
ступ на верхней стороне отливки, со-
провождаемый песчаным засором и уг-
лублением в теле отливки
I
5. Отдав формы (Оф) и стержня
(0с) — неравномерные выступы, обра-
зующиеся на отливке: на месте, обва-
лившихся частей формы или стержня
Обвал части форм или стержня
при сборке формы и ее установке
под заливку
1) Неравномерная нагрузка на
выступающую часть формы при ее
сборке или стягивании болтами
2) Неправильные размеры стерж-
ня и недостаточная его прочность
1) Равномерное
ние формы
2) Упрочнение
формы крючками
3) Аккуратная
формы под заливку
и достаточное уплотне-
выступающих частей
и шпильками '
сборка и установка
1) Правильные размеры формы и стерж-
ня
2) Необходимая прочность формы и
стержня
3) Аккуратная сборка формы
Способы исправления дефектов
КЗ
Продолжение табл4 121
Вид дефекта
Причини дефекта
Меры предупреждения
6. Просечка {Пр) формы или стерж-
ня — неравномерные многочисленные и
слабо выраженные, плоские выступы,
обычно расположенные перпендикуляр-
но к поверхности отливки
Трещины,. образовавшиеся в по-
верхностном слое формы и стержня
в результате:
1) повышенного содержания гли-
ны в формовочной смеси, ее высо-
кой влажности, низкой газопрони-
цаемости, склонности к тепловому
расширению;
2) нарушения режима сушки
(быстрый нагрев, повышенная тем-
пература, резкое охлаждение, не-
достаточная просушка);
3) расширения металлических
каркасов;
4) деформации формы и стержней
под действием высокой температуры
заливаемого металла
1) Применение формовочной и стерж-
невой смесей с невысоким тепловым рас-
ширением
2) Контроль режима сушки
3) Заделка трещин, выявленных после
сушки
4) Уменьшение влияния теплоты излу-
чения при заливке формы (заливка формы
в наклонном положении, повышение ско-
рости заливки, конечно, в допустимых
пределах)
5) Обертывание металлических карка-
сов соломой или древесной стружкой
7. Пригар металлизированный (/7г) —
неравномерные утолщения из формовоч-
ной или стержневой смеси, пропитанные
металлом, прочно связанные с телом
отливки и располагающиеся в местах
ее соприкосновения с наиболее горя-
чими участками формы
1) Крупнозернистый песок и сла-
бое уплотнение формы (поверхност-
ная твердость ниже 30)
2) Повышенный напор металла
в форме
3) Повышенное содержание фос-
фора и свинца в сплаве
4) Низкое качество противопри-
гарной краски н
5) Низкая огнеупорность формо-
вочной и стержневой смесей
6) Завышенная температура за-
ливки
1) Применение смесей из мелкозерни-
стого песка с противопригарными добав-
ками (графитом, мазутом)
2) Контроль степени уплотнения (по-
верхностная твердость не менее 50)
3) Контроль температуры заливки
4) Применение противопригарной крас-
ки соответствующего качества
8. Ужимины (У) — неглубокие узкие
канавки или впадины на теле отливки,
прикрытые слоем металла, почти пол-
ностью отделенным от отливки прослой-
кой формовочного материала; слой ме-
талла соединен с отливкой только тон-
ким швом. Ужимины обычно распола-
гаются на протяженных, верхних по
отношению к заливке плоских поверх-
ностях отливки
Вспучивание слоя формы, непо-
средственно соприкасающегося с
расплавленным металлом в резуль-
тате:
1) повышенного уплотнения фор-
мы;
2) высокого коэффициента терми-
ческого расширения формовочной
смеси;
3) повышенной температуры за-
ливки
1) Применение формовочной смеси, не-
однородной по зерновому составу с мини-
мальным содержанием мелких фракций
и низким коэффициентом термического
расширения
2) Нормальное уплотнение формы
3) Нанесение на поверхность формы
рисок (термических швов), обеспечиваю-
щих свободное расширение нагретого ме-
таллом слоя формы
4) Пониженная температура заливки
металла
5) Повышение скорости заливки формы
6) Заливка в наклонные формы
О
а
©
<>
<3
Ch
9. Спаи (С) — сквозные или поверх-
ностные щели с закругленными краями
и углубления в теле отливки, образо-
ванные неслившимися потоками металла
1) Пониженная жидкотекучесть
металла
2) Низкая температура / заливки
металла
3) Недостаточная скорость за-
ливки металла в форму
4) Разрыв струи металла при за-
ливке
1) Повышение жидкотекучести металла
путем очистки его от примесей или изме-
нения его химического состава
2) Повышение температуры заливки
3) Изменение литниковой системы с
целью увеличения скорости заливки
формы
с
г>
3
&
оь
Ь
гъ
Й
Й
*0
о
сь
Продолжение табл. 121
Вид дефекта Причины дефекта Меры предупреждения
10. Песчаные включения — наруж- 1) Недостаточная прочность фор- 1) Тщательный контроль свойств фор-
ные {ПВ) — включения на поверхности мовочной (стержневой) смеси мовочной (стержневой) смеси
отливки того же вида и состава, как и материал формовочной (стержневой) смеси 2) Неправильная конструкция 2) Рассредоточенный подвод металла
литниковой системы 3) Вскип формы с обвалом участ- ков формы (повышенная влажность формы) 4) Поломка стержня или части формы при сборке или заливке 3) Тщательная сборка формы
51
<Л
а
R
О
<ь
а
io
11. Усадочные раковины (УР) откры-
тые и закрытые — сравнительно круп-
ные открытые или закрытые полости
в теле отливки с шероховатыми, рель-
ефными, иногда окисленными стенками.
Располагаются в массивных (наиболее
горячих) частях отливки, чаще всего
у сплавов с узким интервалом затвер-
девания (алюминиевые бронзы, латуни)
П. Раковины
1. Объемная усадка сплава при
переходе из жидкого * состояния
в твердое
2. Недостаточное питание отлив-
ки (тепловых узлов)
вании
3. Очень высокая
заливаемого металла
точном питании
4. Неудачная конструкция лит-
никовой системы, вызывающая мест-
ный перегрев отливки
5. Нетехнологичная конструкция
отливки
при затверде-
температура
при недоста-
1. Установка прибылей для питания
массивных узлов
2. Применение холодильников отдельно
или вместе с прибылями
3. Подбор температуры заливки
4. Улучшение конструкции отливки
5. Выбор
системы
рациональной литниковой
*
<Л
УР
раковины (ГР) — округ-
теля отливки диаметром
и более с гладкой чистой
Располагаются или от-
всего
гнез-
дами* Обнаруживаются после механиче-
ской обработки
12. Газовые
лые полости в
около 1—3 мм
поверхностью,
дельными включениями (чаще
в верхних частях отливки) или
ГР
to
13. Газоусадочная пористость
{ГУП) — мелкие рассеянные полости
с шероховатыми поверхностями; часто
различимые невооруженным глазом круп-
нозернистые дендриты в изломе, окра-
шенные в разные цвета — от желтого до
красноватого. Обнаруживаются обычно
в массивных местах. Чаще всего встре-
чаются у сплавов с широким интерва-
лом затвердевания (оловянные бронзы)
ГУП
1. Пониженная газопроницае-
мость формовочной и стержневой
смеси
2. Повышенное содержание газо-
творных веществ в формовочной
и стержневой смеси
3. Высокая влажность формы или
стержня
4. Недостаточная
формы и стержней
5. Плохо раскисленный и насы-
щенный водородом и серой металл
6. Очень низкая или очень высо-
кая температура заливки ।
7. Захват воздуха струей зали-
ваемого металла
вентиляция
1. Недостаточное питание при за-
твердевании, отсутствие направлен-
ного затвердевания
2. Повышенная газонасыщен-
ность сплава
3. Высокая температура заливки
4. Чрезмерно низкая температура
и медленная скорость заливки
5. Недостаточные теплоаккуму-
лирующие свойства формы (стерж-
ня), тормозящие затвердевание ме-
талла в массивных частях
1. Контроль свойств формовочной и
стержневой' смесей
2. Оптимальная температура заливки
3. Тщательное раскисление и десульфу-.
рация металла (оловянных и других
бронз)
4. Рациональная литниковая система,
исключающая^ ~ возможность захвата воз-
духа
5. При плавке в пламенных печах не
применять топливо с высоким содержа-
нием сернистых соединений
6. Не использовать шихту, загрязнен-
ную серой
7. Плавка в слабоокйслительной атмо-
сфере —
8. Дегазация металла
1. Оптимальная температура заливки
(с учетом толщины стенок, размеров, ма-
териала формы)
2. Обеспечение заданной направлен-
ности затвердевания металла в форме .
3. Дегазация металла
4. Применение формовочной смеси с по-
вышенной теплоаккумулирующей способ-
ностью (смеси с хромомагнезитом, метал-
лическим порошком и т. п.)
о
е
5$
'О
С
сь
ь
г
с
io
Л
3
о
Продолжение табл. 121
Вид дефекта
Причины дефекта
Меры предупреждения
14. Вскип (В) — округлые, сравни-
тельно большие полости в металле с
гладкой поверхностью; располагаются
чаще всего у верхней (по заливке) по-
верхности отливки
15. Подкорковые газовые раковины
(ПГР) — округлые газовые пустоты,
как и дефекта 2, располагающиеся пре-
имущественно у поверхности отливок:
обнаруживаются после механической
обработки
1. Недостаточная просушка и
плохая газопроницаемость стерж-
ней
2. Повышенная влажность от-
дельных участков формы
3. Повышенная газотворная спо-
собность формовочной или стержне-
вой смеси
4. Чрезмерно высокая темпера-
тура заливки
5. Плохое покрытие краской по-
верхности холодильника
6. Увлажнение стержня при дли-
тельном ожидании формы перед
заливкой
1. Плохо раскисленный металл
(особенно при литье высокосвин-
цовистых бронз и никелевых спла-
вов)
2. Повышенная газотворная спо-
собность стержней (поры 'золоти-
стого цвета)
3. Повышенная влажность формы
4. Применение газотворных при-
пылов или покрытий
5. Неправильный температурный
режим заливки
1. Тщательный контроль за сушкой
стержней. Улучшение вентиляции стерж-
ней
2. Контроль за влажностью смесей и
недопустимость местного увлажнения фор-
мы или стержня
3. Снижение газотворности стержней
подбором связующих с невысокой газо-
творностью
4. Более низкая температура заливки
5. Подбор негигроскопичного покрытия
для холодильника и уменьшение продол-
жительности ожидания формы перед за-
ливкой
1. Тщательное раскисление металла
2. Подбор малогазотворных или негазо-
творных связующих
3. Повышение газопроницаемости стерЖ'
ней, хорошая вентиляция формы и стерж-
ней
4. Проверка газотворности припылов
и покрытий
5. Оптимальная температура заливки
О
а
о
С
съ
Ъ
&
с»
X
Си
8*
<Э
16. Усадочная вогнутость (УВ) или
утяжина — небольшое поверхностное
углубление с гладкими стенками или
небольшими трещинами усадочного про-
исхождения
1. Недостаточное питание при за-
твердевании (в сочетании с дейст-
вием атмосферного давления)
2. Очень низкая температура за-
ливки при литье сплавов с широ-
1. Установка наружных холодильников
2. Установка питающего выпора (оло-
вянные бронзы) или прибыли (алюминие-
вая бронза, латуни)
3. Подбор оптимальной температуры
17. Окисные плены (Пл) — включе-
ния окислов в виде пленок, рассеянные
по всему телу отливки
III. Прочие дефекты
1. Содержание в сплаве компо-
нентов (или примесей), склонных
к легкой окисляемости при литье
на воздухе (алюминий, кремний,
марганец, титан и др.)
