Приклад. 2 страница

Відпал білого чавуну на ковкий

Після очистки відливки з білого чавуну відпалюють у паливних або електричних печах періодичної або безперервної дії для утворення вуглецю відпалу.

І. Відпал на феритний ковкий чавун

Проводиться в нейтральному середовищі. Відливки вкладають в контейнери, засипають піском і ставлять в піч. Відпал складається з п’яти етапів (рис.35, а):

І – нагрів чавуну до 980-1000^оС; вихідна структура П+Ц, після нагріву – А+Ц;

ІІ – витримка при цій температурі – перша стадія графітизації – відбувається розкладання цементиту з утворенням аустеніту і графіту, утворена структура – аустеніт + графіт_{відпалу}; чим більше маса садки, тим більше час нагріву; чим більше товщина стінки і маса відливки, тим більше час витримки; тривалість першої стадії – від 20 до 50 годин;

ІІІ – охолодження до температури нижче евтектоїдної (730-780^оС), відбувається перетворення аустеніту в перліт; утворена структура – П+ Гр;

ІV – витримка при 730-780^оС – друга стадія графітизації; відбувається розкладання цементиту перліта на ферит і графіт відпалу, структура – ферит + графіт;

V – охолодження до нормальної температури.

Рис. 35. Режими відпалу білого чавуну на ковкий: а – на феритний ковкий; б – на перлітний ковкий.

Відпал на феритний ковкий чавун триває 37-39 годин.

ІІ. Відпал на перлітний ковкий чавун

Проводиться в окислювальному середовищі. Відливки після очистки укладають в контейнер і засипають залізною рудою, закривають кришками, замазують глиною і ставлять в печі. Процес відпалу відбувається з поверхневим зневуглецюванням.

Процес відпалу (рис.35, б) полягає в нагріві відливок до 950-1050^оС, тривалій витримці при цій температурі і охолодженні (витримка виконується тільки на першій стадії відпалу).

Під час витримки цементит розкладається на аустеніт і графіт відпалу. При охолодженні аустеніт перетворюється на перліт, кінцева структура чавуну – перліт + графіт відпалу.

Паралельно з графітизацією відбувається зневуглецювання чавуну з поверхні завдяки окислювальному середовищу. Відбуваються реакції:

Fe₃C + FeO → Fe + CO; Fe₃C + CO₂ → Fe + CO.

(СО₂ утворюється при взаємодії СО з рудою).

Після відпалу вміст вуглецю в чавуні зменшується.

Мікроструктура відливок по перерізу різна: на поверхні – ферит (до 10мм) – зневуглецьований шар, в центрі – перліт + ферит або перліт з графітом відпалу.

Після відпалу відливки контролюють по макроструктурі – виконують приливи і відбивають їх для огляду зламу (чорносердечний – для феритного КЧ, світлий – для перлітного КЧ).

Для визначення механічних властивостей відливають зразки і випробовують їх на розтяг.

Методика прискореного відпалу білого чавуну на ковкий

Прискорений відпал застосовують для отримання феритного ковкого чавуну.

Для прискорення відпалу застосовують такі заходи:

1. Прискорення нагріву і охолодження відливок в печі.

Для цього застосовують контейнери без засипки або проводять відпал без тари. При цьому в печах застосовують захисне середовище (наприклад, СО + Н₂ + N₂), піч при цьому повинна бути герметичною.

2. Регулювання хімічного складу чавуну – збільшення вмісту вуглецю і кремнію, легування нікелем, міддю (графітизуючими елементами), зменшення вмісту марганцю, хрому.

3. Підвищення температури нагріву (не вище 1000^оС).

4. Застосування металічних форм при одержанні відливок з білого чавуну – чим дрібніше структура, тим швидше йде процес відпалу.

