Лабораторная работа №1 Приготовление единичное формы и технология заливка чугунных сплавов

Технические характеристики шнекового смесителя 4731

Производительность, т/ч	Количество рукавов	Угол поворота рукава	Мощность привода, кВт	Габаритные размеры, мм
				длина	ширина	высота
0,7	1	180	3	3150	900	1600

Состав ХТС представлен в табл. 10.

Таблица 10
Состав и свойства стержневой смеси

Компонент смеси	Марка по ГОСТ (ТУ)	Содержание, %
Кварцевый песок	2К1О302 по ГОСТ 2138-91	остальное
Смола фенолофурановая	ФФ-65С по ТУ 2223-226-04873044-01	1,5-2
Ортофосфорная кислота	ГОСТ 10678-96	0,3-0,5

Свойство смеси	Ед. измерения.	Показатель
Живучесть	мин	15
Влажность	%	1
Газопроницаемость	Ед.	120
Прочность на сжатие через 1 ч	кПа	500
Прочность на сжатие через 4 ч	кПа	800
Прочность на сжатие через 24 ч	кПа	2500
Осыпаемость через 24 ч	%	0,1

5. Порядок проведения работы

1. Приготовить две смеси, одна из которых предназначается для формовки по сырому, другая — для формовки по сухому. Со­ставы и режим приготовления смесей задаются преподавателем.
2. Определить влажность смеси.
3. Определить газопроницаемость смеси.
4. Определить предел прочности при сжатии смеси во влажном состоянии.
5. Определить предел прочности при растяжении смеси.

6. Содержание отчета

1. 
   Составы смесей и режимы их приготовления.
   
2. 
   Описание методов испытания смесей.
   
3. 
   Схемы приборов.
   
4. 
   Результаты испытаний свести в таблицу 11.
   

Таблица 11
Свойства формовочных смесей

	Влажность в %		Газопроницаемость									Предел прочности при сжатии во влажном состоянии в кг/см^г				Предел прочности при растя сушенном состоянии в кг/см∙
			по нормаль­ному методу				по ускорен­ному методу
№ смеси	по нормальному методу	по ускорен­ному методу	1	2	3	среднее зна­чение	1	2	3	среднее зна­чение	1		2	3	среднее зна­чение	1	2	3	среднее зна­чение
1
2
3

7. Литература

1. Воскобойников В. Г., Кудрин В. А., Яку­шев А. М. Общая металлургия: Учебник для вузов. Изд. 6-е. — М.: ИКЦ «Академкнига», 2002. - 768 с.
2. А.А. Юсупходжаев. Металлургия чугуна. Ташкент, ТГТУ, 2005г.
3.А.А.Юсупходжаев, И.В.Синяшина. Производство стали, Ташкент, ТГТУ, 2002 г.
4. БигеевА. М., Бигеев В. А. Металлургия стали: Учебник для вузов. Изд. 3-е. — Магни­тогорск: МГТУ, 2000. — 544 с.
5. Лисин В. С., Юсфин Ю. С. Расчет шихты для плавки литейных сплавов. — Казахстан. Караганда: 2003. — 158 с.

8. Контрольные вопросы:

1. Классификация формовочных песков.
2. Что такое технологическая схема формовки?
3. Какие требования лежат в основе формовки?
4. Что такое облицовочная смесь?
5. Что такое газопроницаемость?
6. Что такое влажность формы?
7. Какие способы вы знаете для определения прочности при сжатии смеси?
8. Что такое опока?
9. Какие способы вы знаете для получения формовочных смеси?
Практическое занятие №4
РАСЧЕТ ЛИТНИКОВЫХ СИСТЕМ