2. Высокая линейная скорость
заливки, вызывающая турбулёнт-
ное, вихревое движение металла и
повышенную окисляемость
3. Неправильно спроектирован-
ная литниковая система (большая
высота свободного падения металла
и т. п.)
4. Прерывание струи сплава при
заливке формы
1. Очистка сплава от вредных плено-
образующих примесей
2. Снижение линейной скорости залив-
ки установкой расширяющихся литнико-
вых систем с элементами торможения
3. Очистка жидкого металла от окис-
ных включений флюсами или продувкой
газами, фильтрацией
18. Ликвация (по плотности, зональ-
ная Л прямая и обратная — выпоты В) —
химическая неоднородность сплава в
различных местах отливки. В одних
отливках наблюдается химическая не-
однородность по их высоте — ликвация
по плотности; в других по сечению,
когда поверхностные слои по сравнению
с центральными оказываются обогащен-
ными тугоплавкими компонентами —
прямая зональная ликвация; в третьих,
то же по сечению, но легкоплавкая со-
ставляющая располагается на поверх-
ности в виде капель-«выпотов» или
сплошного слоя — обратная зональная
ликвация
1. Повышенная температура за-
ливки металла
2. Замедленная скорость охлаж-
дения отливки (массивных узлов)
3. Высокое газосодержание ме-
талла, что способствует образова-
нию выпотов — обратной ликвации
4. Преждевременная (ранняя) вы-
бивка отливки из формы
5. Плохо приготовленный, непе-
ремешанный металл (особенно брон-
зы с повышенным содержанием
свинца)
6. Содержание примесей, способ-
ствующих обратной ликвации (вы-
потам, например алюминий в крем-
нистой латуни)
7. Длительное выстаивание спла-
ва перед заливкой
1. Снизить температуру заливки и уве-
личить скорость охлаждения металла
в форме (особенно при литье свинцовистых
бронз)
2. Установить контроль за плавкой,
не допускать повышенной газонасыщен-
ности металла
3. Тщательно перемешивать металл
(склонный к ликвации) непосредственно
перед заливкой и сократить время вы-
держки
4. При литье оловянных бронз стре-
миться выдерживать соотношение свинца
к сумме олова и цинка в пределах 1:1
(если это возможно). Держать фосфор
на нижнем пределе
5. Не допускать загрязнения кремни-
стой латуни примесями алюминия
224
Способы исправления дефектов
большой расход жидкого металла, так как значительное количество его
уходит на расплавление отливки в зоне дефекта.
Негерметичность отливок, которая проявляется в их
«потении» при гидравлическом или воздушном испытании, исправ-
ляется пропиткой бакелитовым лаком, жидким стеклом, жидким ме-
таллом, а также отжигом.
Пропитку бакелитовым лаком применяют для
исправления отливок, работающих при температурах до 170° С в мор-
ской или пресной воде, нефти, масле, паре.
Рис. 91. Установка для пропитки отливок
Для удаления пор применяют бакелитовый лак плотностью 0,95—
1,0 г/см3 или бакелитовые смолы. В качестве растворителя бакелитовой
смолы или густого бакелитового лака употребляют этиловый спирт,
денатурат и при отсутствии последних — ацетон или этилацетат. Баке-
литизацию отливок произбодят или односторонней пропиткой с подачей
жидкого бакелитового лака в полость отливки или всесторонней про-
питкой в специальной камере с созданием предварительного вакуума.
Отливки весом до 20 кг обычно пропитывают в камере. Перед бакелити-
зацией отливки должны иметь температуру 50—60° С.
При односторонней пропитке герметизируют все отверстия отливки
за исключением одного, расположенного в наиболее высокой точке
и служащего для выхода газа из полости отливки. Бакелитовый лак,
подогретый до 58—60° С, подают в полость отливки, после чего герме-
тически закрывают и верхнее отверстие. Давление бакелитового лака
в полости отливки доводят до величины, превышающей требуемое
техническими условиями на 20—25%. При этом давлении отливку вы-
держивают 15—20 мин, до появления на ее поверхности просочившегося
бакелитового лака.
После окончания процесса бакелитизации отливки просушивают
на воздухе и помещают в печь для тепловой обработки по следующему
Способы исправления дефектов
225
режиму: медленный нагрев до 80—100° С в течение 1—1,5 ч, выдержка
при этой температуре 25—30 мин, нагрев до 160—180° С в течение 3 ч
и выдержка при этой температуре 0,5—1 ч, охлаждение вместе с печью
до 60—80° С и дальнейшее охлаждение отливок на воздухе. Поверх-
ности отливок, подвергшиеся пропитке, очищают в дробеструйной ка-
мере для удаления пленки бакелита.
Отливки весом менее 20 кг, как было указано выше, пропитывают
бакелитовым лаком в специальной установке. Одна из установок
(рис. 91) состоит из двух герметически закрывающихся автоклавов I
и //. Автоклав / заполняют бакелитовым лаком, а автоклав II отлив-
ками, подлежащими бакелитизации.
В автоклаве //, подключенном через вентили / и 2 к вакуумному на-
сосу ВН, создается вакуум 60—70 мм рт. ст. При этом вакууме от-
ливки выдерживаются 15—20 мин, после чего открываются вентили
3 и 4. Через вентиль 4 по трубопроводу в автоклав / подается воздух
высокого давления (бкГ/сл2) и бакелитовый лак поступает в автоклав II.
Насосом ДН давление в автоклаве поднимают до 15—17 ат. Под этим
давлением отливки выдерживают не менее 30 мин, после чего давление
снижают и остатки бакелитового лака сливают в автоклав /.
Затем отливки подвергают обработке по режиму, приведенному ранее.
Пропитка жидким стеклом производится 10%-ным
раствором силиката натрия или калия. Давление при пропитке приме-
няют такое же, как и при гидравлическом испытании отливок. Отливки
перед исправлением нагревают до 85—95° С. После пропитки отливки
повторно нагревают до 100—110° С и выдерживают при этой темпера-
туре 10—15 мин. Пропитка жидким стеклом не гарантирует длительную
службу детали, так как жидкое стекло выщелачивается водой.
Пропитка жидким металлом производится двумя
способами:
1) отливки помещают в герметически закрывающийся котел, на
три четверти заполненный жидким металлом; пропитку производят
в течение 8—10 мйн под давлением воздуха 5—6 ат, подаваемого в ко-
тел;
2) расплавленный металл заливают внутрь исправляемой отливки,
предварительно подогретой выше температуры плавления запрессован-
ного металла; перед заливкой все отверстия отливки, кроме одного,
герметически закрывают. Через открытое отверстие в отливку подают
воздух под давлением 5—6 ат\ об окончании процесса пропитки судят
по появлению на поверхности отливки капель запрессованного металла.
Отливки перед пропиткой тщательно очищают в дробеструйной
камере и просушивают при 120—140° С.
Отжиг. Отливки из кремнистой латуни ЛК 80-ЗЛ нагревают в печи
до 750—760° С, выдерживают при этой температуре 1,5—2 ч, охлаждают
вместе с печью в течение 15 мин и далее на воздухе.
Отливки из оловянных бронз нагревают в печи до 650—800° С,
выдерживают при этой температуре 2—2,5 ч, охлаждают вместе с печью
до 300—350° С, и далее на воздухе.
8
Н. Д. Орлов
Глава IX. СПЕЦИАЛЬНЫЕ ВИДЫ ЛИТЬЯ
ЛИТЬЕ ПО ВЫПЛАВЛЯЕМЫМ МОДЕЛЯМ
Выплавляемые модели изготовляют в прессформах. От точности
размеров прессформ и чистоты их рабочей поверхности зависят чистота
поверхности и точность размеров отливок.
Прессформы изготовляют из стали, легкоплавких сплавов, металло-
пластмасс, дерева, гипсовой, магнезитовой, цементной масс, а также
комбинированные.
Стальные прессформы. Углеродистые стали Ст. 3—Ст.5,
сталь 20, 30 используют в отожженном состоянии. Наиболее изнашивае-
мые детали прессформ изготовляют из сталей с повышенным содержа-
нием углерода: сталь 50, У4, У8 и т. д. Эти детали подвергаются закалке.
Прессформы обрабатывают на металлорежущих станках. Доводку
производят вручную слесарным инструментом. Иногда отдельные части
стальных прессформ для снижения их веса и облегчения слесарно-
доводочных работ выполняют из алюминиевого сплава (стойкость этих
частей ниже, чем стальных). -
Стальные прессформы применяют в массовом и серийном производ-
стве. Они обеспечивают получение отливок с шероховатостью поверх-
ности по 5—6-му классам чистоты и точностью размеров 4—5-го классов.
Стойкость стальных прессформ — сотни тысяч запрессовок. Пресс-
формы выходят из строя из-за износа направляющих и крепежных дета-
лей, которые легко заменяются.
Прессформы’ из легкоплавких с п л а в о в. Пресс-
формы получают литьем по модели — эталону, конфигурация которой
соответствует конфигурации готовой отливки, а размеры увеличены на
2—3% против размеров отливки для компенсации усадки выплавляемой
модели и металла отливки.
122. Ле/коплавкие сплавы для изготовления прессформ
№ сплава Химический состав в % Температура плавления в °C
Zn РЬ Sn Си А1 Sb Bi
1 95 - - - 1 4 ——- 400
2 87 •ммав МВ 13 246
3 83 5 12 ——- 245
4 —• 30 35 шм 35 140
5 —— 42 «м 58 139
6 — 70 15 —— «МВ •—— 15 140
Прессформы применяют в серийном производстве, а также для полу-
чения моделей отливок сложной конфигурации, когда изготовление
стальных прессформ очень трудоемко.
Литье по выплавляемым моделям
‘ 227
Прессформы обеспечивают получение отливок с точностью размеров
5 —6-го классов и шероховатостью поверхности 4—5-го классов чистоты.-
Стойкость литых прессформ: из легкоплавких сплавов до 1000 за-
прессовок; из цинковых сплавов 3000—5000 и более запрессовок.
Металлические комбинированные пресс-
формы. Эти прессформы применяют вместо стальных (сложные части
получают литьем легкоплавких сплавов), а также вместо литых для
повышения срока службы их быстроизнашиваемых частей (такие части
изготовляют из стали). Комбинированные прессформы менее стойки,
чем стальные, и более стойки, чем литые прессформы из легкоплавких
сплавов.
Ме/таллопластмассовые прессформы. Пресс-
формы изготовляют из смесей следующих составов: облицовочные —
50% эпоксидной смолы ЭД-6 или ЭД-5, 43% алюминиевого или желез-
ного порошка, 2% дибутилфталата (пластификатора), 5% полиэтилен-
полиамина; наполнительные — 24% эпоксидной смолы ЭД-6 или ЭД-5,
70% алюминиевого или железного порошка, 3,5% дибутилфталата
(пластификатора), 2,5% полиэтиленполиамина.
