Типи систем літників - ливарне виробництво
Літніковой системою називають сукупність каналів і резервуарів, за якими рідкий метал з ковша надходить в порожнину ливарної форми. Литниковая система має суттєвий вплив на якість виливків; неправильно сконструйована або неправильно розрахована вона може стати причиною шлюбу виливків.
Основними елементами ливникової системи є наступні.
Литниковая воронка або чаша - резервуар, призначений для прийому рідкого металу з ковша, часткового утримання шлаку (в чаші) і передачі металу в стояк.
Стояк - вертикальний (іноді похилий) канал круглого, овального або іншого перетину, призначений для передачі металу з чаші (воронки) до інших елементів ливникової системи (шлакоуловителя, живильників).
Мал. 1. Елементи літніковойсистеми
Літніковий хід, званий «шлакоуловителя» для чавунного лиття і колектором для кольорового, - це горизонтальний канал призначений для утримання шлаку і передачі металу стояка до живильників.
Живильники (літники) - канали, призначені для передачі металу безпосередньо в порожнину форми.
Мал. 2. Типи систем літників: 1 - чаша (воронка); 2 - стояк; 3 - літніковий хід; 4 - живильник; 5 - випор; 6 - виливок
Літніковие системи ділять на п'ять основних типів:
1. Верхня литниковая система (рис. 2, а). Живильники підводять або в верхню частину виливки, або в прибуток або під прибуток.
2. Нижня або сифонная литниковая система (рис. 2, б). Живильники підводять в нижню частину виливки.
3. Бічна литниковая система (рис. 2, в). Живильники підводять по роз'єму форми.
4. Ярусна (поверхова) литниковая система (рис. 2, г). Живильники підводять до литві на декількох рівнях. Різновидом ярусной літніковойсистеми є вертикально-щілинна (рис. 2, д).
5. Дощова литниковая система.
Гіп літніковойсистеми вибирають в залежності від виду металу, конструкції виливки, положення її при заливці і т. Д.
Завжди прагнуть до того, щоб при забезпеченні необхідної якості виливки витрата металу на литниковую систему був найменшим. При дотриманні зазначеного умови підвищується вихід придатного литва (відношення витрати металу на відливку до загальної витрати металу з урахуванням літніковойсистеми і прибутків).
Верхня литниковая система найбільш проста по конструкції, легко здійсненна, вимагає незначного витрати на неї металу. Вона створює найбільш сприятливі умови для харчування виливки, тобто створює потрібне для спрямованої кристалізації розподіл температур - підвищення температур від нижньої частини виливки до верхньої.
Однак верхня литниковая система має істотний недолік, а саме, при падінні струменя металу з великої висоти розмивається форма, утворюються засмічення; метал окислюється, розбризкується, в ньому збільшується кількість неметалічних включень. До того ж верхня литниковая система не забезпечує затримання шлаку. Тому її застосовують для низьких виливків невеликої маси, простої конфігурації, з малої і середньої товщиною стінок.
Нижня (сифона) литниковая система забезпечує спокійне заповнення форми, усуває небезпеку розмивання стінок і освіти засмічень. Однак нижнє підведення металу створює несприятливе розподіл температур за обсягом металу виливки (так як гарячий метал надходить знизу), сприяє розвитку місцевих розігрівом і внутрішньої напруги.
Сифонна литниковая система складна у виготовленні і вимагає підвищеної витрати металу, застосовується зазвичай для виливків середньої і великої маси значної висоти, з великою товщиною стінок.
Підведення металу по роз'єму є одним з найпоширеніших способів заливки форм різних виливків, особливо виливків, площина симетрії яких збігається з площиною роз'єму форми.
Бічна литниковая система, зменшуючи (в порівнянні з верхньої) висоту падіння металу і можливість руйнування форми, в той же час погіршує умови кристалізації та збільшує витрату металу. Вона застосовується для виливків невеликої висоти, середньої маси, великих розмірів; широко використовується при машинному способі виготовлення форм.
Ярусна литниковая система застосовується для великих, важких виливків. Вона забезпечує краще харчування виливки, ніж сифонная литниковая система. Яруси системи повинні подавати метал в порожнину форми послідовно, від низу до верху. Ярусна литниковая система найбільш складна у виконанні та вимагає найбільших витрат металу. Вертикально-щілинна литниковая система, що забезпечує спокійне заповнення форми при збереженні спрямованості затвердіння, використовується для лиття кольорових сплавів.
Дощова литниковая система застосовується в основному для виливків циліндричної форми. Метал з стояка потрапляє в кільцевий колектор, з якого через живильники, розташовані по колу на рівній відстані один від одного, тонкими струмками рівномірно заповнює розташовану нижче порожнину форми. Метал при цьому не повинен розбризкується, так як краплі металу швидко тверднуть, окислюються і не зварюються з основним металом, утворюючи дефекти в виливках, звані королевами,
Крім вибору типу літніковоі системи, велике значення має вибір місця підведення живильників до відливання. Залежно від властивостей сплаву, конструкції виливки (габаритних розмірів, товщини стінки) при підведенні металу прагнуть забезпечити або спрямоване затвердіння, або одночасне рівномірне охолодження різних частин виливки.
Для виливків з товстими стінками, масивними вузлами, схильних до утворення усадочних раковин, необхідно створювати умови спрямованої кристалізації. Це досягається не тільки відповідним розташуванням виливка у формі, коли більш масивні частини розташовуються над тонкими, а й відповідним підведенням металу до найбільш масивним частинах виливки. Такий підведення металу підсилює ефект спрямованого затвердіння. Тому сталь, що має велику усадку і знижену жидкотекучесть, підводиться в товсте перетин під прибутку з тим, щоб розігріти форму близько прибутку і поліпшити харчування твердіє виливки. Також надходять при виготовленні виливків зі спеціальних бронзи, латуні, деяких алюмінієвих сплавів. Іноді сталь заливають безпосередньо через прибутку.
Однак, якщо внаслідок надмірно великої різниці в швидкостях охолодження окремих частин виливки виникає небезпека появи напружень і тріщин, то для ослаблення різниці в швидкостях охолодження метал підводять в менш масивні частини виливки.
Одночасне і рівномірне затвердіння і охолодження виливки досягається підведенням металу в тонкі частини виливки і відповідним розташуванням живильників, що забезпечує симетричне і рівномірне заповнення форми. При цьому зменшується небезпека утворення внутрішніх напружень, викривлення і тріщин. Подібний підведення металу застосовують при виготовленні виливків великої протяжності зі стінками різної товщини.
Звужуються літніковие системи краще вловлюють шлак, зменшують инжекцию повітря, збільшують лінійну швидкість проходження металу через канали літніковойсистеми. Їх застосовують при литті сплавів, які не схильні до окислення, що утворюють неміцні окисні плівки.
Розширюються літніковие системи зменшують швидкість руху металу, забезпечують спокійне заповнення порожнини форми без окислення металу. Їх застосовують при литті сплавів, схильних до окислення, що утворюють міцні окисні плівки.