1.Цель работы

Изучение расчёта литниковых систем.
2. Теоретические сведения
При разработке технологии получения отливки технолог выбирает места подвода металла к отливке и устанавливает размеры питателей исходя из их назначения, принятого в литейном цехе нормального ряда сечений питателей, и сложности конфигураций отливок. При этом он учитывает и наличие в цехе унифицированной оснастки. Места подвода металла к отливке технолог выбирает исходя из опыта. Пока нет единой методики и каких-либо четких рекомендаций, пригодных для многообразной номенклатуры станочных отливок.
На основе многолетнего опыта цехов, выпускающих станочное литье, установлены следующие рекомендации:
1. Для мелких отливок желательно применять квадратные и круглые питатели. Минимальный размер стороны квадрата или диаметра — 10 мм. Питатели меньших размеров или плоские питaтeли в большинстве случаев вызывают появление усадочных дефектов в месте подвода металла.
2. Для плоскостных отливок необходим рассредоточенный подвод металла.
3. Для отливок высотой более 400 мм желательно применять ярусную литниковую систему.
4. Металл к направляющим следует подводить на уровне их верхней плоскости.
Указанный краткий перечень не исчерпывает всех возможных рекомендаций.
Затем технолог рассчитывает размеры элементов литниковой системы. Ниже приведен наиболее оправдавший себя на практике метод расчета литниковых систем для мелких, средних и крупных станочных отливок.
Размеры питателей (F₁ ), установленные с учетом опыта, технолог сравнивает с расчетными (F₂).
Если Σ F₁ < Σ F₂, то выбранные питатели выполняют функцию лимитирующего сечения, и никаких других изменений литниковая система не требует.
Если Σ F₁ < ΣF _2, то питатели считают как бы частью отливки и вводят лимитирующее сечение между стояком и первым питателем за счет специальных пережимов, дросселей, сеток и др.
При расчете элементов литниковой системы определяют следующие параметры:
1. Время заливки формы металлом:

где — преобладающая толщина стенки отливки, мм; G — металлоемкость формы, кг;
2. Средний секундный расход металла (кг /с):
;
3. Начальный секундный расход с учетом первоначальной скорости истечения металла при незаполненной литниковой системе

где K — коэффициент;
4. Площадь сечения питателей:

где G — масса отливки, кг ; γ — плотность металла, г/см³; μ — коэффициент сопротивления литниковой системы и формы; g —сила тяжести
Необходимо соблюдать следующее соотношение сечений элементов литниковой системы:сила тяжести
F _ст : F _шл : F _п = 1,4:1,2:1
Рассмотрим несколько примеров выбора и расчета питателей для некоторых отливок.
2. Пример расчета литниковой системы
Литниковая система – это система каналов в форме через которую происходит заполнение жидким металлом полости формы. Заполнение жидким металлом полости формы является одной из важных технологических операций. При расчете и конструировании литниковой системы следует руководствоваться общими положениями.
Для расчетов времени заливки металла в форму, а также размеры каналов литниковой системы, воспользуемся простой методикой, предлагаемой Ново-Краматорским заводом.
Удельная скорость заливки жидкого металла К определяется по формуле:
К=0,9∙10^0,031Кυ –для сухих форм (1) К=0,4∙10^0,44Кυ – Для сырых форм (2)
где Кυ – относительная плотность отливки, рассчитываемая по формуле: Кυ = Q / V, (3)
где Q – вес жидкого металла, поступающего в форму, кг;
V – габаритный объем отливки, дм³;
Суммарная площадь сечения питателей литниковой системы ΣF_пит в см² и продолжительность заливки в секундах t определяется по формулам:
ΣF_пит = Q /(t L∙c) и (4)
t = c√Q , (5)
где L-коэффициент поправки на жидкотекучесть стали, который принимается равным 0,85 для углеродистой стали, 1,05 для слаболегированной стали, и 1,25 для легированной стали,
с – коэффициент, меняющийся подобно К, в зависимости от характера отливки. Величина этого коэффициента, как и величина К зависит от относительной плотности отливки.
При расчете литниковой системы применяют следующее отношение площадей сечений питателей, литникового хода (шлакоуловителя) и стояка.
ΣF_пит : F_{литн хода} : F_стояка = 1 : 1.15 : 1.3
Таблица 12
Коэффициент К в зависимости от величины Кυ

Кυ = Q / V	0-1	1-2	2-3	3-4	4-5	5-6	Свыше 6
К, для сухих форм	0,97	1,02	1,12	1,2	1,29	1,38	1,49
К, для сырых форм	0,45	0,5	0,55	0,6	0,66	0,74	0,82

Таблица 13