» » Завихрения металла
23.04.2015

Завихрения — наиболее вредное явление, которое служит одной из главных причин образования пороков в литье под давлением: воздушных включений и дефектов поверхности. При завихрениях полезный фактор — давление — падает, а фактор, способствующий захвату воздуха, — скорость — увеличивается.
В ряде случаев завихрения бывают так велики, что они препятствуют заполнению формы для деталей простейшей конфигурации и малых линейных размеров, причем рациональные литниковые системы не смогут при этом влиять на заполнение.
Ниже описываются причины образования завихрений и вред, наносимый ими.
Завихрения могут образоваться в следующих случаях:
а) при отливке деталей типа пластин, когда струя металла ударяется о противоположную стенку;
б) при лобовых ударах струи металла перпендикулярно стенкам формы или стержню;
в) при встрече двух струй жидкого металла;
г) при поворотах струи металла во время заполнения рабочей полости.
Завихрения при отливке деталей с прямоугольным поперечным сечением (типа пластин). Если в полость, имеющую прямоугольное поперечное сечение, впустить металл через узкий и тонкий впускной литник, то, поступая с большой скоростью и не касаясь стенок формы, он «прострелит» всю полость, ударится об самую дальнюю стенку, станет при этом значительно завихриться и будет заполнять форму со стороны, противоположной от впускного литника (1-й вид впуска).
Если металл впустить в полость фасонной конфигурации, имеющую выступающие части или выполняемую с помощью стержней, то струя не сможет свободно дойти до самой дальней стенки формы, а должна обтекать внутренний контур и заполнять ее, протекая по стенкам формы; при этом заполнение идет начиная со стороны, прилегающей к впускному литнику (2-й вид впуска).
Завихрения металла

При таком впуске, когда металл течет по стенкам формы, завихрения могут образоваться не в результате удара струи, поступающей с большой скоростью, о противоположную стенку, а только вследствие поворота струи при обтекании поверхности или при встрече со стержнем; подобные завихрения менее значительны.
При изготовлении деталей прямоугольного сечения (типа пластин) значительно труднее получить качественную отливку, так как в подобных отливках наиболее ярко проявляются недостатки первого вида впуска.
По мере усложнения конфигурации отливки создается больше условий для получения впуска 2-го вида.
На фиг. 18 показана отливка в одной форме двух различных деталей. При одинаковых впускных литниках несложная отливка (типа пластины) неизменно получается с незаполнением в центре вследствие завихрения; сложная деталь дефектов не имеет.
Для получения пластины без дефекта ширина и толщина впускного литника значительно увеличиваются (приближаясь к ширине и толщине отливки); при этом металл, поступая в форму, течет по ее стенкам; и впуск 1-го вида, таким образом, преобразуется во впуск 2-го вида.
Завихрения при лобовых ударах. Лобовые удары струи металла перпендикулярно стенкам формы или стержню, помимо того, что они вызывают значительные завихрения металла, приводят также к износу тех участков формы, на которые поступает струя. Известно, что при конструировании и эксплуатации водяной арматуры с целью уменьшения гидравлических потерь и продления срока службы арматуры избегают такого положения, при котором жидкость поступает в арматуру с прямым (лобовым) ударом. Тем более это недопустимо при работе с жидким металлом, поступающим под большим давлением. Между тем, в литье под давлением большинство деталей, изготовляемых с применением неподвижных стержней, отливается так, чтобы струя поступала по плоскости разъема, т. е. перпендикулярно стержню.
Завихрения, образующиеся при встрече двух струй жидкого металла. При впуске металла в форму с различных сторон возможна встреча струй жидкого металла. Завихрения, происходящие от встречи двух струй жидкого металла, не ограниченных станками формы, более значительны, чем при ударе металла о неподвижные стенки или стержни.
Движущиеся беспорядочно струи металла при встрече пронизывают одна другую, проникая на большую глубину, что и приводит к образованию завихрений на значительных участках. Завихрение от встречи двух струй меньше в тонких полостях и больше в объемных.
Завихрения, образующиеся при поворотах струи металла во время заполнения рабочей полости. Во время заполнения рабочей полости формы при резких поворотах струи металла или при попадании струи в более объемную полость, когда металл перестает касаться стенок, происходят завихрения, степень которых зависит от конфигурации детали.
Завихрения, образующиеся в первых трех случаях, могут быть устранены применением рациональных литниковых систем. Завихрения, имеющие место при поворотах струи, трудно поддаются регулированию, особенно при наличии в рабочей полости формы глубоких пересеченных под прямым углом стенок, тем не менее в ряде случаев можно найти конструктивные решения, способствующие ослаблению их вредного влияния.