Линейная усадка сплава
Опубликовано: 05.10.2018
Отливки из серого чугуна имеют линейную усадку , равную в среднем 1%, из стали — 2%, из большинства сплавов цветных металлов — 1,5 %. С усадкой сплава связаны многие затруднения в производстве отливок. Размеры модели и полости формы приходится увеличивать по сравнению с чертежными размерами отливки на величину линейной усадки данного сплава. Величину усадки не всегда удается установить достаточно точно, поэтому часто происходит отклонение размеров отливки от чертежных. Из-за усадки в отливке возникают напряжения, что нередко приводит к ее короблению, а иногда и к образованию трещин.
Горячие трещины образуются при температуре, близкой к температуре затвердевания сплавов, в условиях, когда они имеют очень низкую прочность и пластичность.
При затвердевании и последующем охлаждении внешние более остывшие слои отливки затрудняют усадку внутренних горячих слоев. В результате внутренние слои, находящиеся в пластичном состоянии, будут пластически растянуты, а наружные слои упруго сжаты, что приводит к образованию внутренних напряжений.
Литьё стоматологических сплавов на вакуумной литейной установке УЛВК-30А
Если величина напряжений превысит величину предела прочности материала, то происходит разрушение и появляются трещины, если величина напряжений превышает лишь предел текучести, то возможно искривление всей отливки.
Трещины, возникающие в затвердевшей отливке в результате внутренних напряжений, называют холодными. Они образуются чаще всего в тонкостенных отливках сложной конфигурации и неравномерного сечения, изготовленных из сплавов с большой линейной усадкой.
При конструировании литых деталей необходимо учитывать вредные последствия линейной усадки. В острых внутренних углах при затвердевании отливки образуется стык кристаллов и создается узел концентраций, напряжений, приводит к образованию трещин.Поэтому при сопряжении стенок отливки под углом обязательно предусматривают галтели (закругления).
Для предупреждения образования трещин в отливке необходимо обеспечить свободную ее усадку в форме, не допуская большого количества частей.
Рис. 66 . Изменение конструкции детали для устранения брака по трещинам: а — неправильно; 6 — правильно
В шкивах, маховиках спицы делают под углом к ободу ( рис. 66 ) или искривленными; в этом случае в спицах уменьшаются внутренние напряжения. Для уменьшения коробления отливок необходимо предусмотреть равномерное охлаждение по сечению. На рис. 67 приведены профили литых брусьев и характер их коробления в результате термических напряжений при усадке отливки.
Рис. 67 . Искривление литого бруска (пунктир показывает искривление при короблении бруска)
В резких переходах от толстой к тонкой стенке часто образуются трещины при затвердевании отливки. Для предупреждения этого дефекта необходимо предусмотреть плавный переход от одной стенки к другой ( рис. 68, а ). Если
, то
с, если
Для увеличения жесткости конструкции литой детали и уменьшения склонности ее к образованию коробления, отдельные элементы ее выполняются с ребрами жесткости ( рис. 68, б ). Толщина ребра должна составлять не более 80% наименьшей толщины отливки, к которой она примыкает. Толщина ребер,расположенных внутри отливки, вследствие более медленного их охлаждения должна быть уменьшена до 60% толщины примыкающей стенки.
