Требования к конструированию отливок из белых чугунов

Малая пластичность и теплопроводность при большой усадке определяют склонность белых чугунов к образованию горячих и холодных трещин. Все это вызывает необходимость создания конструкции отливок и технологии их изготовления, учитывающих специфику этих сплавов.

Практика многих литейных цехов, изготавливающих отливки из белых хромистых чугунов, показывает, что при учете этих условий брак таких отливок не превышает брака аналогичных отливок из стали. При конструировании деталей из белых чугунов, учитывая их низкую пластичность, следует избегать острых углов, тонких сечений, провисающих и незакрепленных выступов.
 

Белые чугуны сравнительно хорошо жидкотекучи, что позволяет отливать детали с толщиной стенок до 4—6 мм. При разработке конструкции отливок из любого литейного сплава нужно стремиться, чтобы стенки этих отливок были одинаковой или мало отличающейся толщины во избежание неравномерности их охлаждения и образования высоких остаточных напряжений в литой детали.
 

Уменьшение опасности образования трещин как при литье, так и при термической обработке обеспечивается плавными переходами от одного сечения к другому, отсутствием острых углов, выполнением при механической обработке радиусов, фасок. Создание специальных выемок в отливке обеспечивает возможность ликвидировать операции зачистки и обдирки абразивными кругами остатков легко отделяемых прибылей и питателей.

Для уменьшения или ликвидации механической обработки прибегают к изменению конструкции деталей. Так, например, отверстия во фланцах и крепежных узлах заменяют прорезями, что дает возможность применять отливки без механической обработки. Применение при соединении колен пульпопроводов накладных разъемных фланцев позволило не только избежать трудоемкого изготовления отверстий во фланцах, но и существенно упростить отливку, выполняя короткие фланцы.

Распространенным приемом, позволяющим обрабатывать белые чугуны, является применение вставок и вкладышей из стали либо серого чугуна. Нередко вставки изготовляют в виде втулок или колец, в которых растачивается отверстие под вал и выполняется шпоночная канавка, либо устанавливается только вставка для изготовления шпоночной канавки, а отверстие под вал растачивается в теле отливки. Необходимость установки вставок под шпоночную канавку объясняется тем, что если при небольших скоростях резания можно обработать отверстие под вал в теле отливки из белого чугуна, то выполнить механической обработкой шпоночную канавку в чугуне типа ИЧ290Х28Н2 практически невозможно.

Применение вставок становится необходимым и когда в конструкции детали нужно выполнить отверстие с резьбой. Вставки должны быть очищены от ржавчины и грязи, рекомендуется применять луженые вставки. Для предотвращения вскипов от конденсации влаги на вставках после сборки формы необходимо подогревать вставки и устанавливать их в форму непосредственно перед заливкой.

Для предотвращения трещин каждая вставка должна быть минимальной толщины (10—15 мм) и окружена слоем металла, вдвое превышающим толщину вставки; слой металла вокруг вставки должен быть одинаковой толщины. Наружная поверхность вставки должна иметь проточки или прорези, чтобы обеспечить закрепление вставки в отливке. Для предохранения от появления трещин желательно подводить металл в форму рядом со вставкой, но не против вставки, чтобы обеспечить надежное сцепление вставки без ее расплавления.