Особенности формирования отливки в поле действия центробежных сил.

Гл. особенность процесса закл. в том, что заполнение формы и затвердевание отл. происходят в поле действия центробежных сил, во много раз превосходящих силу тяжести.

Действие поля центробеж. сил, приходящееся на единицу объема вращающегося расплава, может быть выражено зависимостью

где ρ - плотность расплава; ω - угловая скор. вращ. формы; r - радиус вращ. произвольной точки расплава; g - ускорение свободного падения.

Другие особенности формирования отл. сопряжены как с «+», так и с «-».

«+»: Есть возможность улучшения заполняемости форм расплавом под действием давления, развиваемого центробежными силами, и повышения плотности отливок вследствие уменьшения усадочных пор, раковин, газовых, шлаковых и неметаллических включений;

Давление, развиваемое при вращ расплава, способствует прониканию его в межкристаллитные пространства, что улучшает питание затвердевающей отливки, повышает ее плотность. При изгот. отл. со свободной пов-тью расплав охлаждается в изложнице неравномерно по объему. Подобная неравномерность охлажд., особенно толстостенных отл., приводит к возник. конвективных потоков в расплаве: охлажденный более плотный расплав перемещ. от своб. пов-ти внутрь затвердевающей отл., а горячий и менее плотный - наружу. Т.о. конвективные потоки в расплаве циркулируют в радиальном направлении. В усл. цен. литья это явление набл. даже при небол. различии тем-тур и плотностей. Это способствует направленному затвердеванию отл. в радиальном направлении и тем больше, чем выше угл. скор. вращ.

При направленном затвердевании можно получить отливки с плотным строением тела, без усадочных дефектов и инородных включений. Однако центробежные силы способствуют направленному затвердеванию только в тех случаях, если выделяющиеся на свобод. пов-ти кристаллы твердой фазы имеют плотность большую, чем плотность остального расплава.

«-»: Трудности получения отливок из сплавов, склонных к ликвации; загрязнение свободной поверхности отливок неметалл. включениями и ликватами; неточность размеров и необходимость повыш. припусков на обработку своб.х пов-тей отливок.

При цен. способе изгот. отл. ликвация (хим. неоднородность) чаще всего набл. в радиальном направ. и реже в осевом. Ликвация происх. при изгот. отл. из сплавов, компоненты которых взаимно нерастворимы и не образуют эвтектик, хим. соединений (свинцовистая бронза). Сплавы, склонные к обратной ликвации, проявляют эти свойства и при цен. литье. Обратная ликвация - обогащение периферийной части отл. фазами с низкой плотностью (литье сплавов меди с оловом, алюминия с магнием).

Инородные частицы (газы, шлак и т.д.), имеющие плотность, меньшую, чем расплав, под действием центробежной силы, обусловленной разностью плотностей, интенсивно всплывают на своб. пов-ть расплава. Это приводит к необходимости назначать большие припуски на обработку своб. пов-тей отл.

Своб. пов-ть расплава затвердевает в послед очередь и при гориз. оси его вращ. форма своб. пов-ти ост. геометрич. правильной - цилиндрической. Получение отл. с геометр. правил. своб. пов-тью возможно лишь при опред. угл. скор. вращ. При недостат. скор. вращ. своб. пов-ть отл. искажается, повыш. ее шер-ть, расплав плохо очищ. от неметалл. включений, тогда как завышенная скор может приводить к образованию в отл трещин, усилению мех пригара и ликвационных процессов.

Дата добавления: 2015-08-18