Толщина стенок отливки

Допустимая толщина стенок с точки зрения хорошего заполнения формы металлом зависит от применяемого сплава, температуры заливки, от размеров и конфигурации отливки, а также от материала и состояния литейной формы (сырая, сухая, подсушенная).

В табл. 1 приведена наименьшая толщина стенок отливок из различных литейных сплавов в зависимости от размеров отливки при литье в песчаные формы.

Т аблица 1. Наименьшая толщина стенок отливок при литье в песчаные формы

Дополняя данные, содержащиеся в табл. 1, необходимо отметить следующее.

По жидкотекучести обычного серого чугуна наименьшая толщина стенок отливок может быть установлена в 3 мм, но, принимая во внимание опасность возникновения отбела, стенки делают не тоньше 6 мм. Для отливок из ковкого чугуна толщина стенок не должна быть меньше 4 мм. Мелкие стальные отливки, получаемые из металла, выплавленного в небольшой электрической печи или конверторе, в исключительных случаях могут иметь стенки толщиной 4 мм. Однако стальные отливки, рассчитанные на большую прочность и непроницаемость, не должны иметь стенки тоньше 7-10 мм (главным для герметичности стенок является их плотность, для достижения которой необходимо обеспечить хорошее питание стенок жидким металлом).

Для вычисления наименьшей толщины g стенок отдельных частей отливки некоторые авторы рекомендуют применять эмпирические формулы, в которых в качестве переменной независимой величины принимается расстояние а (в см) от питателей или от толстых частей отливки, играющих роль прибылей:

для чугунных отливок g = 0,1√a + 0,2 см

» стальных » g = 0,15√а + 0,3 см.

Если возникает опасность сужения сечений вследствие сдвига стержней, толщину стенок рекомендуется увеличивать на 15-20%.

Ввиду того, что в сложных отливках жидкий металл движется дольше (более длинный путь струи, большее сопротивление формы) )И в связи с этим остывает, стенки должны быть толще, чем у небольших и простых отливок (в сложных отливках даже большой протяженности при правильной разветвленной литниковой системе путь жидкого металла может быть значительно сокращен и необходимость утолщения стенок отпадает. Этим вновь иллюстрируется необходимость совместной ¦раб оты конструктора с литейщиком).

Из-за опасности возникновения спаев и недоливов особенно нежелательными являются случаи, когда две струи холодного металла (часто содержащие частички песка, шлака или пленки окислов на поверхности) могут встретиться в тонкой горизонтальной полости формы. Такой случай показан на Рис. 1, на которой представлен цилиндрический вертикальный сосуд, имеющий горизонтальный отвод. Во время заливки металл поднимается и сначала заполняет нижние части отливки, а затем отвод. Однако, дойдя до верхних частей отвода, металл может настолько остыть, что струи, поднимающиеся с правой и с левой стороны отвода, могут не соединиться, и в этом месте возникает спай или недолив. Утолщение стенок отливки коренным образом улучшает положение, так как металл стынет медленнее, а сопротивление движению жидкого металла становится меньшим.

Опасными в отношении образования недоливов и спаев являются также отливки, имеющие длинные тонкие горизонтальные стенки (Рис. 2, а). Чтобы обеспечить заполнение тонкой стенки горячим металлом, кожух иногда целесообразно заливать дном книзу; кроме того, чтобы обеспечить постепенное равномерное заполнение металлом полости формы и отвод из нее газов, дно кожуха следует конструировать наклонным (Рис. 2, б). Если конструкция не позволяет применить наклонное дно, то литейщик должен устанавливать форму в наклонное положение (Рис. 244, в), что вызывает, однако, некоторые трудности при заливке (необходимость изготовления наклонной постели, усложнение заливки на конвейере).

Вопросы изготовления тонких охлаждающих ребер, представляющих известные трудности при заливке из-за опасности возникновения недоливов, рассмотрены в статье.

Устанавливая толщину стенки отливки, следует принимать во внимание так называемую критическую толщину стенок для данного сплава, при которой создаются оптимальные условия первичной кристаллизации сплава во время затвердевания. Определение «критических» толщин зависит от столь многообразных факторов, что практически вряд ли является целесообразным для указанной цели. Основным критерием для определения толщин стенок должна явиться, конечно, только конструктивная прочность, а не «критическая» толщина. Критическая толщина стенок стальных отливок с содержанием углерода от 0,1 до 0,3% колеблется в пределах 9-18 мм. Имеется в виду обычная углеродистая сталь причем понятие о «критической» толщине подразумевает в данном случае возможность получения уже в сыром литом состоянии такой структуры, которая обычным отжигом не будет резко улучшена.

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _