Практический опыт работы с отливками с фланцевым литником
2025-09-15
Система фланцевых подъемников обладает рядом преимуществ, включая простую конструкцию, высокую компенсацию усадки, эффективное удержание шлака и дегазацию, простоту эксплуатации, легкость очистки и высокую производительность. В результате она все чаще применяется в практическом производстве. Сфера применения этой системы разливки расширилась с небольших деталей до средних и крупных отливок весом около 10 тонн, включая цветные отливки и материалы специального назначения. Ассортимент отливок также расширился и теперь включает крупные корпуса, стеновые панели и другие детали сложной конструкции. Эта система демонстрирует превосходную производительность в конфигурациях разливки, эффективно повышая качество отливок.
С расширением сферы применения фланцевых подъемников их конфигурации соответственно эволюционировали и претерпели инновации. Опираясь на практический производственный опыт, в данной статье обобщены следующие типы фланцевых подъемников, их характеристики и соответствующие области применения.
1. Конфигурации фланцевых подъемников
Конфигурации фланцевых подъемников обычно классифицируются в зависимости от способа поступления расплавленного чугуна в корпус фланцевого подъемника и формы фланцевого зазора. Подходящая форма может быть выбрана на основе конструктивных характеристик и технических требований к отливке.
(1) По типу поступления расплавленного железа в корпус подъемника они могут быть классифицированы как открытого или закрытого типа. Подъемники открытого типа далее подразделяются на подъемники холодного типа (рисунок 1а), подъемники горячего типа (рисунок 1b) и комбинированные подъемники-литники (рисунок 1c).
Основные характеристики холодных подводных каналов включают равномерное распределение внутреннего канала и быстрое заполнение, хотя они создают горизонтальные ударные силы. Подводной канал обычно располагается напротив внутреннего канала, чтобы облегчить вентиляцию, сбор шлака и компенсацию усадки. При необходимости могут быть добавлены дополнительные подводные каналы. Холодные литники выбираются для средних и крупных отливок. Горячие литники поддерживают высокую температуру, обеспечивая превосходную локализацию шлака и компенсацию усадки. Поток расплавленного чугуна переходит от горизонтальной литья к литью по стенке, что снижает тепловое излучение в верхнюю форму. Такая конфигурация особенно подходит для отливок из цельных блоков. Для деталей с плоской поверхностью можно соединить несколько литников последовательно, чтобы предотвратить такие дефекты, как усадочные полости, песчаные включения и холодные замыкания. Комбинированные литниковые и питающие каналы предотвращают прямое попадание расплавленного железа в зазор линии разъема во время заливки, тем самым уменьшая образование облоя. Такая конфигурация сводит к минимуму снижение температуры железа, улучшая компенсацию усадки. Подходит для неровных поверхностей разъема, требующих быстрого поступления железа в полость формы, что особенно выгодно для производства высокопрочного чугуна.
Закрытые горячие литники обеспечивают превосходную теплоизоляцию и сильную компенсацию усадки, хотя их высота ограничена размерами верхней формы. Они, как правило, подходят только для небольших и средних литых блоков. Конфигурация скрытых горячих литников показана на рисунке 2.
（2）. В зависимости от формы промывочного зазора промывку можно разделить на:
- Контурную промывку
- Прямоугольную промывку
- Дугообразную промывку
- Орехообразную промывку
- Плоскую внутреннюю промывку
- Сегментированную горизонтальную промывку
- Полную горизонтальную промывку
- Платформенную промывку
Подъемники, повторяющие контур (как показано на рисунке 3), и прямоугольные подъемники (как показано на рисунке 4) имеют удлиненные уплотнительные зазоры с большой площадью поверхности. Они обеспечивают длительное время затвердевания и отличную компенсацию усадки. Они подходят для высококачественных деталей из чугуна и высокопрочного чугуна, требующих значительной компенсации усадки.