В этих смесях полиэтиленполиамин можно заменить удвоенным
количеством гексаметиленамина. Готовая смесь должна быть исполь-
зована в течение 15 мин.
При приготовленной смеси пластификатор вливают в эпоксидную
смолу; раствор нагревают до 60—70° Сив него при непрерывном пере-
мешивании вводят алюминиевый порошок. Смесь перемешивают 3—
5 мин и выдерживают 1 ч в термостате при 70—80° С. После охлаждения
до 35—40° С в смесь вводят отвердитель и перемешивают 3—5 мин.
Изготовление металлопластмассовых прессформ. На поверхность
металлической или керамической плиты устанавливают модель—эталон
и рамку со штырями для удержания пластмассы. Все это нагревают
до 50—60° С. На поверхность плиты и модели-эталона кистью наносят
тонкий слой расплавленного разделителя (60% воска и 40% скипидара),
а затем облицовочную смесь слоем 1—4 мм. Через 2—3 ч вводят напол-
нительную смесь до верха рамки. Также готовят и вторую половину
прессформы.
Магнезитовые прессформы. Прессформы получают за-
ливкой свежеприготовленной массы (36% каустического магнезита,
46% пылевидного кварца, 18% водного раствора хлористого магния
плотностью 1,3—1,32 г!см?) на модель-эталон, предварительно сма-
занную трансформаторным маслом. Масса твердеет в зависимости от
размеров прессформы в течение 10—20 ч.
Магнезитовые прессформы применяют в мелкосерийном и единичном
производстве. Стойкость прессформы 100 и более запрессовок. Точ-
ность размеров и качество поверхности отливок значительно ниже, чем
при использовании любых металлических прессформ.
Гипсовые прессформы. Прессформы используют в мел-
косерийном и единичном производстве, по качеству поверхности отли-
вок уступают магнезитовым прессформам.
Гипс просушивают и просеивают через сито 01 или 0063. После этого
гипс смешивают с водой (70% гипса и 30% воды по весу) и тщательно
перемешивают в течение 1—2 мин до исчезновения сухих комков и
воздушных пузырей. Иногда к гипсу для повышения прочности добав-
ляют 10—30% цемента. На модель-эталон кистью наносят первый слой
гипсовой массы, а затем заливают остальную массу в рамку прессформы
123. Модельные составы
ъэ
00
Обозначение Содержание компонентов в % Примечания
1 1 Парафин Стеарин . 2 н о о П) ас; Церезин Буро- угольный воск Торфяной воск Прочие
ПС 70-30 ПС 60-40 ПС 50-50 ПС 40-60 ПС 30-70 ПСЭ 70-25-5. ПСЭ 25-65-1/0 СЭ 83-17 БПС 30-50-20 70 60 50 40 30 70 25 50 30 40 50 60 70 25 65 83 20 10 17 30 f — Парафино-стеариновые составы обычно применяются для изготов- ления небольших, несложных по конфигурации моделей. Запрессо- вывают составы в прессформу, как правило, в пастообразном состоя- нии. Модели получаются чистыми, гладкими, хорошо смачиваемыми этилсиликатом. Составы свободно вытекают из формы при выплавле- нии. Недостаток составов — при 30 — 35° С модели размягчаются и деформируются Прочие модельные составы об- ладают брлее высокой прочностью и устойчивостью против короб- ления Составы СЭ и КПсЦ имеют вы- сокую вязкость и запрессовываются в прессформу в жидком^состоянии • и
ПБТК 60-18-15-7 60 - м^* — 18 15 Канифоль 7
ПБТЦ 30-30-30-10 . 30 Аомм 10 30 30 •—
БТПЦ 50-30-10-10 10 — мм*М» 10 50 30 —
КПсЦ 50-30-20 —' 20 Канифоль 50, полистирол 30 •дибут ил фта- лат 5
ППэ 90-10 90 —— — — Ммвмм Полиэтилен 10
ПБТТр 20-50-25-5 .20 — 50 25 Триэтанол- амин 5'
Р-3 58 —— 25 12 Кубовый остаток 5
124. Свойства модельных составов
Обозначение Плотность состава в г]см3 Темпе- ратура плавле- ния (капле- паде- ния) в °C Золь- ность • В % 1 Линейная усадка состава в % Предел проч- ности в кГ/см2 Температура запрессовки в °C
жидкого пастооб- разного f жидкого пастооб- разного при растя- жении при изгибе жидкого пастооб- разного
ПС 50-50 0,9 — 0,94 0,8—0,86 ' 47 0,03—0,04 1,5 0,5 — 0,8 8п, 12ж 20п, ЗОж 60—80 42 — 45
ПС 70-30 0,9—0,92 0,8—0,84 49 0,03 —— 0,2—0,5 ‘ 7п, Юж 18п 60 — 80 42—45
ПСЭ 70-25-5 0,92—0,94 0,84—0,86 50 0,05 — 0,3—0,5 18п, 19ж —- 48—50
СЭ 83-17 0,95 — 1,0 МММ 69 0,007 2 0,3 — 0,5 —-- —- — 48 — 53
ППэ 90-10 ямам> мм 85—95 0,03—0,05 — —> амммм МММ 110 — 120 60—65
КПсЦ 50-30-20 0,7 1 130 0,03 1 имм ** 80ж 160 — 140 —
ПБТК 60-18-15-7 МММ 1,08 72 0,07 —— 0,5 —0,7 40п —— 52 — 49
ПБТЦ 30-30-30-10 — 0,95 — 0,8—0,9 — 16п — 58—62
ПБТТр 20-50-25-5 — 1,14 80 0,25 0,7—0,9 42п — 54 — 57
Р-3 L- — 86 —— —• 0,7 —0,9 —* ЗОп —мм. 55—58
Примечание. Прочность определена на образцах, изготовленных из жидкого состава (ж) и пастооб-
разного (п).
125. Свойства исходных материалов модельных составов
Материал Температура плавления в °C Зольность В %, не более Плотность в г!см? Усадка в % Предел прочности при растяжении в кГ/см2 Примерная цена 1 кг в руб.
линейная объемная
Парафин 50—52 0,01 0,9 — 0,95 0,3—0,5 14 — 15 6 0,25
Стеарин ...... 58 0,02 0,9 — 0,97 0,7 —1,5 8 — 12 6 1,1
Этилцеллюлоза . . . 140 — 160 0,7 1,0-1,2 — —— 140 3,0
Церезин 67—80 0,03 0,91—0,94 0,6 —1,1 8 — 12 15 — 26 0,5 —1,1
Канифоль. ..... 66—68 0,04 1,0 —1,2 — — -—- 0,9
Полистирол .... 280 — 300 4 0,02 1,1 —и 0,2—0,8 — 300 — 500 0,6
* Дибутилфталат . . . 0,02 1,05 —• —— 0,8
Полиэтилен .... 120 0,02 0,92—0,95 1—2,5 —— 100 — 170 1
Буроугольный воск 82 — 90 0,6 1,0 —1,3 — — — 0,8
Торфяной воск . . . 70 — 80 —- — — —
126. Состав огнеупорных покрытий в вес. %
Назначение _ Гидролизо - ванный раствор этилсиликата АРК-1 , Жидкое стекло Пылевидный кварц Песок 1К025 . и мельче
с повышен- ным модулем разведенное (у — 1,32 г/см3)
Слой покрытия: 1-й . . . 2-й 3-й и последующие.... Заделка мелких пазов и отвер- стий 30—35 35—40 28 — 32 25 III 1 — 70-65 65—60 50—48 75 22—20 Ьам'
Слой покрытия; 1-й 2-й . . 3-й и последующие.... Заделка мелких пазов и отвер- стий 4 1 1 Е 1 29—33 30—34 32 — 35 ’ 25 1 III t ма 71—67 70—66 68—65 75
Слой покрытия: 1-й и 2-й . 3-й и последующие.... ама а^ай аша* 40—50 50—55 — 60 — 50 50—45 аш^* амм> /
Упрочняющие слои —• — 35—45 65 — 55 J—
Примечания: 1. Гидролизованный раствор этилсиликата — раствор этилсиликата и воды в раствори- теле. В качестве растворителей применяют этиловый спирт (С2НБОН), ацетон технический (СН3СОСН3), ЭАФ (отход спирто-водочного и древесно-целлюлозного производства), уайт-спирит. 2. АРК-1 не взаимодействует с модельным составом и тем самым обеспечивает высокое качество поверхности отливки. Прочность покрытия на АРК-1 на изгиб несколько ниже (на 10—20%), чем покрытия на этилсиликате. Стоимость в 2—3 раза ниже, чем гидролизованного этилсиликата. Покрытия на АРК-1 не нуждаются в аммиачной сушке. 3. Каждый слой огнеупорного покрытия на жидком стекле закрепляется погружением в 20%-ный водный раствор хлористого аммония на 0,5—2 мин.
&
о
сх»
3
232
Литье по выплавляемым моделям
127. Литниковая система
Подвод
металла
Эскиз
Подвод
металла
Эскиз
Обычный
коллектор
Сверху из
коллектора
коллектор
с питающей
бобышкой
Комбиниро-
ванный с пи-
танием утол-
щения от-
ливки от
стояка
!
Сбоку из
стояка
Снизу из
коллектора.
Такой под-
вод обеспе-
чивает наи-
большую чи-
стоту по-
верхности
отливки
Снизу с пи-
танием утол-
щения от-
ливки за-
крытой
прибылью
Примечания: 1. Расстояние от верхнего уровня чаши
до отливки 50—60 мм.
2. Диаметр стояка 25 — 40 мм.
3. Расстояние между моделями следует делать возможно меньше,
но не менее 4—6 мм.
Литъе по выплавляемым моделям 233
Гипсовая масса затвердевает в течение 15—20 мин. Полученную
прессформу просушивают при 40—50° С в течение суток, затем опу-
скают на полчаса в олифу, нагретую до 50° С. После этого тряпкой уда-
ляют избыток олйфы с прессформы и просушивают ее на воздухе. По-
верхность полости покрывают тонким слоем спиртового лака.
Цементные прессформы изготовляют так же, как гип-
совые, из массы следующего состава: 60% цемента, 30% кварцевого
песка, просеянного через сито 025, 10% жидкого стекла.
Деревянные прессформы изготовляют из бука или
дуба, применяют для получения мелких партий моделей (30—40 за-
прессовок). Точность размеров и качество поверхности отливок невы-
сокие.
Модельные составы. Составы изготовляют из легкоплавких мате-
риалов. Температура плавления 45—90° С.
ЛИТЬЕ В ОБОЛОЧКОВЫЕ ФОРМЫ
Отливки получают в тонкостенных (4—Южле) формах, изготовленных
из песчано-смоляных смесей.
Основные достоинства литья в оболочковые формы: более высокая
точность размеров и чистота поверхности отливок, меньший расход
металла на литниковую систему, значительное уменьшение расхода
формовочных материалов.
Песчано-смоляные смеси. Песчано-смоляные смеси состоят из пес-
чаной основы, связующего и увлажнителя.
Кварцевый песок. Для смесей используют песок марок 1К01А,
1К016Б, 1К063А, 1К020. Содержание глинистой составляющей не
должно превышать 1,0—1,5%, в противном случае увеличивается рас-
ход термореактивных смол.
