Типи литникових систем, Лиття металів
Вибір тієї чи іншої типу литниковой системи залежить багатьох чинників, головними у тому числі є: положення виливки у вигляді і наявність роз'єму форми; габаритні розміри та конфігурація виливки; вимоги, що пред'являються до виливку (відповідальний або невідповідальний виливок); властивості металу; можливості харчування виливки прибутками; зручність відділення живильників від затверділої виливки.
Верхня литникова система
Верхня литниковая система (рис. 1, а) забезпечує хорошу заповнюваність при найкоротшому шляху металу до форми, створює найбільш сприятливі умови для послідовної спрямованої кристалізації виливки знизу до прибутків, не викликає розвитку місцевих перегрівів форми і пов'язаних з цим дефектів. Вона найпростіша за виконанням, легко видаляється при обрубуванні лиття і вимагає найменшого порівняно з іншими типами литникових систем витрат металу за рахунок зменшення розмірів прибутків. Основний недолік цього типу систем - каскадний скидання розплаву у форму, що призводить до його інтенсивного перемішування та окислення, захоплення повітря, утворення піни та її замішування всередину виливки. При верхній литниковой системі погіршуються також умови затримання шлаку в колекторі, оскільки живильники більшість часу заливки що неспроможні працювати під затоплений рівень. Крім того, верхня литникова система створює небезпеку розмиву форми і стрижнів, що падає з великої висоти потоком металу.
Мал. 1. Типи литникових систем: а – верхня; б – нижня; в - бічна (за роз'ємом); г - вертикально-щілинна; д і е - ярусні відповідно з горизонтально та вертикально розташованими живильниками; ж – комбінована; 1 – чаша; 2 – стояк; 3 – зумпф; 4 - металоприймач (проміжний канал); 5 – колектор; 6 - живильникгоризонтальний; 7 - виливок; 8 – прибутки; 9 - колодязь (зворотний стояк); 10 – вертикальна щілина; 11 - шлакозбірник над колектором; 12 - шлакозбірник над живильником - живильна бобишка; 13 - живильник вертикальний; 14 - випір
Зазначені недоліки верхньої литникової системи значною мірою можуть бути усунені при заливанні форм у похилому положенні або при виконанні заливки з кантівкою. Тому верхню литникову систему часто застосовують для виливків з висотою до 100 мм, а також при литті дрібних деталей у кокіль, кантовку якого забезпечувати значно простіше, ніж кантування піщаної форми.
Нижня літникова система
Нижня літникова система (рис. 1, б) найбільшою мірою забезпечує спокійне заповнення форми розплавом, що виключає його спінювання, розбризкування і окислення, добре затримує неметалеві включення, що знаходяться в розплаві до його надходження у форму, сприяє задовільній заповненню та послідовному витісненню із порожнини форми. Нижня літникова система легко видаляється при обрубуванні, а витрата металу на неї менша, ніж на вертикально-щілинну систему.
Однак при такій літниковій системі через перегрівання нижніх шарів форми можуть порушитися тепловий режим виливки, що охолоджується, і, отже, самий хід послідовної спрямованої кристалізації, що може призвести до утворення усадкових раковин і рихлот. Щоб уникнути утворення цих дефектів, застосовують холодильники, встановлюють прибуток збільшених розмірів або доливають їх гарячим металом. Але цих заходів може виявитися недостатньо при литті сплавів з широким температурним інтервалом кристалізації, схильних до утворення розсіяної усадкової пористості. Крім того, при нижній литниковій системі важко забезпечити заповнюваністьтонкостінних високих виливків з розвиненою поверхнею. Тому при hотл/дтл > 50 (де hотл - висота виливка без прибутків; δотл - середня товщина стінки) для забезпечення заповнення форми застосовують вертикально-щілинну або комбіновану систему. Такий тип літникової системи найбільшою мірою відповідає вимогам, що висуваються до литникових систем, і тому набув найбільшого поширення для лиття кольорових сплавів.
Бічна літникова система
Бічна литникова система (рис. 1, в) забезпечує заповнення нижньої частини виливка зверху, а верхньої частини - знизу. Перевага системи – зручність виконання у формі.
Вертикально-щілинна літникова система
Вертикально-щілинна литникова система (рис. 1, г) поряд зі спокійним введенням розплаву у форму забезпечує хорошу заповнюваність форм тонкостінних виливків, затримує неметалеві включення при відшлаковуванні в колекторі і вертикальному колодязі, створює сприятливі умови для послідовної, спрямованої знизу вгору кристал подання Гарячого металу у верхні шари виливки та прибуток. Таким чином, цей тип литникової системи забезпечує кращий тепловий режим і кращу заповнюваність високих тонкостінних виливків, ніж нижня литникова система.
До недоліків вертикально-щілинної системи відносяться: можливість спінювання сплаву в початковий момент заповнення форми та небезпека виникнення місцевих перегрівів форми в області, що прилягає до вертикальних щілин, що призводять до утворення дефектів усадочного характеру, а також складність її виконання у формі та видалення під час обрубування.
Вертикально-щілинна литникова система найбільш ефективна при литті високих тонкостінних (hотл/δотл 50) виливків циліндричної та коробчастої форм, а також прилиття дрібних та середніх виливків у кокілі, що нахиляються для усунення небезпеки спінювання розплаву в початковій стадії заповнення.
Ярусна літникова система
Ярусна літникова система (рис. 1, д і е) створює сприятливі умови для заповнення форми і кристалізації виливки, оскільки найбільш гарячі порції розплаву надходять у верхню частину, а послідовна заливка знизу сприяє спокійному заповненню та витіснення повітря. Недолік цієї системи - складність її виготовлення, тому що в цьому випадку потрібні кілька горизонтальних роз'ємів форми. Переважне застосування ярусної системи – при литті в кокілі з вертикальним роз'ємом. Крім того, може використовуватися при литті великих високих і тонкостінних виливків піщані форми.
Комбінована літникова система
Комбінована літникова система (рис. 1, ж), в якій поєднуються кілька типів систем, наприклад, нижня система з вертикально-щілинною має переваги цих систем. У цьому випадку форма спокійно заповнюється розплавом, раціонально розподіляється температура перерізу виливки і тим самим забезпечується її послідовна кристалізація. Цю систему застосовують переважно для заливання великогабаритних виливків складної конфігурації в піщаних формах, особливо у випадках, коли площі горизонтальних перерізів виливки різко змінюються з її висотою. Недолік комбінованої системи - складність виконання та видалення її при обрубуванні, а також підвищена витрата металу.