5. Модифікування рідкого чавуну збільшує число центрів графітизації. В якості модифікаторів найчастіше застосовують алюміній, вісмут, бор. Модифікування проводять в ковшах перед заливкою у форму. Алюміній вводять в кількості 0,01-0,015% маси чавуну в ковші при 1400-1500^оС (Al – графітизатор); бор – 0,002-0,004% маси чавуну (В – графітизатор); вісмут – 0,002-0,004% маси чавуну (Ві – антиграфітизатор, додають для попередження виділення графіту при твердінні).

6. Попереднє гартування відливок – після гартування від 950-970^оС в маслі різко збільшується число центрів графітизації, відпал скорочується на 16-24 години (для простих по формі відливок).

7. Низькотемпературна термічна обробка перед відпалом – температура – 300-350^оС, утворюються додаткові центри графітизації.

Контрольні питання:

1. *Чим відрізняється за властивостями і структурою феритний ковкий чавун від перлітного?

2. *Для яких відливок використовують ковкий чавун і чому?

3. Який хімічний склад повинен мати вихідний білий чавун?

4. Які ливарні властивості білого чавуну?

5. **Які особливості ливарної системи для отримання відливок з білого чавуну?

6. Склад шихти для плавки білого чавуну.

7. Які плавильні агрегати застосовують для плавки білого чавуну?

8. *Технологія і графік відпалу на феритний ковкий чавун, знати температуру витримки і структуру на всіх етапах відпалу.

9. *Технологія і графік відпалу на перлітний ковкий чавун, знати температуру витримки і структуру на всіх етапах відпалу.

10. Способи прискорення відпалу на ковкий чавун.

Література: 1,с.284-297, 2, с.81-84, 3, с.81-91.

Тема 7.8 Відливки з чавуну з кулястим графітом

1. Властивості і застосування високоміцного чавуну.

2. Технологія отримання чавуну з кулястим графітом.

Властивості і застосування високоміцного чавуну

Високоміцний чавун – чавун, модифікований магнієм, церієм, барієм, кальцієм, рідкоземельними металами, який має кулясту форму графіту (рис.36).

Рисунок 36. Мікроструктури високоміцних чавунів: а - феритний; б - перлітно-феритний; в - перлітний: 1 - ферит; 2 - кулястий графіт; 3 – перліт.

Промисловий спосіб одержання високоміцного чавуну з кулястим графітом з’явився у 1948 р. Характерна особливість такого чавуну – високі механічні властивості. Кулястий графіт не здійснює на матрицю надрізуючої дії (матриця використовується на 80%).

ВЧ має добрі ливарні властивості: велику рідкотекучість, малу схильність до утворення гарячих тріщин, усадка – 1,2%.

Переваги ВЧ в порівнянні зі сталлю:

- менша густина (через графіт);

- менша температура плавлення (приблизно на 300^оС);

- кращі ливарні властивості;

- краща оброблюваність різанням;

- вища міцність і зносостійкість (в порівнянні з деякими марками сталі).

Переваги ВЧ в порівнянні з сірим чавуном:

- вища міцність, пластичність, жаростійкість, зварюваність;

- більша схильність до утворення усадочних раковин і ливарних напружень.

Переваги ВЧ в порівнянні з ковким чавуном:

- кращі ливарні властивості;

- кращі механічні властивості;

- можливість обійтися без термічної обробки.

Відливки з ВЧ можуть працювати при високих циклічних, статичних, ударних навантаженнях, в умовах зносу, при високих температурах, в агресивних середовищах.

Відливки отримують масою від декількох кг до декількох тонн, в тому числі тонкостінні: колінчасті вали, прокатні валки, зубчасті колеса, поршні, станини пресів, лопатки турбін, виливниці тощо.

Марки високоміцних чавунів по ДСТУ 3925-99:

Феритні	Перлітні
ВЧ350-22	ВЧ500-7
ВЧ400-15	ВЧ500-2
ВЧ420-12	ВЧ600-3
ВЧ450-10	ВЧ700-2
ВЧ450-5	ВЧ800-2
	ВЧ900-2
	ВЧ1000-2

Технологія отримання чавуну з кулястим графітом

Для отримання ВЧ в якості модифікаторів застосовують магній, церій, барій, кальцій, РЗМ, лігатури ЖКМ (Fe-Si-Mg), ЖКМК (Fe-Si-Mg-Са), Mg-Ni, Si-Mg-Ca та ін.