Цирконовые и оливиновые пески. Эти пески применяют в смесях для
изготовления оболочковых стержней отливок сложной герметичной
арматуры из оловянных бронз и кремнистой латуни. '
Размеры зерен цирконового песка (67% ZrO2, 33% SiO2) 0,063 мм\
0,05 мм\ 0,1 мм\ 0,16 мм\ оливинового песка (45—50% MgO,
8—12% FeO, 38—39% SiO2) 0,063 мм\ 0,1 мм\ 0,15 мм\ 0,20 мм.
В качестве связующих используют высокомолекуляр-
ные термореактивные смолы, которые при нагревании
вначале размягчаются, а затем необратимо твердеют.
Применяют смолы фенолоформальдегидные и мочевиноформальде-
гидные. Мочевиноформальдегидные значительно дешевле фенолофор-
мальдегидных, но они снижают прочность оболочки и температуру раз-
ложения, поэтому их используют для литья сплавов с температурой
плавления ниже 750° С.
На практике наиболее распространен пульвербакелит (мелкий по-
рошок новолачной фенолоформальдегидной смолы с добавкой уро-
тропина).
Все смолы, кроме пульвербакелита, поставляются промышленностью
в кусках и перед использованием дробятся до такой степени измельче-
ния, чтобы при просеивании через сито №016 на нем оставалось не бо-
лее 2%. Пульвербакелит поставляют и хранят в закрытой металлической
таре. Срок хранения не более года. Увлажнители входят в смесь
для улучшения распределения смолы по поверхности зерен песка и
уменьшения пылевыделения в процессе приготовления смеси, а также
234
Литье в оболочковые формы
128. Характеристика некоторых смол
Смола Температура каплепадения в °C Содержание свободного фенола в % Продолжитель- ность отверде- ния в сек Содержание летучих в % Выход кокса в % Гигроскопич- ность через 24 ч в %
Пульвсрбакелит (феноло- формальдегидная)..... 110 4,61 60 46,6 53,4 5,98
№ 214 (фенолоанилино- формальдегидная) 89 3,38 77 52,1 47,9 2,45
№ 18 (фенолоформальде- гидная) ... 104 6,11 50 60,6 39,4 5,74
№ 113 (фенолоформаль- дегидная) 102 5,84 65 58,7 41,3 4,14
№ 17 (фенолоксилиноль- ноформальдегидная) . . . 86 4 4 85 65,4 34,6 4,27
№ 235 (фенолокрезольно- формальдегидная)..... 86 11,-75- 90 68,3 31,7 5,0
КФС-27 (ксиленоформаль- дегидная) ........ 9» 8,25 73 76,45 23,51 9,63
№ 180 (фенольная) • • 5.9 37 59,4 40,61 2,7
для уменьшения раеслаивания смеси при многократном обсыпании
модели»
В качестве увлажнителей применяют керосин, машинное масло,
нефтеполимер, парафин, жидкий бакелит, ацетон, фурфурол, эфиро-
альдегидную фракцию (ЭАФ). Увлажнители делятся на две группы:
1) смачивающие и 2) растворяющие.
К первой группе относятся керосин, машинные масла, нефтеполи-
меры (вводимое количество 0,3—0,4%), а также парафин и жидкий ба-
келит (вводимое количество 0,25%). Эти увлажнители обеспечивают
легкое и быстрое приготовление смесей, но они не устраняют расслоение
смеси, повышают г азовыделение; кроме того,жидкий бакелит со временем
густеет.
Ко второй группе относятся фурфурол технический, ацетон, ЭАФ
и спирт-сырец.
Фурфурол технический (0,8—1,2%) хорошо растворяет пульверба-
келит, полностью устраняет расслаивание смеси и безопасен в пожар-
ном отношении. При недостаточной сушке смесь склонна к слеживанию.
Ацетон (1,5—2,0%) устраняет расслаивание смеси, растворяет
пульвербакелит менее интенсивно, чем фурфурол, огнеопасен. Смесь
быстро бысыхает и менее склонна к слеживанию.
ЭАФ и спирт-сырец (1—1,5%) устраняют расслаивание смеси.
Равномерное распределение пульвербакелита по поверхности пес-
чинок достигается плакированием — покрытием песчинок связующим.
Свойства песчано-смоляной смеси и оболочек. Сыпучесть
влияет на заполнение смесью глубоких впадин в модели или стержневом
ящике. Наибольшей сыпучестью обладают плакированные пески
(около 20 elce&)t наименьшей — песчано-смоляные смеси с керосином
(3t7 г/сек).
Литье в оболочковые формы
235
129. Состав песчано-смоляных смесей для отливок
из модных сплавов в вес. ч.
Наименова- ние и назначение смеси Песок Пульвер- бакелит Увлажнители 1
1К016А 1К01А 1 К0063А Фурфу- рол ЭАФ Ацетон Керосин
Плакирован- ная для от- ливок весом: до 10 кг свыше 10 кг 50 100 или 50 50 50 6 6 1,1 1,0 1,5 1,3 1,8 1,6 * '
Плакирован- ная для стержней — 50 50 3 — 4 1,1 1,5 ч 1,8
Неплакиро- ванная для отливок весом: до 10 кг свыше 10 кг 50 50 50 50 6 6 — — — • 0,3 0,3
1 Применяют один из указанных увлажнителей.
Скорость отвердения — способность смеси за короткий
промежуток времени нагрева сообщить наибольшую прочность обо-
лочке. Определяет правильный температурный режим изготовления
оболочек.
Прочность смесей. Предел прочности при растяжении
возрастает с увеличением содержания пульвербакелита (при 3% —
8—13 кГ]см\ при 6—7% — 25—40 кГ1см2). Наиболее высокой проч-
ностью обладают образцы песчано-смоляной смеси, гдев качестве увлаж-
нителя-растворителя применен фурфурол. Прочность оболочек из
плакированных и неплакированных смесей примерно одинакова (глав-
ные преимущества плакированных песков в повышенных технологи-
ческих свойствах — повышенная сыпучесть, отсутствие выпадения
свободного пульвербакелита и др.).
Прочность при изгибе образцов из плакированного песка несколько
выше, чем из неплакированного песка. Чем быстрее отвердевает обра-
зец, тем выше его прочность. Излишняя выдержка снижает прочность
образцов тем больше, чем меньше смолы в смеси.
С повышением температуры нагрева оболочки до 600° С прочность
ее снижается незначительно. При 900° С происходит полная потеря
прочности.
Газопроницаемость плакированных смесей выше, чем
неплакированных. Увеличение содержания пульвербакелита повышает
газопроницаемость плакированных смесей и понижает неплакиро-
ванных.
236
Литье в оболочковые формы
130. Свойства некоторых плакированных песчано-смоляных смесей
л Состав Содержа- ние в вес. ч. Предел прочности в кГ/см* Продол- житель- ность отверде- ния в сек
при растяже- нии при изгибе
Песок 1К01А Пульвербакелит, растворен- ный в эфирно-альдегидной фракции (ЭАФ) 100 3 30 * 101,0 3,5
Песок 1KOIA Смола 180, растворенная в эфирно-альдегидной фракции 100 3 43,8 ** 114,4 2,5
* Свойства песка, предварительно прокаленного ** Свойства предварительно отмытого от глины песка. при 800° С. и прокаленного
Газ отв о р на я способность. С увеличением содержания
в смеси пульвербакелита ее газотворная способность растет.
Модельная оснастка. Модельные плиты изготовляют
из стали 35 и чугуна СЧ 18-36 и СЧ 21-40 (для устранения коробления
рекомендуется термическая обработка — искусственное старение). Тол-
щины плит 15, 20 и 25 мм при их размерах соответственно 300X 400,
400X600 и 400X800 мм. Чистота обработки плиты не ниже 7-го класса.
Модели изготовляют из серого чугуна (с низким содержанием
углерода, кремния, фосфора), среднеуглеродистой стали, бронзы,
латуни и значительно реже из алюминиевых сплавов.
Шероховатость поверхности моделей не ниже 7-го класса чистоты,
точность размеров по 3—4-му классам. Формовочные уклоны вертикаль-
ных стенок не менее 0,5°.
Штифты (толкатели) модельных плит делают из стали 45, пру-
жины из сталей 4X13, 1Х18Н9 и др. Число штифтов зависит от конфи-
гурации и размеров модели (расстояние между толкателями не пре-
вышает 100 мм).
Стержневые ящики изготовляют из чугуна, стали и алю-
миниевых сплавов. Внутренние полости обрабатывают по 3-му классу
точности и по 6-му классу чистоты. Венты при пескодувном процессе
(по горячим ящикам) лучше устанавливать сетчатые.
Разделительные составы наносят на модельные плиты и стержне-
вые ящики для уменьшения усилия съема оболочек.
Кремнийорганическая- (силиконовая) жид-
кость №5 обладает высокой кроющей способностью, обеспечивает
хорошее качество покрытия и удовлетворительный съем оболочки с мо-
дели. Жидкость, вследствие высокой температуры ее кипения не испа-
ряется и не разлагается при нанесении ее на нагретую модель. Жид-
кость № 5 наносят на подогретую до 250° С модель пульверизатором.
Разовое покрытие позволяет снять с модели пять-шесть оболочек.
Литье в оболочковые формы
237
Водная эмульсия жидкости №5 (5% жидкости
№ 5, 2—3% хозяйственного мыла, остальное — вода) обеспечивает
равномерное покрытие модели и хороший съем оболочки. Эмульсию
наносят на модель пульверизатором перед каждой обсыпкой, что приво-
дит к некоторому остыванию плиты.
Мыльная эмульсия (3—5% хозяйственного мыла, 97—
95% воды) обеспечивает хороший съем оболочки с модели и исключает
газовыделение, наносят на модель пульверизатором.
Алюминиевая суспензия (7% алюминиевой пудры,
40% турбинного масла, 53% уайт-спирита) наносится на модель пуль-
веризатором, обеспечивает хороший съем оболочки. Недостаток этого
покрытия — значительное газовыделение при обрызгивании горячей
плиты.
Раствор мазута в керосине (1:3) наносят на модель
пульверизатором, обеспечивает хороший съём оболочки. Недостатки
этого покрытия: обильное газовыделение, образование нагара на моде-
лях в результате разложения мазута.
3—4%-ные растворы каучука в уайт-спирите
(СКТ-2, СКТ-3, СКТ-Р) наносят на модель пульверизатором, обеспечи-
вают съем 26—40 оболочек, устраняют газовыделение и нагар.
Графитовая эмульсия и паста обеспечивают хоро-
ший съем оболочки с модели. Недостаток этих покрытий — невозмож-
ность нанесения их на модель пульверизатором.
Озокерит (горный воск). Расплавленный озокерит пуль-
веризатором наносят на подогретую до 200—240° С плиту. Съем обо-
лочек хороший, но вызывает обильное газовыделение.
Изготовление оболочковых форм. Процесс изготовления оболочко-
вых форм включает следующие операции: нагрев модельной оснастки,
засыпка ее песчано-смоляной смесью, отвердевание оболочки, сборка
формы.