Грушевидный подъемник (как показано на рисунке 2) и дугообразный подъемник (как показано на рисунке 5) имеют короткие зазоры с минимальной площадью поверхности, что приводит к плохой компенсации усадки. Они подходят только для низкокачественных чугунных деталей с относительно тонкой и равномерной толщиной стенок.
Плоская внутренняя литница с подачей под давлением (см. рисунок 6) и горизонтальная сегментированная литница с подачей под давлением подают расплавленный чугун, который опускается вертикально вдоль стенки формы, заполняя полость. Вся внутренняя литница функционирует по принципу дождя. Это обеспечивает стабильное заполнение без смещения песка. Подходит для средних и крупных отливок, таких как корпуса и стеновые пластины.
Полностью заподлицо расположенный подъемник с горизонтальным литниковым каналом (как показано на рисунке 7) имеет длинный узкий заподлицо расположенный зазор. Он обеспечивает высокую способность блокирования шлака и рассеивания тепла, при этом расплавленный чугун опускается в виде тонкой завесообразной струи. Это обеспечивает стабильное заполнение с минимальной силой удара и способствует эффективному удалению газов. Он подходит для тонкостенных пластин, колес с умеренной толщиной фланца и коробчатых отливок умеренной высоты.
Фланцевый подъемник платформенного типа (см. рисунок 8) и фланцевый подъемник платформенного типа (см. рисунок 9) имеют щелеобразную шейку в верхней части отливки. Такая конструкция облегчает компенсацию усадки, предотвращая образование усадочных полостей в основании подъемника, а также облегчает удаление подъемника, устраняя дефект «задержки металла» у корня подъемника. Обычно основание литника (без фланца) приподнимается на 8–10 мм для достижения «платформенной» конфигурации. Этот метод в первую очередь подходит для средних и крупных отливок, требующих усиленной компенсации усадки.
2. Характеристики литникового канала с равномерной подачей
Помимо вышеупомянутых преимуществ, литниковый канал с равномерной подачей обладает следующими уникальными преимуществами в отношении заполнения формы и компенсации усадки:
(1) Расположен вдали от горячей точки, но рядом с ней, в соответствии с расположением литникового канала. Фланец литника неизбежно прижимается к краю горячей точки отливки, что является особенностью, которой не обладают другие системы заливки, и соответствует принципу сбалансированного затвердевания. Это также является ключом к устранению дефектов усадочных полостей (пористости) в отливках.
Согласно принципу последовательного затвердевания, литник должен затвердевать последним. Следовательно, литник должен быть расположен в конечной точке охлаждения отливки. Это диктует необходимость расположения подлива в горячей точке отливки, обеспечивая совпадение контактной горячей точки с геометрической горячей точкой. Следовательно, объем подлива должен быть увеличен, что снижает выход. При неправильном обращении в отливке также могут образоваться усадочные полости.
(2) Изменение направления потока во время заполнения: традиционные горизонтальные литники позволяют расплавленному железу поступать в форму струей, создавая сильные ударные силы. Чем больше площадь поверхности формы, тем сильнее радиационный эффект на верхнюю часть формы, что легко приводит к появлению таких дефектов, как включения песка, холодные завалы и удары песка. Подводящий канал с давлением изменяет направление потока традиционного горизонтального литника, в результате чего расплавленный металл опускается в виде завесы из тонкой струи. Он заполняет форму слоями снизу вверх, при этом расплавленный чугун с высокой температурой всегда остается в верхнем слое, образуя рациональное температурное поле. Это облегчает компенсацию усадки и соответствует принципу сбалансированного затвердевания.
(3) Предотвращение локального перегрева: Внедрение распределенного давления в сочетании с двумя вышеуказанными пунктами расширяет сферу применения литников с давлением. Это решает историческую проблему локального перегрева, связанную с литниками с одиночным давлением, преобразуя внутренний канал с давлением в несколько распределенных потоков. Это позволяет достичь высоких скоростей потока при низких скоростях.
Благодаря этим отличительным преимуществам, литники с давлением могут быть выбраны в различных конфигурациях в соответствии с конкретными требованиями к отливкам, что обеспечивает производство высококачественных отливок.
