Техника - молодёжи 1972-10, страница 60

НЕИСЧЕРПАЕМЫЙ КОКИЛЬ

рая, высыхая, плавясь, химически разлагаясь и возгоняясь позволяет создать нужный технологу температурный режим охлаждения стенки. Можно, наконец, в случае необходимости, нагревать отдельные участки оболочки до нужной температуры.

Но, как ни парадоксально, из всего этого арсенала средств, позволяющих извне регулировать внутреннее строение отливки, литейщики практически использовали очень мало. Уделяя главное свое внимание механической функции формы, они мало занимались функцией термической. Изменение влажности формовочной земли да вкладывание железных полос и кусков в земляные формы — вот, в сущности, и все, что было предложено ими для регулирования скорости охлаждения отливок. И лишь фундаментальные работы А.-В. Вейника, проведенные в течение последних 15—20 лет, показали, какую важную роль играет термическая функция литейной формы.

В самом деле, при отливке сложной детали в земляной форме тонкие стенки охлаждаются быстрее, чем массивные участки, поэтому возникающая разница температур приводит к короблению отливки. В идеальной же форме в принципе всегда можно создать такое распределение температур, которое полностью исключит коробление. Покрывая оболочку снаружи теплоизолирующей краской, нетрудно сделать поверхность будущей отливки сравнительно мягкой и пластичной. Наоборот, удалив слой краски с того или иного участка и охлаждая обнаженное место воздухом или водой, можно в этом месте придать поверхности отливки повышенную твердость и износостойкость. Короче говоря, любой узор, нанесенный на поверхность оболочки краской, водой или воздухом, отпечатывается, «вмораживается» во внутреннюю структуру металлической отливки. И это не одна только теоретическая возможность...

ТЕОРИЯ В ДЕЙСТВИИ

Трудно представить себе что-нибудь более простое и ближе подходящее к идеальной форме, чем тонкостенный кокиль для изготовления бронзовых, чугунных и стальных втулок. По сути дела, это труба диаметром 120—300 мм и с толщиной стенки 1,5—2,5 мм, в которую вставлен более узкий стержень из песча-но-глинистой смеси. Заливаемый в промежуток между стержнем и стенкой металл раскаляет трубу, которая охлаждается, излучая теплоту в окружающую среду. Если форма

предназначена для многократного использования, поверхность стенки, соприкасающуюся с расплавом, покрывают смазкой или кокильной краской, предотвращающей ее чрезмерный нагрев. Когда же в такую форму .заливается дорогая высоколегированная сталь, стенки кокиля не зачищаются, он приваривается к отливке и защищает ее поверхность при дальнейшей обработке.

Другое приближение к идеальной форме — это алюминиевый кокиль, внутренняя поверхность которого покрыта пленкой окислов, плохо проводящих тепло, а внешняя — интенсивно охлаждается кипящей водой. В результате тепло, передаваемое расплавом алюминиевой стенке, отводится кипящей водой так быстро, что температура стенки повышается лишь на несколько десятков градусов. Быстрое охлаждение сделало ненужной жаропрочность кокиля! В форму из сравнительно легкоплавкого алюминиевого сплава можно смело заливать чугун и сталь!

Можно пойти дальше и в алюминиевую форму вставить тонкий чугунный или стальной вкладыш, тесно прилегающий к кокилю. Тогда угроза мгновенного расплавления кокиля снимается.

В тех случаях, когда необходимо получить однородную структуру металла, остывание отливки в кокиле надо замедлить. Для этого на внутреннюю поверхность водоохлаждае-мого кокиля наносится тонким слоем (3—4 мм) облицовка. Чаще всего облицовка состоит из песка и связующего вещества — пульвербакелита. Соприкоснувшись с предварительно нагретой формой, облицовка быстро затвердевает. Но когда в форму заливается жидкий чугун, облицовка размягчается и при температуре, превышающей 250°С, пульвербакелит начинает гореть. К 750—800° С он полностью выгорает, и не удерживаемый им песок свободно осыпается. Теперь отливка легко извлекается из формы, которая вновь готова к нанесению облицовки.

Но и это еще не все. Покрыв изнутри кокиль обмазкой, содержащей легирующие элементы, можно насытить ими поверхностный слой отливки и получить деталь с обычной дешевой сердцевиной и облагороженной поверхностью, противостоящей износу, коррозии и т. д.

А если нужно... Впрочем, остановимся, ибо сказанного уже достаточно, чтобы понять: возможности кокилей значительно перекрыли возможности земляной формы — этого шедевра универсальности.

Г. СМИРНОВ

56