Нагрев модельной плиты. При работе на смесях с пуль-
вербакелитом плиты нагревают до 200—250° С. Толщина оболочки за-
висит от температуры, до которой нагрета модельная плита, и времени
выдержки над ней смеси. Чем выше температура нагрева плиты и больше
выдержка, тем оболочка толще.
Засыпка. Смесь на нагретую плиту наносят двумя способами;
свободной засыпкой с помощью поворотных (на 180°) бункеров (без
подпрессовки и с подпрессовкой образующейся оболочки) и пневмати-
ческой подачей смеси (пескодувные и пескострельные способы). Высота
слоя смеси в бункере должна быть не менее 350—400 мм при высоте
падения 400—600 мм. Скорость поворота бункера должна быть макси-
мальной. Продолжительность выдержки смеси над модельной плитой
зависит от температуры плиты и обычно составляет 20—40 сек.
Отвердевание оболочки. Окончательное отвердевание
оболочки происходит в нагревательной печи, куда она подается вместе
с модельной плитой. Прочность оболочки зависит от температуры ее
отвердевания, а при заданной температуре — от продолжительности
выдержки. Максимальная прочность оболочки толщиной 5—6 мм, из-
готовленной из смеси с пульвербакелитом, достигается при температуре
300° С и выдержке в течение 40—60 сек. Температура печи 300—500° С.
Сборка форм. Две оболочковые полуформы соединяют меха-
ническим скреплением или склеиванием (горячим способом или холод-
ным). Механическое скрепление осуществляют с помощью железных
238
Литье в оболочковые формы
скоб, струбцин и пневматических пружинных зажимов. Клей (см.
табл. 131) наносят на оболочки шприцем. Склеенные оболочки пере-
дают на пресс и затем на заливочный участок.
131. Клеи для склеивания оболочковых форм
Состав клея f вес. ч Минимальная выдержка Предел прочности в кГ/см2
Смола МФ 17 Пектиновый клей Декстрин Жидкое стекло Щавелевая кислота (10%-ная) до заливки в мин под прессом й' сек. при растя- жении । 1 при изгибе
80 85 15 15 20 20 «М* 80 85 10 10 3 3 5 5 25 — 30 25—30 270 270 32,27 33,3 20,82 25,48 89,57 99,70 67,60 62,53
Заливка форм. При горизонтальной заливке хорошо склеен-
ные или скрепленные небольшие формы часто не требуют опорного
материала. Остальные формы засыпают чугунной дробью диаметром
2—4 мм, гравием, песком или обычной формовочной смесью. Оловян-
ные бронзы заливают при 1050—1150° С, алюминиевые бронзы 1120—
1150° С, кремнистые латуни 960—1000° С (все сплавы заливают при
температуре на 20—40° ниже температуры заливки сплавов в песчано-
глинистые формы).
Литниковые системы. При литье в оболочковые формы
используют следующие литниковые системы: горизонтальные, верхние
(дождевые), сифонные, ярусные, вертикально-щелевые и комбиниро-
ванные. Для оловянных бронз рекомендуют верхние и горизонтальные,
вертикально-щелевые системы; для алюминиевых бронз и латуней вер-
тикально-щелевые и сифонные с рассредоточенным подводом металла
и элементами торможения (гидравлические затворы, цилиндрические
шлакоуловители и дрч). Литниковые системы — расширяющего типа.
Расчет литниковых систем основывается на формулах, которые при-
меняют для расчета литниковых систем песчано-глинистых форм, однако
коэффициенты расхода р увеличивают на 0,1.
Рекомендуют следующие соотношения элементов литниковых систем;
для алюминиевых бронз и кремнистых латуней
Рп: Ршл • рст = 1,5 : 1,3 : 1,0 ил и 2 : 3 ; 1;
для оловянных бронз
рп ! Рьил ’ Рст = 1 ! (0,94-1,5) : (0,9ч-1,25).
Трение (торможение) металла в каналах литниковой системы меньше,
чем в песчано-глинистых формах; скорость заполнения выше, поэтому
сечения литниковых каналов меньше на 10—15% соответствующих
сечений песчано-глинистых форм.
Скорость охлаждения отливок в оболочковых формах меньше, чем
в песчано-глинистых формах^ поэтому предпочтительнее устанавливать
закрытые прибыли.
Приложение
239
ПРИЛОЖЕНИЕ ЛИТЕЙНЫЕ СПЛАВЫ ТЯЖЕЛЫХ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В ЗАРУБЕЖНЫХ СТРАНАХ 132. Оловянные бронзы по DIN 1705 Примесей в %, не более Всего 1,0, кроме Ni, Sb, P 1,0, кроме Ni, Sb, P 1,0, кроме Ni, Sb, Pb 0,5, кроме Ni, Pb,Sb 0,5, кроме Ni, Sb 0,5, кроме Ni, Sb Примечания: l.Bo всех сплавах допустимо содержание: Mn — 0,2%, Al — 0,01 %, Si — 0,01 %, As — 0,15%. 2. Для всех сплавов под допустимым содержанием меди подразумевают сумму меди и никеля, г / 133. Свинцовые и свинцово-оловянные бронзы по DIN 1716 Примеси в %, не более । Всего 1,0, кроме Ni, Sb, Sn, Zn 0,5, кроме Ni, Sb, Zn 0,5, кроме Ni, Sb, Zn 0,5, кроме Ni, Sb, Zn 0,5, кроме Ni, Sb, Zn
Zn in to ID [ I 1 ООО* * *
Л ю о tn m m О о <s> о о о о о о
Ю Ю 1П О О О О О О ' о о о о о о
Fe to ш ш ш Г- СМ СМ СМ сч о о о о о
Sb to Ш Ш Ш Ю to см см сч . со со со о о о о’ о о’
Zn о о о о о СО со со
Сч m m ш CM TF О О О о о о о о о
Sb ш Ш со tn tn in о о о о о
Pb О О О Ю j |
Sn °.1 1 1 1 со 11 1 1
Fe О О О to to см см см см см со о о о о о о
Ni ш in in о in СЧ —см сч
Ni о о о о о о —' —1 > см см
Основные компоненты в % i Pb ь> о 1 1 1 Г 1 1 Ю TF
Основные компоненты в % Pb сю « « СЧ СО ~ сч сч ч* ОО СО СО сч
c N —!* 1,0—3,0 3-5 4—6
Sn 9 — 11 9—11 7 — 9 3,5 —5,5
Sn Ю СО < »—< 00 СО 1 1 1 1 1 1 СО О Ш СО тг •—’ т—1 • 00
Cu Ь* СЧ О Ь» S оо и s S о 00 Ш Ш ОО S Г" Ф
Cu Ь- О О ю со 00 00 О 00 00 сю Щ г- о ш со 00 00 00 СО 00 00
Обозначение сплава G-PbBz25 G-SnPbBz5 G-SnPbBzlO G-SnPbBzl5 G-SnPbBz20
Обозначение сплава G-SnBzl4 G-ShBzl2 G-SnBzlO Rg 10 Rg 7 Rg 5
134. Алюминиевые бронзы по DIN 1714
Обозначение - сплава « Основные компоненты в % Примеси в %, не более
Си А1 Ni Fe ' Мп Ni ♦ РЪ Sn Zn Fe Мп Si Всего
G-A1BZ9 88—92 8 — 10,5 шма — 1,0 0,3 ' 0,3 0.5 1,2 0,5 0,2 0,8, кроме Fe, Ni, Мп
G-FeAlBzF50 ~ 83—89,5 8,5 — И 2—4 —- - 2,5 0,2 0,3 0,5 —- 1,0 0,2 0,5, кроме Ni, Мп
G-NIA1BZF50 78—82 7,8—9,8 4—6,5 4—6 — 0,10 0,20 Q.30 .1,5 . 0,1 0,3, кроме Мп
G-NiAlBzF69 77—81 8,8 — 10,8 4—6,5 4—6 —
G-NiAlBzF68 73—80 9 — 12 4,5 — 7,0 5 — 7 - / —
G-MnAlBzF42 82—85 7-L-1 1—2 — 5.65 0,10 0,20 0,30 1,5 — 0,10 0,6, кроме Fe
<\ 135. Латуни по DIN 1709
Обозначение сплава Основные компоненты в % (Zn — остальное) Примеси в %, не более
Си Pb Al Sn Fe Мп Ni Ni Sn Sb Fe Мп А1 Si Р As Pb Всего
. G-Ms65 63—67 1-3 .... ~ — — 0,5 1,0 0,10 0,8 0,20 0,10 0,05 0,05 0,1 — 2,2, кроме Al, Ni
G*K-Ms60 G-D-Ms60 58—64 -«а». - - <1,0 *«Мма* * ' 0,5 1,0 0,10 0,8 0,2 — 0,5 0,05 0,1 2,0 2,2, кроме Ni, Pb
- G-SoMsF30 55—64 / •• * • <1,0 <1,2 <2,5 2,0 «м» 0,10 1 .... —- ОДО 0,10 0,10 0,10 1,0 1,2, кроме Ni
G-SoMsF45 55—68 * "* Шй' <2,5 1 -Л— <2,0 <3,0 <2,0 — 1,0 0,10 —— - —- . —- 0,5 0,10 0,10 1,0 1,0
1—6,5
G-SoMsF60 55—68 — <5,0 <2,5 <4,0 <2,0 0,5 0,05 —• — 0,5 0,05 0,10 0,5 0,5
1—7,5
G-SoMsF75 55—68 — <7,5 «Мм <4,0 <5,0 <2,0 — 0,10 0,05 —• — 0,5 0, 05 0,10 0,2 0,5
2—16
G-ZnA16Cul GK-ZnA16Cul G-ZnA14Cu3 GK-ZnA14Cu3 GD-ZnA14Cul GD-ZnA14 Обозначение сплава G-ZnA16Cul J GK-ZnA16Cul 1 G-ZnA14Cu3 GK-ZnA14Cu3 ; GD-ZnA14Cul GD-ZnA14 Обозначение сплава 1 1
...... II ч — 0,075 — 0,002 0,005 0,009 — 0,075 — 0,002 — 0,009 1 о о © © © № О © © ьэ 1 © © © © 0,1 0,05 0,02 0,002 — 0,009 Си Fe Ni Sn Mg Pb-f-Cd Примеси в %, не более 5,6—6,0 — 1,2—1,6 3,5—4,3 0,03—0,06 2,5—3,2 3,5—4,3 0,02—0,06 0,75 — 1,25 3,5—4,3 0,02—0,06 — *• - - - - -- ----- - Al Mg Cu Основные компоненты (Zn — остальное) p 0/ в /0
СЛ СЛ СЛ СЛ СЛ ffq Grej crcj oq crcj сл сл сл сл сл - a a a a a © © -J •<! “O © О © © OO Обозначение сплава 137. Оловянные сплавы для литья под давлением по DIN1742
•*» © © “-J © © © "J 1 1 1 1 1 © © -J ^0 ►—И-*-©© Sn Основные компоненты в %
* ►—* * >M* >—«* »M« ^AOOOGC Sb
W 00 ф. ф. © © © © © © © © © © © Си
©too OON3-- - NO NO © © О W ЬЭ © >— 4^ 4^ - - © © © Pb
-Менее 1,5 Примеси Fe+Cd + As р 0/ В /0
СЛ СЛ СЛ СЛ СЛ 0Q СПЗ 0$ 9Q *0 *0 Т5 *0 *0 сг сг сг сг о* 4* © 00 00 © © © © <! -<1 Обозначение сплава 136. Свинцовые сплавы для литья под давлением по DIN 1741
4^© ОС ОО © © 00 4*. © © 4* © 00 00 © •ч © © 00 00 РЬ 1 Основные компоненты в %
4—6 24—26 39—41 Sn
•н- N0 © № N0 1 1 1 1 1 »-* >—1 »— ►— rfs- Sb
‘to © © 1 1 1 1 1 рр © © I Си
Менее 1,5 Примеси Fe-j-Cd-|- As в %
139. Медные сплавы по ₽N—60/Н87026
• Обозначение сплава ) Основные компоненты в %
Си Zn Sn РЬ Ni р Si Мп А1 Fe
CuSnlO - — 9 — 11 ^..м НИ- ____ -мм ——ми
CuSnlOPl «мм 9 — 11 М—М — 0,8 —1,2 мм. t м—
CuSnlOZn3 2—4 9 — 11 — МИИ* — мм. У _ —м
CuSn6Zn6Pb3 5-7 5—7 2—4 — ——1 -мм
CuSn5Zn5Pb5 4—6 4—6 4—6 мвм — —м —
Cu$n4Zn4Pbl7 Оста л ь- 2—6 3,5 —5,5 14—20 —И— мм. — Мм. им—
CuSnlOPblO ное мм 9 — 11 9 — 11 —“ мим —м — —М.