Для регулювання структури металічної основи після модифікування магнієм вводять феросиліцій (ФС75) в кількості 0,3-1,2% маси рідкого чавуну.

Найчастіше для модифікування застосовують магній. Він змінює поверхневий натяг на границі розплаву і графітного включення, що росте, адсорбується на кромках графітових пластинок, швидкість росту різних граней графіту вирівнюється і він набуває кулястої форми.

Магній вводять в кількості 0,4-0,6% маси рідкого чавуну. При введенні магній витрачається на знесірчення (утворення MgS) та інші реакції (з C, Si, O₂, H₂, N₂), тому для отримання кулястого графіту залишковий вміст магнію повинен бути 0,04-0,1%.

При введенні магнію рідкий чавун охолоджується на 120-150^оС, тому його необхідно перегрівати до 1400-1450^оС.

Для модифікування застосовують також церій. Його вводять у вигляді кусків у ківш під час заповнення його чавуном в кількості 0,2-0,3%. Ливарні властивості і міцність такого чавуну вище, але церій використовують рідко через дефіцитність.

Хімічний склад ВЧ:

%С = 3,2-3,6; % Si = 2-2,5; %Mn = до 0,4 для ВЧ350-ВЧ450, до 1% для ВЧ500-ВЧ1000; %Р < 0,12-0,15; %S < 0,02.

Плавильні агрегати для виплавки високоміцних чавунів: дугові, індукційні електропечі (забезпечують низький вміст сірки), дуплекс-процес – вагранка + електропіч.

Способи введення магнію в рідкий чавун:

1) при атмосферному тиску;

2) при підвищеному тиску.

Перший спосіб: магній вводиться в ківш з допомогою дзвіночка або у копільник вагранки. При цьому частина магнію згорає на поверхні металу з виділенням окису магнію у вигляді білого диму (піроефект).

Другий спосіб: магній вводять в герметизований ківш, в камеру-автоклав (тиск 600-800 КПа), піроефект усувається, підвищується температура кипіння магнію (1107^оС), покращується його засвоєння.

Лігатури містять 5-6% магнію, їх вводять безпосередньо у ківш.

Контрольні питання:

1. Які механічні і ливарні властивості чавуну з кулястим графітом?

2. *Переваги чавуну з кулястим графітом в порівнянні зі сталлю.

3. *Порівняйте властивості високоміцного чавуну з властивостями сірого і ковкого чавунів.

4. *Для виготовлення яких відливок застосовують високоміцний чавун з кулястим графітом?

5. Чим модифікують чавун для отримання кулястої форми графіту?

6. **Чим пояснюється сфероїдизуюча дія магнію на форму графітових включень?

7. *Способи введення магнію в рідкий чавун при його модифікуванні.

Література: 1, с.216-218, 2, с.73-81, 3, с.67-78.

РОЗДІЛ 8

Виробництво відливок зі сталі

Тема 8.1 Сталі для отримання відливок

1. Властивості стальних відливок.

2. Класифікація сталей для відливок.

3. Вуглецеві сталі для відливок.

4. Леговані сталі для відливок.

Властивості стальних відливок

Заготовки зі сталі можна отримувати обробкою тиском і литвом.

Переваги стальних відливок в порівнянні зі штампованими, кованими і катаними заготовками:

1) високий коефіцієнт використання металу;

2) можна отримувати відливки великої складності вагою від 10г до 200т;

3) менше вартість;

4) однорідність властивостей (менше анізотропія);

5) менше чутливість до надрізів.

Переваги стальних відливок в порівнянні з чавунними:

1) вище механічні властивості (σ_В = 500-2000 МПа, δ = 10-60%, KCV = 0,5-3,0 МДж/м²);

2) можна виготовляти заготовки по частинах, а потім зварювати;

3) менше брак;

4) більше можливості виправлення браку.

