Режим та способи підігріву кокіля - Технологія отримання кокильного лиття
Режим підігріву. Від початкової температури кокіля перед заливкою залежить якість одержуваної виливки, безпека робочих, стійкість стінок, вкладишів та стрижнів.
На холодних стінках кокіля, особливо на захисних покриттях з фарби та облицювання, щілинах по роз'єму, вентах та інших місцях конденсується волога. При заливанні такого кокіля може статися викид розплаву, і навіть руйнація кокіля внаслідок дисоціації води та вибуху гримучого газу. Тому кокіль, у якому є конденсат вологи, має бути підігрітий до температури не менше 360-370К. Такий підігрів достатній для випаровування вологи, але не забезпечує отримання якісних виливків.
Холодний кокіль з тонкошаровим теплоізоляційним покриттям швидко відводить теплоту розплаву, що заливається, в результаті чого робоча порожнина кокіля може не повністю заповнитися розплавом. Цим пояснюється також поява, особливо на сталевих виливках, неспаїв, тріщин, усадкових раковин і пір, а в чавунних виливках поверхневого або наскрізного відбілу. Крім того, холодний кокіль зазнає максимального термічного удару, який прискорює руйнування ливарної форми та її елементів.
Необхідно відзначити, що попередній нагрівання кокіля понад 820 К може викликати у виливках усадкові раковини, пори та підвищену ліквацію, особливо в товстостінних та масивних виливках. Раковини в залізовуглецевих сплавах можуть утворюватися і внаслідок розкладання гідроксиду заліза. За даними А.М. Петриченко, цей дефект найчастіше виникає при лиття в кокіль, у якого на робочій поверхні є сітки та тріщини розпалу. Утворення раковин під час лиття в кокіль, нагрітий приблизно до 1040К, пояснюється також вигоранням вуглецю в чавуні кокіля.
Слід зазначити, що у підігрітому кокілі величинатермічних напруг, обумовлена заливкою в нього розплаву, завжди менше, ніж у холодному, а тому його стійкість завжди вища. При цьому чим краще теплоізоляційні властивості і відповідно більша товщина шару покриття, тим вище стійкість кокіля.
Спосіб підігріву. Підігрів кокіля - відповідальна технологічна операція, яка може виконуватися різними способами. При цьому завжди необхідно вибирати той спосіб, який дозволяє виконувати цю операцію у мінімально короткий термін та з найменшими витратами.
Нижче наведено основні способи підігріву кокіля перед його заливкою:
1. Теплотою остигаючих виливків виробляють підігрів малих по масі ручних кокілів для видалення з них сконденсованої вологи та висушування фарби покриття. З цією метою в порожнину кокіля поміщають щойно вибиті з інших форм виливки або нагріті будь-яким способом металеві предмети. Недоліком способу є нерівномірний підігрів стінок кокіля, можливі пошкодження поверхні та покриття.
2. Теплотою розплаву, що зливається, підігрівають дрібні і середні за розміром кокілі. Для цього використовують залишки розплаву від заливання інших форм. В умовах масового виробництва часто виробляють дві-три заливки для промивання. При цьому після отримання першої виливки без недоливів та неспаїв кокіль використовують у заданому режимі його роботи. Необхідну температуру кокіля підтримують підібраним темпом повторних заливок, збільшенням або скороченням тривалості охолодження виливки кокіль, а також зменшенням або збільшенням тривалості охолодження його на повітрі або в умовах регульованого штучного охолодження.
3. Затримкою вибивання виливків підігрівають кокіль до заданої температури після перерви в роботі, а також принеобхідності створення вищого підігріву. Останнє часто практикують, наприклад, при литті тонкостінних сталевих виливків, а також відбілу в чавунних виливках.
4. Для підігріву кокілів використовують газові пальники та нескладні переносні та стаціонарні нагрівальні пристрої. Газові пальники дозволяють нагрівати кокіль рівномірно або вибірково з перепадом температури, що регулюється, по робочих частинах. Недоліками способу є забруднення навколишнього середовища продуктами горіння, а також можливе місцеве перегрів робочих частин кокіля полум'ям ацетиленокисневого пальника, що часто призводить до його деформації і навіть руйнування.
5. Електричний підігрів використовують для кокілів, що експлуатуються у складі кокільних машин, ліній та роботизованих комплексів. Спосіб дозволяє здійснити диференційований нагрів різних частин кокіля перед початком його експлуатації. Нагрівачі (ТЕНи) у разі поміщають у порожнину кокіля чи, що рідше, вбудовують їх у стінки.
6. Спеціальні пристрої для підігріву, які зазвичай не універсальні, можуть являти собою систему газових та електричних нагрівачів або спеціальних підігрівальних камер та термостатів.
7. Екзотермічні покриття для підігріву використовують рідко. Сутність способу полягає в тому, що робочу поверхню кокіля покривають екзотермічною фарбою або облицюванням і заливають розплав без попереднього підігріву. При цьому різко зменшується або припиняється на певний час відведення теплоти від розплаву, а теплота, що виділяється від екзотермічної реакції, а після припинення і від розплаву, що охолоджується, і виливки, йде на підігрів кокіля.