CuSn5Pb25 •«ИИ 4—6 23—26 —- —— — — ММ.
СиРЬЗО ммм 27—33 •м^ —м — мм.
CuA19Fe3 — —— —и 8 — 10 2—4
CuA110Fe3Mn2 —м МИ—• — jMM. м-М 1—2 9 — 11 2—4
CuA110Fe4Ni4 — 3,5 —5,5 м— — •мим 9—11 3,5—5,5
CuSi4Fe2 у "" — мм. 3,5-4,5 —ММ — 1 — 1,8
CuSi3Zn3Mn 3—5 —— — —— 3—4 0,5 —1,5 —- 0,5 —1,2
CuZn39Pb2 57—60 J—2 «мм ММИ. —— —1 мм.
CuZn43Mn4Pb3Fe 47—50 — 2,0—3,5 — 3—4 — 0,5 —1,2
CuZn40Mn3Fe 53—58 —— — мм мим 3—4 0,5 —1,5
CuZn38Mn2Pb2 57—60 Оста ль- 1,5—2,5 —• ММ. мм. 1,5—2,5 —• ——
CuZn38Al2MnFe 56—60 ное — — м— мм- мм. 1— 2 1,5—2,5 0,5 —1,5
CuZn30A13 66—68 —м— мм мим —и 2 — 3 мм
CuZnl6Si4 79—81 —— — м«м — 2,5 —4,5 — — —
CuZnl3Si4Pb3 79—81 — 2—4 — —- 2,5—4,5 —— — ——
to
I
Продолжение табл. 139
х Обозначение сплава Примеси в %, не более'
Zn Sn РЬ Мп А1 Fe Si р Sb Bi As Mg- Ni S Всего
CuSnlO 0.3 0,5 -мм 0,02 0,2 0,02 0.1 0,5 0,005 0,15 0,02 0,5 0,08 1,0
CuSnlOPl — 0.2 0,3 0,02 0,2 0,02 —— 0,5 0,05 0,15 0,02 0,5 0,05 1,0
CuSnl0Zn3 —— Эмм 0,5 МММ» 0,02 0,3 0,02 0,5 0,5 0,05 0,15 0,02 0,5 0,05 1,0
CuSn6Zn6Pb3 мм. мм мм. 0,05 0.4 0,05 — 0.5 — .-мм —- —*» —мм. 1,3
CuSn5Zn5Pb5 НМ М— мм. 0,05 0,4 0,05 МММ 0,5 «мм М- — — -- 1,3
CuSn4Zh4Pbl7 «ММ «мм мм* МММ 0,02 0,4 0,02 0,05 0,5 0,005 0,15 0,02 • 0,05 1,2
CuSnlOPblO 0.5 — Мм* 0,3 0,02 0,2 0,02 0,05 0,5 0,005 0,15 0,02 0,05 1,0
CuSn£Pb25 0,5 мм — 0,3 0,02 0,2 0,02 0,05 0,5 0,005 0,15 0,02 —— 0,05 1,2
СиРЬЗО 0,1 0,1 мм. 0,3 0,05 0,3 0,02 0,05 0,5 0,005 0,10 0,01 —— 0,05 1,0
CuA19Fe3 1,0 0,2 0,1 0.5 — — 0,3 0,1 0,05 0,005 0,05 — 1,0 0,05 2,0
CuAI10Fe3Mn2 0,5 0,2 0,1 —м — м— 0,3 0,05 0,02 0,005 0,05 ——М» 0,5 0,05 1,0
CuA110Fe4Ni4 0,5 0,2 0,1 0,5 — — 0,2 0,1 0,05 0,005 0,05 МММ МММ 0,05 1,5
CuSi4Fe2 1,0 0,6 0,5 0,2 — — 0,05 0,05 0,005 — МММ —М 2,5
CuS13Zn3Mn «мм 0,3 0,5 ММ* 0,2 ' —— — 0,05 0,05 0,005 ’—• — —м — 1,5
CuZn39Pb2 . •— 1,0 •мм 1,0 0,3 0,5 0,3 0,05 0,05 0,05 0,05 1,0 2,0
CuZn43Mn4Pb3Fe — Ч» 0,5 мм* •м*. 0,25 —— 0,2 0,05 0,1 0,01 0,05 — —— —м 1,2
CuZn40Mn3Fe •— 0,5 0,5 *ММ 0,6 — ~ — * 0,1 • —* - 4— — » МММ —м 2,0
CuZn38Mn2Pb2 0,5 мм» -мм 1,0 0,8 —мм 0,1 . —м —— 1,0 0,02 2,5
CuZn38A12MnFe — 0,5 1,0 —м. —— — 0,5 0,01 0,1 0,01 . 0,1 — 0,5 . 0,02 2,0
CuZn30A13 — 1,0 1,0 0,5 М** 0,8 — -мм 0,1 —— —1 III —мм мм* 3,0
CuZnl6Si4 —- 0,3 - 0,5 1,0 0,1 0,6 ^Ч 0,1 мм— — •— МММ I — 2,8
GuZnl3SiPb3 —- 0,3 «мм 1,0 0,3 0,6 *ММ 0,1 — — — —— — — 2,0
140. Цинко-алюминяевые сплавы по PN—60/Н87101
Обозначение сплава Основные компоненты в % (Zn — остальное) Примеси в %, не более
Al Си Mg РЬ Cd Sn Fe Mg РЫ-Cd + Sn
ZnA14 3,5—4,5 t <0,1 0,02—0,05 0,006 0,003 0,001 0,06 1 0,009
ZnA14Cul 3,5—4,5 0,7 —1,3 0,02 — 0,05 0,006 0,003 0,001 0,06 — 0,009
ZnA14Cu3 3,5—4,5 2,5 —3,7 0,02—0,05 0,006 0,003 0,001 0,06 —м 0,009
ZnA16Cul 5,4— 6,2 1,2 —1,6 •— 0,006 0,003 0,001 0,06 0,005 0,009
ZnAI8Cu2 7—8,4 1,8—2,4 —и 0,8 «ММ — 0,5 0,15 —м
ZnA110Cu5 9 — 11,5 4,5 —5,8 — 0,03 0,015 0,005 0,4 МММ «•
ZnA128Cu4 26—30 3,0—5,4 0,02—0,05 0,008 0,004 0,001 0,5 — ——
Й
U
о
а
%
Й
съ
to
сл
141. Медные сплавы по CSN
to
Обозначение сплава Основные компоненты в %
Си Zn Sn Мп А1 Fe Pb Ni Si Сумма, не менее
CuSnl2 11-13 — - —M Си 4“ Sn ~f- N i 99
л CuSnlO 9-11 — — “- — — Cu-f-Sn-p Ni 99
CuSnlOPb5 Ос- мм» * 9-11 — -— 4—6 0,5 —1,5 — Cu + Sn4- Pb-f-Ni 99
CuSnlOPblO таль- ное — 9-11 — ' — — — 9—11 0,3 — 1 - —' Cu + Sn + Pb+Ni 99
CuSn8Pb3Zn6 5 — 7 7 — 9 — —, 2—4 — — Cu-J-Sn 88
CuSn5Pb5Zn5 4,5—6 4—6 мм‘ — " 4—6 — Си -I- Sn+Zn 4“ Ni 98,7
Pb60Cu36Ni2,5 CuA110Fe3Mnl,5 — 1—2 СО 1 1 *—« 2 — 4,0 57—63 2,25 — 2,75 — Pb4-Ni+Cu 98,75
CuA19Mn2 •ММ. 1,5 —2,5 8 — 10 — —— •—— —-
CuA110Fe4Ni4 * 1 « — ——• 9—11 3,5 —5,5 —— 3,5 —5,5
Ms80Si3 79—81 Оста ль- — — —- — —- 2,5 —4,5
Ms80Si3Pb3 79—81 z ное — — —- 2—4 2,5—4,5 —
Ms66A15Fe3Mn2 64—68 Ml1 1,5-2,5 4,5—6 2—4 —— — —S —
Ms60FelAH 58—61 0,2—0,7 0,1—0,6 0,7 —1,5 0,7—1,5 — s —— — —
Ms55MnFe 53 — 58 3 — 4 ««* 0,5 —1,5 —, —- ; — '
Ms59MnlAll 57—60 —— 0,5—2 0,5—2 — —. —- —; Cu4-Mn4-AI4- 4-Zn4-Ni 98
с
li.