Недоліки стальних відливок в порівнянні з чавунними:

1) гірше ливарні властивості (через вищу температуру плавлення, підвищену усадку, насиченість газами і неметалічними включеннями):

- нижче рідкотекучість,

- більше усадка (1,5-2,8%), що потребує застосування додатків і зменшує вихід придатного литва (ВП), для сталі ВП=55-60%, для чавуну ВП=70-75%,

- більше схильність до ліквації,

- вище схильність до утворення гарячих тріщин;

2) вище вартість;

3) грубе первинне зерно, тому необхідна термічна обробка;

4) менше отримують відливок з 1 м² площі;

5) необхідна вища кваліфікація робочих та ІТР.

Класифікація сталей для відливок

1. За хімічним складом:

- вуглецеві:

а) низьковуглецеві (< 0,2% C);

б) середньовуглецеві (0,2 – 0,45% С);

в) високовуглецеві (> 0,45% C);

- леговані:

а) низьколеговані (до 2,5% легуючих елементів);

б) середньо леговані (2,5 – 10% легуючих елементів);

в) високолеговані (> 10% легуючих елементів).

2. За структурою:

- вуглецеві сталі:

а) феритні;

б) перлітні;

- леговані сталі (в залежності від вмісту вуглецю, легуючих, термообробки):

а) мартенситні;

б) мартенситно-феритні;

в) феритні;

г) аустенітно-мартенситні;

д) аустенітно-феритні;

е) аустенітні.

3. За призначенням:

- конструкційні (вуглецеві, низько- і середньо леговані сталі); основний показник – механічні властивості;

- сталі зі спеціальними фізичними, хімічними, фізико-хімічними властивостями – жароміцні, жаростійкі, корозійностійкі, зносостійкі, з особливими електричними, магнітними та іншими властивостями; основний показник – спеціальні властивості.

4. За способом виплавки:

- мартенівська (основна і кисла);

- електросталь (основна і кисла).

Вуглецеві сталі для відливок

Мають найбільше застосування для одержання стальних відливок (близько 2/3). До їх складу входять вуглець, кремній, марганець, фосфор, сірка.

Основний вплив на механічні і ливарні властивості здійснює вуглець. Чим більше вміст вуглецю, тим вище міцність і твердість сталі, тим нижче пластичність і ударна в’язкість.

0,3-0,35% вуглецю в сталі дає максимальну конструкційну міцність (σ_Т/σ_В ^. 100%).

Збільшення вмісту вуглецю підвищує рідкотекучість.

Найкращий матеріал – сталі з 0,2-0,4% вуглецю.

Вміст марганцю – 0,3-0,8%. Він розкислює сталь і нейтралізує шкідливу дію сірки; Mn/S ≥ 1,7.

Вміст кремнію – 0,2-0,5%.

Сірка і фосфор – шкідливі домішки в сталі.

Сірка погіршує рідкотекучість, збільшує схильність до утворення гарячих тріщин.

Фосфор знижує ударну в’язкість.

S + P ≤ 0,1%

По ГОСТ 977 стальні відливки в залежності від призначення і вимог, що висуваються, ділять на три групи:

І – загального призначення,

ІІ – відповідального призначення,

ІІІ – особливо відповідального призначення.

Групи розрізняються за вмістом сірки і фосфору.

Низьковуглецеві сталі – С ≤ 0,2%:

сталі 15Л, 20Л – погані ливарні властивості, понижена рідкотекучість, підвищена схильність до утворення гарячих тріщин; σ_В = 400-420 МПа, δ = 22-24%; застосовують для відливок в електротехнічній і машинобудівній промисловості, хімічній промисловості.

Середньовуглецеві сталі – С = 0,22 – 0,45%:

сталі 25Л, 30Л, 35Л, 40Л, 45Л – ливарні властивості краще; σ_В = 450-550 МПа, δ = 12-19%; застосовують для виготовлення дрібних, середніх і крупних відливок в машинобудуванні (найпоширеніші).

