Электрошлаковое литье (ЭШЛ)

Сущность процесса ЭШЛ заключается в постепенном электрошлаковом переплаве расходуемого электрода 1 (рис. 14.12) в водоохлаждаемой металличе­ской форме 5 и последующей кристаллизации расплавленного металла в ней.

чЩШШШШ

Рис. 14.12. Схема получения отливок способом электрошлакового литья: 1 — расходуемый электрод; 2 — шлаковая ванна; 3 — металлическая ванна; 4 — отлив­ка; 5 — литейная форма; 6 — поддон

При прохождении электрическо­го тока через расплав шлака 2 в нем (вследствие высокого электрического сопротивления) выделяется большое количество теплоты, в результате чего шлак нагревается на 150—300 °С выше температуры плавления метал­лического сплава (материала расхо­дуемого электрода /). При этом про­исходит оплавление конца электрода; жидкий металл в виде капель прони­зывает шлак, одновременно очища­ясь в нем, и скапливается под шла­ком, образуя металлическую ванну 3. Слой расплава, расположенный вбли­зи кристаллизатора, затвердевает

женной схеме. Вследствие затекания жидкого шлака в зазор между формой и отливкой сводится до минимума взаимодействие расплавленного металла с материа­лом формы. При этом поверхность отливки получается чистой, гладкой и часто не нуждается в последующей механической обработке. В связи с последовательным оплавлением электрода (или электродов) и направленной кристаллизацией небольших порций металла отливки приоб­ретают повышенную химическую и структурную однородность: в отливках отсутствует ликвация, возрастает их плотность и уменьшается количество вредных примесей и металлических включений в них. Все это обеспечивает отливкам высокие механические свойства. Конструктивно-технологические особенности ЭШЛ (совмещение опе­раций расплавления металла в плавильном агрегате с заливкой его в форму, последовательное плавление электрода, рафинирование металла шлаком, направленная кристаллизация отливки, высокая однородность структуры — отсутствие усадочных раковин и осевой рыхлости) позволяют осуществлять процесс литья без использования элементов литниковых систем (питателей, выпоров и прибылей). Повышенные эксплуатационные свойства отливок, полученных методом ЭШЛ, допускают наличие в них острых углов и резких переходов от сечения к сечению. В результате применения данной техноло-358

Рис. 14.13. Получение отливки корпуса запорной арматуры спосо­бом ЭШЛ:

/ — расходуемый электрод, 2 — литей­ная форма; 3 — водоохлаждаемый ме­таллический стержень,^ — шлаковая ванна; 5 — металлическая ванна; 6 — отливка; 7 — затравка

быстрее. Расход электрода компенсируется его перемещением вниз (в вертикальном направлении).

Отливки условно подразделяют на две группы: отливки сплошного сечения (рис. 14.12) и отливки с внутренними не­сквозными полостями (рис. 14.13). Если в обоих случаях внешняя поверхность от­ливки соответствует конфигурации ли­тейной формы-кристаллизатора, то внут­реннюю полость в ней выполняют с по­мощью водоохлаждаемого металлическо­го стержня 3 (рис. 14.13). При литье кор­пуса запорной арматуры (рис. 14.13) в медный кристаллизатор 2 заливают пред­варительно расплавленный шлак (фторид кальция), в который погружают электро­ды /; к ним и затравке 7, находящейся в нижней части кристаллизатора, подводят электрический ток около 20 А с напряже­нием 45—60 В на 1 мм диаметра электро­да. Далее процесс протекает по ранее изло-

гии повышается коэффициент использования металла. Способ может успеш­но заменить ряд операций, выполняемых ковкой, штамповкой и сваркой, при изготовлении ряда ответственных деталей. Электрошлаковым литьем полу­чают как мелкие отливки массой в десятки граммов (зубные протезы), так и крупные — массой до 100 т и более (валки для холодной прокатки, сосуды сверх­высокого давления, коленчатые валы и шатуны судовых дизельных двигателей, детали арматуры — корпуса клапанов и задвижек электростанций и др.).

Контрольные вопросы

1. Назовите стадии процесса получения оболочковых форм.

2. Перечислите основные группы модельных составов, используемых при литье по выплавляемым моделям.

3. По каким признакам классифицируются кокили?

4. Каковы составы и методы формирования покрытий на кокилях?

5. В чем сущность физико-химических процессов, протекающих при литье сплавов под давлением? Как это отражается на свойствах отливок?

6. Каковы принципиальные особенности технологического процесса литья под низким давлением?

7. Каковы преимущества и недостатки литья вакуумным всасыванием?

8. Как классифицируются процессы формирования отливок при литье с кристалли­зацией под давлением?

9. Назовите основные варианты конструкций центробежных машин.

10. В чем сущность способа литья выжиманием? Для литья каких изделий он пред­назначен?

11. Чем отличаются разновидности способов непрерывного и полунепрерывного литья?

12. Каковы конструктивно-технологические особенности электрошлакового литья?