©
съ
Ж
Й
Продолжение табл. 141
Обозначение сплава Примеси в %, не более № CSN
Р РЬ Fe Al Zn Мп Ni Si Sb Bi Всего
GuSnl2 0,1 0,5 0,2 0,01 0,3 0,2 1,5 0,02 0,2 0,01 — 423123
CuSnlO 0,3 0,5 0,2 0,01 0,5 0,2 1,5 0,02 0,025 0,01 «мм 423119
CuSnlOPb5 0,05 0,2 0,01 0,5 ммй •MMi •MB 0,3 •MB* — 423121
CuSnlOPblO 0^05 0,2 0,01 0,5 —• «ммв ММ* 0,3 МММ «ММ, 423122
CuSn8Pb3Zn6 0,1 0,4 0,02 мам 0,2 0,5 МММ 0,5 МММ «мм 423137
CuSn5Pb5Zn5 0,4 0,05 — мммв 1,5 Sn . 0,5 — 1,3* 423135
Pb60Gu36Ni2j5 0,05 — 0,25 МММ Sn — 0,5 0,5 As 1,25 423722
CuA110Fe3Mnl,5 0,01 0,03 МММ 0,5 0,1 Sn 0,5 0,1 0,002 0,01 As 0,75 423146
CuA19Mn2 0,05 0,1 1,0 Sn мм^ 1,0 °’2 1,0 0,2 0,05 0,05 As 2,8 423144
CuA110Fe4Ni4 0,05 . 0,05 0,2 мм* 0,5 Sn 0,5 мм*. 0,2 0,05 0,05 1,5 / 423147
Ms80Si3 0,5 0,6 0,1 0,3 Sn 1,0 •Mb «mb 0,1 2,8 423304
Ms80Si3Pb3 *м 0,6 0,3 0,3 Sn 1,0 ММ —i 0,1 — 2,0 423304
Ms66A15Fe3Mn2 - —. 1 ммм ММ- 1,0 — М..И. — 0,1 — ’ 2,1 423311
M$60FelAll 0,05 0,4 —’ «МВ Sn — 0,1 0,7 423320
Ms55MnFe мм 0,5 «мь* 0,6 0,5 Sn «мм* мм* — 0,1 —• 2,0 423324
Ms59MnlAll * Кроме Г ii. 1,5 1,0 0,5 1,0 423322
©
И
©
%
142. Оловянные бронзы по BS 1400 — 1961
Обозначение сплава Основные компоненты в % (Си — остальное) Примеси в %, не более
Sn Zn Pb Ni Р А1 Si Bi Мп Fe-f-Al-f- ~f~Sb Всего
G1-C
88/10/4 9,5*«" 10,5 1,5—2,5 <1,5 ♦ <1,0 0,01 0,02 0,03 0,2 —
G2-G
88/8/4 7,5 —8,5 3.5—4,5 <1,5 * <1,0 0,01 0,02 0,03 0,2 —
G3-G 6,5—7,5 '1,5—3,0 0,1—0,5 5.25—5,75 — 0,01 0,01 0,02 0,2 0,2
LG2-G
85/5/5/5 4—6 4—6 4—6 <2,0 — 0,01 0,02 0,05 — 0,5 «МММ.
LG3-C •
86/7/5/2 6—8 3—5 1—3 <2,0 — 0,01 0,02 0,05 —— 0,5 —
LG4-C
88/7/3/3 6,5—7,5 1,5—3,0 2,5 —4,0 <2,0 — 0,01 0,02 0,05 •ММ 0,4 МММ
LB1-G
76/9/0/15 8— 10 <1,0 13 — 17 <2,0 ♦♦ <0,1 Не указывается 0,5
LB2-G
80/10/0/10 9—11 <0,75 8,5 — 11,0 <2,0 *♦ 0,1 0,С1 0,02 » 0,15 Fe 0,5
LB3-C
80/10/0/5 91— 11 <1,0 4—6 <2,0 ** 0,1 » » 0,5
LB4-C
. 85/5/0/10 4—6 <2,0 8—11 <2,0 ** 0,1 » 0,75
LB5-G
75/5/0/20 4 —6 <1,0 18—23 <2,0 ♦♦ 0,1 > 0,5
* По требованию потребителя содержание свинца может быть ограничено до 0,5%.
•• Для тонкостенных антифрикционных отливок содержание никеля не брлее 1,0%.
КЗ
00
в
X
&
съ
143. Алюминиевые бронзы по BS 1400—1961
Обозначение сплава Основные компоненты в % (Си — остальное) I Примеси в %, не более
А1 Fe Мп 1 Ni . Zn Sn Sn РЬ Si Mg р Всего
АВ1-С 8,5 — 10,5 1,5—3,5 <1,0 <1,0 <0,5 0,1 0,05 0,25 0,05 — 0,3
АВ2-С 8,5 — 10,5 3,5—5,5 <1,5 4,5—6,5 <0,5 0,1 0,05 0,25 0,05 — 0,3
СМАЬС . 7,5—8,5 2—4 11,0 — 14,0 1,5—4,5 —• <1,0 М— 0,05 0,15 — 0,05 0,3
СМА2-С 8,5—9,0 2—4 11,0 — 14,0 1,5—4,5 — <1,0 •—• 0,05 0,15 0,05 0,3
144. Латуни по BS 1400— 196Д
Обозначение сплава Основные компоненты в % (Zn — остальное) Примеси в %, не более
Си РЬ Sn Fe Ni А1 Мп А1 РЬ Si Всего
SCB1-C 70—80 2-5 1—3,5 <0,75 <1,0 —— — 1 - 0,01 — 1,0
SCB2-C 66 — 73 2-5 <1,5 <0,75 <1,0 — 0,01 — —м‘ 1,0
SCB3-C , 63 — 70 1—3 ю V/ <0,7 5 <1,0 «Мм. — 0,1 .— МММ. 1,0
SCB4-C 60 — 65 <0,1 1-1,5 •— —— —— 0,1 — МММ. 0,75
SCB5-C 88—91 1—2,0 —- — — — 0,1 — 0,3-
DCB1-C 1 59—63 <0,1 — — <0,5 — — —-- —м 0,75
DCB2-C 1 61—65 <0,1 0,5 —1,5 —- <0,5 —- — — -*-М 0,5
DCB3-C 1 58—63 0,5—2,5 <0,5 <0,25 —* <1,0 — —- МММ. 0,5
НТВ1-С >55,0 <0,5 2 <1,5 0,5—2,0 <1,0 <2,5 <3,0 ' 0,1 0,2
НТВ2-С >55,0 <0,5 2 <0,5 0,5 —2,5 <2,0 <5,0 <3,0 — •мем 0,1 0,2
НТВЗ-С 1 Для л 2 По тр >55,0 итья ПОД Д< ебованию с< <0,2 звлением. удержание <0,2 свинца мон 1 —2,5 f сет быть ог <1,0 раничено д< 3—6 э 0,1%. <4,0 / 1 «ммв 6,1 0,2
145« Оловянные бронзы по ASTM
Обозначение сплава № ASTM Основные компоненты в % Примеси в %, не более
Cu Sn Pb Zn Ni* Fe Sb р
1А (88-10-2) 86—89 9—11 0,3 1—3 1,0 0,15 0,05
1В (88-8-4) ASTM 86—89 7,5—9,0 0,3 3—5 1,0 0,15 — 0,05
2А Bl 43 —61 86—90 5,5—6,5 1—2 3—5 1,0 0,25 —— 0,05
2В 85—89 7,5 —9,0 1,0 2,5 —5,0 1,0 0,25 —— 0,05
-
ЗА (80-10-10) 78—82 9 — 11 8—11 <0,75 <0,75 0,15 ** 0,55 0,05
ЗВ (83-7-7-3) 81—85 6,25—7,5 6—8 2 — 4 <0,50 0,2 0,35 0,15 * * *
ЗС (85-5-9-1) ASTM 83—86 4,5—6,0 . 8 — 10 <2,0 <0,5 0,2 0,3
ЗД (78-7-15) B144 —52 75—79 6,25—7,5 13—16 <0,75 <0,75 0,15 0,75 0,05
ЗЕ (70-5-25) 68,5—73.5 4,5—6,0 22 — 25 <0,4 <0,75 0,15 ** 0,75 0,05
4А (85-5-5-5) 84—86 4—6 4—6 4 — 6 <1,0 0,3 г,- 0,05
4 В (83-4-6-7) 82 — 83,75 3,25—4,25 5—7 5 — 8 <1,0 0,3 ——" 0,03
5А (81-3-7-9) ASTM 78—82 2,25—3,5 6—8 7 — 10 <1,0 0,4 г— 0,02
5В (76-3-6-15) B145—63 75—76,75 2,0—3,0 5,25—6,75 13 — 17 <1,0 0,4 0,02
* При определении нижнего предела меди никель суммируется с медью-
♦♦ В отдельных случаях допускается 0,35% (антифрикционные детали).
*♦♦ При литье в кокиль допускается до 0,5%. -
к
is»
с
а
С»
146. Чушковые оловянные бронзы по ASTM ВЗО —59
Наименование сплава № сплава Основные компоненты в % Примеси в %, не более
3 О с СО Л Си с N Z Cu4-Sn4- 4-Pb+Ni, не менее (V X! СО со со
Оловянные бронзы 1А 1Д 86—89 86—89 9,5 — 10,5 7,8 —9,0 /Л/Л р о № N3 сл СЛ 1,5 —3,0 3,5 —5,0 0,8 * 0,8 * — 0,15 0,2 0,25 0,25 0,05 0,05 0,005 0,005 0,005 0,005 0,03 0,03
Оловянно- св ин цовые бронзы 2А 2В ЗА ЗВ 86—89 85—89 78 — 81 82—84 5,8—6,5 ! 7,8 —9,0 9,3 — 10,7 6,5 —7,5 1,0 —1,8 0,9 8,3 — 10,7 6,5 —7,7 3,5 —5,0 3 — 5 0,8 2,5 —4,0 * * * * ОО QO QO 00 о о о о 98,5 0,2 0,2 0,1 0,2 0,2 0,25 0,5 0,3 0,05 0,05 0,08 0,08 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 0,005 0,03 0,03 0,05 0,03
Высокосвин- цовые бронзы ЗС ЗД 83 — 85 76 — 79 4,5—5,5 6,5 —7,5 8,5 —9,7 14 — 16 0,5 —1,5 0,8 0,8 0,8 98 98,5 0,1 0,1 0,35 0,5 0,08 0,08 0,005 0,005 \ 0,005 0,005 0,04 0,05
Свинцовые красные латуни 4А 4В 84—86 82 — 83,5 4,3—6,0 3,5 —4,2 4 — 5,7 5,8—6,8 4,5—6,0 5,5 —8,0 0,8 0,8 0,25 0,25 0,25 0,25 0,08 0,08 0,005 0,005 0,005 0,005 0,03 0,02
Свинцовые полукрасные латуни 5А 5В 79—82 75—76,7 2,5 —3,5 2,3 —3,0 6,3 —7,7 6 — 7,0 7 — 10 13 — 16 0,8 0,8 0,35 0,35 0,25 0,25 0,08 0,08 0,005 0,005 0,005 0,005 0,02 0,01
♦При договоренности допускаются колебания ±0,2%.
147. Латуни по ASTM
Обозна- чение сплава № ASTM Основные компоненты и примеси в % (Zn — остальное)
Си Sn Pb Ni 1 Fe Al Мп I
6А ASTM 70—74 0,75—2,0 1,5—3,75 f <0,6 —-* —
б В В146—52 65—70 <1,5 1,5—3,75 / —— <0,75 <0,3 —
6С (1961) 60—65 0,5 —1,5 0,75 — 1,7 <0,75 <0,3
7А 56—62 ~ V" <1,5 0,5 —1,5 <2,0 <1,5 <1,5
8А ASTM 55—60 . <1,0 <0,4 <0,5 0,4—2,0 0,5 —1,5 <1,5
8В В147—63 60—68 <0,2 <0,2 — 2—4 3—7,5 2,5—5,0
- 8С 60—68 <0,2 <0,2 .. 2—4 3—7,5 2,5—5,0
10А ASTM 53—58 1,5—3,0 8 — 11 11 — 14
ПА В149—52 63—67 3,5—4,5 3—5 19,5—21,5
/ '
11 В (1961) 64—67 г 4,0—5,5 1—2,5 24—27 1
<1,5 <0,5
<1,5 «МН <1,0
<1,5 — <1,0
г
148. Чушковые латуни по ASTM В.30-59
Наимено- вание сплава № спла- ва Основные компоненты в % / Примеси в %, не более
Си Sn ' РЬ Zn Ni Si Fe Sb S А1 Si р Мп
Свинцовые латуни 6А 6В 6С СО СП СО (£><£> III О СО 00 m 0,7 —1,7 1,5 0,5 —1,5 1,5—3,5 1,5—3,5 0,8 —1,5 Ос- таль- ное 0,8 0,8 0,8 ««мм «мм» 0,5 0,5 0,5 0,2 Мм ' 0,05 «<м»м Нет 1 Нет1 0,5 0,05 0,05 0,05 0,01 «ММ, •мм.