Високовуглецеві сталі – С = 0,45 – 0,6%:

сталі 50Л, 55Л – добрі ливарні властивості: висока рідкотекучість, не схильні до утворення гарячих тріщин, але низька теплопровідність (небезпека виникнення напружень); σ_В = 580-600 МПа, δ = 10-11%; застосовують для виготовлення зносостійких відливок – зубчастих коліс, барабанів підйомних машин тощо.

Леговані сталі для відливок

Застосовують для виготовлення відливок з підвищеними механічними властивостями (низьколеговані і середньолеговані сталі), з корозійною стійкістю, жароміцністю, жаростійкістю і т.д. (високолеговані сталі).

В якості легуючих елементів застосовують зазвичай хром, нікель, молібден, ванадій, кремній, марганець.

Низьколеговані сталі маркуються по ГОСТ 977, високолеговані сталі зі спеціальними властивостями – по ГОСТ 2176.

Марганцевисті ливарні сталі:

- до 2% Mn – низьколеговані,

- 2,5 – 4% Mn – середньолеговані,

- до 20% Mn – високолеговані.

Марганець – один з найпоширеніших і найдешевших легуючих елементів.

Низьколеговані сталі мають підвищену міцність, середньолеговані – підвищену зносостійкість, високу міцність, невисоку пластичність; виготовляють зубчасті колеса, кулачки, деталі, що працюють на знос.

Марки: 20ГЛ, 35ГЛ, 40ГЛ,

14Х18Н4Г4Л, 10Х18Н3Г3Д2Л.

Високолегована сталь Гатфільда 110Г13Л добре працює на знос з ударом; виготовляють траки гусеничних машин, зубці ковшів екскаваторів.

Чим більше марганцю, тим менше рідкотекучість, більше усадка, схильність до утворення гарячих тріщин.

Хромисті ливарні сталі:

- 1 – 2% Cr – низьколеговані,

- 3 – 5% Cr – середньолеговані,

- 13 – 30% Cr – високолеговані.

Низьколеговані сталі добре опираються стиранню, мають високу міцність, малу пластичність, середньолеговані – жароміцність, корозійну стійкість, високолеговані – підвищену жаростійкість (1100^оС), невисоку рідкотекучість, значну усадку.

Марки: 40ХЛ, 35ХМЛ, 30ХМЛ, 20ХМЛ, 20ХВЛ, 35ХВЛ,

20Х5МЛ, 20Х5ТЛ, 20Х8ВЛ, 20Х13Л, 15Х13Л, 15Х25ТЛ.

Хромонікелеві ливарні сталі:

1 – 2% Cr, 1,5 – 3% Ni – низьколеговані,

17 – 19% Cr, 7 – 9% Ni – високолеговані.

Мають високу міцність, пластичність (низьколеговані), корозійну стійкість, жароміцність (високолеговані); застосовують для деталей парових і газових турбін, рідкотекучість невисока.

Марки: 30ХНМЛ, 40ХНЛ, 35ХНЛ, 40ХНТЛ,

10Х18Н9Л, 12Х18Н9ТЛ, 07Х18Н9Л, 10Х18Н11БЛ.

Кременисті ливарні сталі:

- до 2% Si – низьколеговані,

- до 20% Si – високолеговані.

Добре опираються зносу, хімічно стійкі. Високолеговані сталі мають високу твердість (НВ500) і крихкість, низьколеговані – схильність до утворення гарячих тріщин.

Марки: 23ХГС2МФЛ, 30ГСЛ, 35ХГСЛ,

40Х9С2Л, 16Х18Н12С4ТЮЛ.

Крім того, застосовують інші леговані сталі.

Контрольні питання:

1. *Переваги стальних відливок в порівнянні із заготовками, одержаними обробкою тиском.

2. *Переваги і недоліки стальних відливок в порівнянні з чавунними.

3. Як класифікують сталі для відливок за хімічним складом і призначенням?

4. Навести марки вуглецевих сталей для відливок.

5. *Як впливають постійні домішки на властивості вуглецевих ливарних сталей?

6. Які властивості мають леговані сталі для відливок?

