Конструкции и виды литниковых систем для отливок из стали

Стали имеют низкую жидкотекучесть, большую объемную усадку, склонны к газонасыщению и образованию горячих трещин, поэтому к литниковым системам для стальных отливок (рис 1) предъявляют следующие требования: 1) длина литников должна быть минимальной, чтобы обеспечить лучшее заполнение формы; 2) металл следует подводить в места отливки, разогрев которых способствует последовательному затвердеванию и питанию отливки; 3) при заливке формы литники должны быть заполнены металлом, чтобы исключить инжекцию воздуха и газов из формы и растворение их в металле или образо­вание раковин в отливках; 4) при затвердевании литники не дол­жны тормозить усадку отливки. Для мелких и средних невысоких отливок используют подвод металла по разъему или сверху, для массивных отливок снизу сифоном, а для крупных комбинированный, так, чтобы первые порции металла подавались сифоном, а последующие — в верхние части формы через литники, расположенные в верхних уровнях литниковой системы. Основное отличие литниковой системы для стали от литниковой системы для чугуна — это установка прибылей для питания усадки отливки. На литниковую систему с прибылями расходуется 25—50% общей массы жидкой стали, поэтому уве­личение выхода годного литья можно достигнуть путем уменьшения расхода стали на прибыль, принимая оптимальные ее размеры.

Прибыли ставят на самые массивные части отливки. Кроме того, необходимо обеспечить легкое их отделение. Прямые откры­тые прибыли помимо своего основного назначения — питания отливки служат как бы резервуаром для всплывания неметалличе­ских включений (засоров). Недостатками открытых прибылей(рис. 2, а) являются зависимость их высоты от высоты имеющихся в цехе опок и возможность засора формы через эти прибыли, а также увеличенный расход сплава на них. Закрытые прямые прибыли (рис. 2, б) используют для высоких опок, когда для открытых прибылей требуется большой расход сплава. Отводные прибыли (рис. 2, в) используют для питания узла отливки в тех случаях, когда нельзя поставить прямую прибыль без изменения конфигу­рации отливки. На практике часто применяют прибыли со сфери­ческой верхней частью, что уменьшает расход сплава и увеличи­вает выход годного.

Для улучшения работы прибылей важно, чтобы металл в них оставался длительное время в жидком состоянии (прибыль дол­жна застывать позже отливки). С этой целью применяют спе­циальные стаканы (рис. 2, г) из экзотермических смесей, состоя­щих в основном из термита. При заливке формы эта смесь разлагается с выделением большого количества теплоты, которая и обогревает прибыль. Однако для крупных прибылей такие ста­каны применять нецелесообразно, так как они сгорают раньше, чем прибыль закончит свое действие, и эффект их применения будет небольшим.

Для обеспечения работы закрытой прибыли под атмосферным давлением в нее устанавливают песчаный стерженек (рис. 2, б), который быстро прогревается до температуры металла, и металл вокруг него не затвердевает. По этому стерженьку воздух из атмосферы проходит в прибыль, которая и работает под атмос­ферным давлением.

Для уменьшения расхода металла применяют прибыли, рабо­тающие под избыточным давлением, создаваемым специальным патроном / (рис. 2, д), установленным в форме. Патрон состоит из металлического корпуса и мелового заряда. После заливки формы стенки корпуса патрона расплавляются к моменту, когда на стенках формы уже образовалась достаточно прочная корочка твердого металла (рис. 2, е). Мел при нагревании разлагается, образуя газ, который и создает внутри прибыли избыточное да­вление. Давление улучшает условия заполнения усадочных пор жидким металлом.

Для облегчения отделения прибылей применяют специальные тонкие керамические пластинки 2 (рис. 2, д), которые, быстро прогреваясь, не охлаждают перешеек между отливкой и прибылью и не препятствуют перетеканию металла из прибыли в отливку, но создают своеобразный надрез, позволяющий легко отделять прибыль от отливки.