Высоко- прочные латуни 7А 8А 8В СП СЛ СЛ ослеп 1 11 СП (ЗУ о 00 о ю 0,5 —1,0ч 1,0 • 0,2 0,5 —1,3 0,3 0,2 0,8 0,8 — 0,8 —1,5 2,0 2 — 4 — «Мам 1,0 . 0,5 —1,5 3,0 —7,5 •мм* ММ» 1 1 1 0,1—0,5 1,5 2,5—5,0
Свинцово- никелевые латуни 10А ИА 11В 53—58 63—65 64—67 1,5 —3,0 3,5—4,5 4,5 —5,5 1 _. ° ° —< 1П ci 1 1 1 qo mo 1 • *> со —• 11—14 19,5—21 24—26 — 1,0 1,0 1,0 0,35 0,25 0,2 .0,08 0,08 0,08 Нет 1 Нет 1 Нет 1 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,5 1,0 1,0
Кремнистые латуни 1 Под 12 А 13А 13В слово» Ос- таль- ное t «Нет» 1,0 «МММ «ама подразум 0,5 1,0 0,5 евается с< 5,0 12 — 16 12 — 16 эдержан ие А1 не 5 4 5 более 0 2,5 •мм» МММ ,005% (п •аа» Мм> ри ai МММ« чализе 1,5 0,5 0,5 навески •маа 10 г). 1,5 •М»
2g2 4 П раложениб _______ Приложение
149. Алюминиевая бронза по ASTM Bl 48 —65 Т
Обозначение сплава Основные компоненты в %
Си, не менее А1 Fe Мп Ni Si Всего основных компонентов, не менее
9 А 86 8,5—9,5 2,5—4,0 «м«м 2,5 •••м 99,0
9В 86 9—11,0 0,75 — 1,5 —ма МММ 99,0
9С 83 10—11,5 3,0—5,0 <0,5 <2,5 — 99,5
9Д 78 10 — 11,5 3,0—5,0 <3,5 3—5,5 99,5
9Е 88 6—8 мм' — <0,25 1,75 — 3,25 99.5 1
(
4
ЛИТЕРАТУРА
1. Бабаев Д. Н. Рациональные методы плавки и заливки медных
сплавов. Сб. «Фасонное литье медных сплавов» М., Машгиз, 1957.
2. Б у т а л о в В. А. Борьба с браком в литейном производстве,
М., Машгиз, 1953.
3. Баталов А.Н., Мыкольников А. А., ШтундельР.И.
Опыт изготовления крупных отливок из бронзы, М., Машгиз, 1963.
4. Б о г о в о й М. В., Грибова Ф. Л. Обогрев прибылей
отливок из медных сплавов. «Литейное производство», 1962, № 3.
5. В а г и н В. В. Плавильно-раздаточная индукционная печь со
стальным сердечником. Сб. «Фасонное литье медных сплавов».
М., Машгиз, 1957.
6. Г у л я е в Б. Б. Литейные процессы. М., Машгиз, 1960.
7. Горшков И. Е. Литье слитков цветных металлов и сплавов.
М., Металлургиздат, 1952.
8. Захаров М. В. К вопросу о принципах легирования жаропроч-
ных цветных сплавов. Сб. «Фасонное литье медных сплавов». М.,
Машгиз, 1957.
9. Заславский Д. М. Отливка ответственных бронзовых дета-
лей в земляные формы. «Литейное производство», 1957, № 3.
10. К а с е н к о в М. А. Пламенные печи для плавки цветных метал-
лов. М., Машгиз, 1948.
11. К л я ч к и н Я. Л. Сварка цветных металлов и их сплавов. М.,
«Машиностроение», 1964.
12. К о р о т к о в А. И. Литье в оболочковые формы. М., Машгиз,
1962.
13. Лебедев К. П., Вихорова Т. Н., В е с е л о в а А. И.
Усовершенствование технологии отливок латунных гребных вин-
тов. «Литейное производство», 1957, № 8.
14. Л я с с А. М., Куманин И. Б. Быстросохнущие смеси с жид-
ким стеклом. Сб. «Формовочные материалы». М., Машгиз, 1954.
15. Нормали машиностроения МН2688—61—МН2700—61; РТМ43—62.
М., Стандартиздат, 1962.
16. Н о в и к о в И. И. Горячеломкость цветных металлов и спла-
вов. М., «Наука», 1966.
17/ Овчинников В. А., Либерсон 3. М., С а м б у р А. М.
Литье в оболочковую форму на Уралвагонзаводе. Свердловск,
Машгиз, 1956.
18. П р ж и б ы л Й. Теория литейных процессов. Пер. с чешек.
М., «Мир», 1967.
19. П а в л е н к о П. Ф. Установка для пропитывания пористых
отливок. «Литейное производство», 1968, № 1.
20. П е т р о в В. И. Вертикальные индукционные печи (ВИП) для
плавки цветных металлов. Сб. «Цветное литье». М., Машгиз, 1954.
Л utnepamypa
255
21. Славинский М. П. Физико-химические свойства элементов.
М., Металлургиздат, 1952.
22. Смирягин А. П. Промышленные цветные металлы и сплавы.
М., Металлургиздат, 1956.
23. Телис М. Я. Плавка цветных металлов и сплавов. М., «Высшая
школа», 1964.
24. Ткаченко К. М., Фельдблюм Н. Б. Клей для оболоч-
ковых форм. «Литейное производство», 1957, № 5.
25. Ткаченко В. М., Богданов А. И. Термореактивные
смолы для оболочковых форм и стержней. «Литейное производство»,
1956, № 9.
26. Т к а ч е в К. И. Литниковая система с вертикальным щелевым
питателем. «Литейное производство», 1960, № 4.
27. Т к а ч е в К- И. Эффективная шлаковая защита при плавке мед-
ных сплавов. Сб. «Прогрессивная технология в литейном произ-
водстве». Лениздат, 1956.
28. Т к а ч е в К. И., Чижикова Л. В., С а р а й л о в М. Г,,
Кример Ф. П. Усовершенствование технологии отливки де-
талей арматуры. М.—Л., Машгиз, 1955.
29. Ф а р б м а н С. А., Колобнев И. Ф. Индукционные печи
Для плавки металлов и сплавов. М., Металлургиздат, 1958.
30. Ч а с т у х и н В. И. Пламенная печь малой емкости для плавки
медных сплавов. «Цветные металлы», 1951, № 2.
31. Шуб И. Е., Сорокин П. В. Точное литье по выплавляемым
моделям Л.— М., «Машиностроение», 1968.
32. Ш к л е н н и к Я. И. Литье по выплавляемым моделям. Сб. «Фа<
сонное литье медных сплавов». М., Машгиз, 1957.
33. Ш у б И. Е., Кантор П. И. Песчано-смбляные смеси для обо-
лочковых форм и стержней. «Литейное производство», 1956, № 2.
34. Электротермическое оборудование. Справочник. М., «Энергия»*
1967.
35. Яковлев М. Т., Васильев А. А., Смирнов В. Н.
Отливка рабочих колес насосов из сплава Бр. ОНФ 9-2,5-0,23
в песчаные формы. «Литейное производство», 1967, № 5.
36. Я к о в л е в М. Т., Васильев А. А., Смирнов В. Н.
Отливки крупных’втулок'из бронзы Бр. АЖМцЮ—3-1,5 в условиях
индивидуального производства. «Литейное производство», 1967, № 3.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Глава I. ШИХТбВЫЕ МА-
ТЕРИАЛЫ .................. 3
Металлы................... 3
Медь.................... 3
Никель.................. 5
Цинк................... 7
Олово ......... 8
Свинец................. 10
Алюминий технической
чистоты............'. 12
Марганец ............. 12
Кадмий................. 13
Кремний кристалличе-
ский .............5 . 14
Кобальт . . ........... 14
Сурьма................ 15
Xpoty.................. 16
Чушки медных сплавов . . 19
Лигатуры................. 20
Глава II. ЛИТЕЙНЫЕ
СПЛАВЫ .................. 23
Оловянные бронзы .... 23
Применение оловянных
бронз.............. 36
. Безоловянные бронзы . . 37
Применение безоловян-
ных (специальных)
бронз . ............... 46
Латуни.................... 47
Применение многокомпо-
нентных латуней ... 52
Никелевые сплавы .... 53
Применение никелевых
сплавов ............... 58
Цинковые сплавы .... 59
Применение цинковых
сплавов................ 59
Оловянные и свинцовые
сплавы.................... 61
Легкоплавкие сплавы ... 63
Флюсы.................... 109
Покровные флюсы . . . 109
Древесный уголь .... 111
Рафинирующие флюсы 112
Растворимость газов в ме-
талле .................... 115
Дегазация............ . 117
Модифицирование .... 120
Приготовление лигатур. . 123
Плавка металлов и сплавов 126
Медь................... 126
Оловянные бронзы ... 127
Алюминиевые бронзы 129
Свинцовые бронзы . . . 129
Сурьмяно-никелевые
бронзы. .............. 130
Многокомпонентные ла-
туни ................... 130
Никель и его сплавы. . 133
Цинковые, оловянные и
свинцовые сплавы . . 134
Контроль качества жидкого
металла . ... . ... 135
Глава V. ФОРМОВОЧНЫЕ
И СТЕРЖНЕВЫЕ СМЕСИ 140
Глава VI. ЛИТНИКОВЫЕ/
СИСТЕМЫ. ПРИБЫЛИ . . 145
Типы литниковых систем. 145
Расчет и выбор размеров
элементов литниковых си-
стем ................... 155
Прибыли ................. 174
Общие сведения .... 174
Закрытые прибыли ... 186
Прибыли, обогреваемые
экзотермическими . сме-
'сями ............. . 188
Холодильники............. 191
Глава III. ПЛАВИЛЬНЫЕ
ПЕЧИ ................... 64
Топливные^, печи ..... 64
Тигельные печи .... 64
Подовые печи ..... 64
Топливо ........ 79
Электрические печи ... 79
Печи сопротивления . . 79
Дуговые печи.......... 84
Индукционные печи... 86
Глава IV. ПРОИЗВОДСТВО
СПЛАВОВ.................... 98
Общие сведения............. 98
Тепловой эффект при из-
готовлении сплавов 101
Испарение металлов при
плавке ............... 102
Окисление и раскисление
жидкого металла ... 105
Глава VII. ПРИМЕРЫ
ФОРМ......... . . . 201
Глава VIII. ДЕФЕКТЫ ОТ-
ЛИВОК И СПОСОБЫ ИХ
ИСПРАВЛЕНИЯ . ..... 214
Дефекты отливок........ 214
Способы исправления де-
фектов ............... 214
Глава IX. СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ВИДЫ ЛИТЬЯ.......... 226
Литье по выплавляемым
моделям................. 226
Литье в оболочковые формы 228
Приложение............... 239
Литература............... 254