7. *Якими елементами найчастіше легують ливарні сталі?

8. ***Вміти вибирати марки сталей для виготовлення відливок та порівнювати властивості різних марок сталей.

Література: 1, с.298-301, 2, с.61-72.

Тема 8.2 Особливості технології виготовлення форм

1. Проектування ливарної форми.

2. Формувальні і стержневі суміші для стальних відливок.

3. Ливникові системи для стальних відливок.

4. Розрахунок ливникових систем для стальних відливок.

Проектування ливарної форми

При розробці ливарної технології стальних відливок потрібно враховувати ливарні властивості сталі та її температуру заливки.

Відливку у формі слід розташовувати так, щоб вона тверділа послідовно. Підведення металу до відливки також повинно відповідати принципу направленого твердіння. Масивні частини повинні розташовуватись зверху і забезпечувати живлення частин, що знаходяться нижче.

Плоскі протяжні поверхні треба розташовувати вертикально або похило (для попередження утиснень). Тонкі стінки слід розташовувати внизу вертикально або похило. Застосовують фальшиві ребра (10-30% товщини стінки відливки), щоб не було гарячих тріщин.

Сталь до відливки підводять в додаток або під додаток у масивне місце відливки. Іноді метал підводять розосереджено через велику кількість ливників (для тонкостінних протяжних відливок).

Припуски на обробку призначають по ГОСТ 2009, їх величина більше, ніж для чавунних відливок (через більшу усадку і пригар).

В масивних частинах відливки для її живлення встановлюють додатки, для вирівнювання швидкості охолодження тонких і товстих частин – зовнішні та внутрішні холодильники. Вони прискорюють процес охолодження потовщених місць, зменшують напруження, усадку і попереджують гарячі тріщини. Холодильники виготовляють з прокату (прутки, полоси) або литвом.

Поверхня внутрішнього холодильника (рис. 37) повинна бути чистою, без іржі та окалини, такі холодильники зварюються з металом відливки.

Зовнішні холодильники (рис. 38) покривають різними фарбами, щоб вони не приварювались до відливки.

Для визначення розмірів холодильників користуються співвідношеннями у % розмірів холодильника і товщини стінки відливки, де встановлюється холодильник, які встановлені дослідним шляхом.

Рисунок 37. Приклади охолодження бобишок різними внутрішніми холодильниками:

а — цвяхами, б — дротяною спіраллю, в — прутком.

Рисунок 38. Приклади застосування зовнішніх холодильників: а — охолодження масивного фланця плоским кільцевим холодильником, б — охолодження бобишки плоским дисковим холодильником, в — охолодження вузла в місці з’єднання стінок відливки плоским (пластинчастим) холодильником, г — охолодження Т-подібного вузла двома фасонними холодильниками.

Формувальні і стержневі суміші для стальних відливок

Оскільки сталь має високу температуру заливки (1450-1550^оС), то для виготовлення форм і стержнів застосовують найбільш вогнетривкі формувальні матеріали.

Для виготовлення форм застосовують піщано-глиняні, хромомагнезитові (на хромистому залізняку, магнезиті) та швидкотвердіючі суміші на рідкому склі.

Сирі форми виготовляють на бентоніті (вологість – до 3,5-4,5%).

Для крупних відливок застосовують облицювальні суміші (до 98% кварцового піску). Вологість при формовці по-сухому – 4,5-5,5%.

Хромомагнезит і рідке скло в складі сумішей сприяє швидкому відведенню тепла і попередженню пригару.

Суміші повинні бути податливими (через високу усадку сталі), для цього вводять 15-30% деревного або торф’яного борошна, в стержневі суміші – патоку, декстрин (вигорають під час сушки).

Застосовують протипригарні фарби на основі кварцового борошна (маршаліту).

Форми потрібно добре ущільнювати, щоб їх не розмило струменем рідкого металу. Для виносу з форми змитих часток суміші застосовують відкриті додатки, збільшують припуск на механічну обробку у верхній частині відливки.

Суміші не повинні містити газотвірних речовин, форми повинні мати рівномірну густину, достатню кількість наколів і випорів для виводу газів, повинні заливатися відразу після складання.

Ливникові системи для стальних відливок

Сталі мають низьку рідкотекучість, велику усадку, схильність до насичення газами і утворення гарячих тріщин, тому ливникові системи для стальних відливок повинні відповідати таким вимогам:

1) довжина ливників повинна бути мінімальна;

2) підводити метал в місця, нагрів яких забезпечує направлене твердіння;

3) всі ливники і додатки повинні бути заповнені металом;

4) ливники не повинні гальмувати усадку;

5) не розташовувати живильники біля холодильників.

Способи підведення металу:

1) по роз’єму або зверху (для дрібних і середніх невисоких відливок);

2) знизу сифонним способом (для масивних високих відливок) – спокійне заповнення, але в додаток поступає холодний метал;

3) комбіноване багатоступеневе підведення (для крупних відливок).

Відмінність від ливникових систем для чавунних відливок:

- короткі масивні ливники;

- відсутність шлаковловлювачів;

- установка додатків.

Додаток встановлюють на масивні частини відливки. Він повинен мати мінімальний, але достатній об’єм для живлення усадки теплового вузла; висота повинна бути достатньою для розташування усадочної раковини; повинен твердіти пізніше вузла, що живиться.

На ливникову систему з додатками витрачається 25-50% загальної маси відливки.

Додаток повинен легко відокремлюватись від відливки.

Рисунок 39. Типи додатків:

а — прямий відкритий, б — боковий відкритий, в — боковий закритий, г — закритий додаток з атмосферним тиском, д — закритий додаток з газовим тиском, е — закритий додаток, що легко відокремлюється, з газовим тиском, ж — верхній відкритий додаток, що обігрівається; 1 — частина відливки, що живиться, 2 — додаток, 3 — піщаний стержень з каналом для підведення атмосферного тиску в середню частину додатку, 4 — керамічний патрон із зарядом газотвірної речовини (наприклад, крейди), 5 — керамічна або стержнева роздільна пластина між додатком і масивною частиною відливки, 6 — піщана втулка з термореактивною сумішшю (экзотермічною) для підігріву додатку.

Типи додатків:

1) прямі відкриті (рис.39, а)– живлять відливку і служать для спливання неметалічних включень; збільшують витрати сплаву; розміри залежать від висоти опок;

2) прямі закриті (рис.39, г, д, е) – для високих опок;

3) бокові (рис.39, б, в) – застосовують, коли неможливо встановити прямий додаток без зміни конфігурації відливки; для живлення вузла відливки в нижній опоці;

4) стакани з екзотермічних сумішей (рис.39, ж) – виділяють тепло, що обігріває додаток;

5) додатки, що працюють під надлишковим тиском (рис.39, д, е) – всередині додатку встановлюють металічний патрон з крейдовим зарядом; після заливки корпус патрону розплавляється, крейда розкладається, утворюючи газ, що створює надлишковий тиск, при цьому усадочні пори краще заповнюються рідким металом.

Розрахунок ливникових систем для стальних відливок

Сумарну площу живильників ΣF_жив визначають за формулою Озанна-Діттерта.

Час заповнення форми рідким металом:

, сек,

де S – коефіцієнт часу (S = 1,0-1,3);

δ – середня товщина стінок відливки, мм;

G – маса відливки з ливниками і додатками, кг.

Співвідношення перерізів елементів ливникової системи:

для дрібних відливок – F_жив: F_л.х.: F_ст = 1: 1,1: 1,2;

для середніх і крупних відливок – F_жив: F_л.х.: F_ст = (1-1,5): 1: 1.

Розрахунок додатків включає:

- визначення місць встановлення додатків;

- визначення розмірів додатків;

- визначення кількості додатків.

Для визначення розмірів і кількості додатків існує багато методів.

Один з найпростіших методів:

,

де V_р – об’єм усадочної раковини;

V_відл – об’єм вузла відливки, що живиться;