Для чего нужна литниковая система. Типы литниковых систем - литейное производство. Нижняя литниковая система

Литниковая система - это система каналов, через которые расплавленный металл подводят в полость формы. Литниковая система должна обеспечивать заполнение литейной формы с необходимой скоростью, задержание шлака и других неметаллических включений, выход паров и газов из полости формы, непрерывную подачу расплавленного металла к затвердевающей отливке.

По гидродинамическому признаку выделяют сужающиеся и расширяющиеся литниковые системы.

Для сужающихся литниковых систем характерно последовательное уменьшение площадей поперечных сечений стояка, шлакоуловителя и питателей F ст >F шл >F пит. Такая литниковая система обеспечивает быстрое заполнение расплавом всей системы и лучшее улавливание шлака. Однако в полость литейной формы расплав поступает с высокой линейной скоростью, что может приводить к разбрызгиванию и окислению расплава, захвату воздуха и размыву формы. Такие литниковые системы используются при изготовлении чугунных отливок.

В расширяющихся литниковых системах узким местом является нижнее сечение стояка: F ст

В зависимости от конфигурации и толщины стенок отливок 5, состава заливаемого сплава и направления течения его в полость формы подразделяют на боковые (рис.4,а), нижние (рис.4,б) и верхние (рис.4,в).

Рис. 4. Способы подвода расплавленного металла в полость литейной формы

Для боковой литниковой системы (рис.4,а) характерным является то, что питатели и шлакоуловители располагаются в горизонтальной плоскости разъема формы, что удобно в отношении формовки.

В нижних литниковых системах (рис.4,б) расплав поступает снизу под затопленный уровень без разбрызгивания, окисления и вспенивания, что очень важно при изготовлении отливок из легкоокисляющихся пленообразующих сплавов (алюминиевых, магниевых и других).

В верхних литниковых системах (рис.4,в) в течение всей заливки обеспечивается горячее зеркало расплава, что способствует направленному снизу вверх затвердеванию. Такие литниковые системы используются при изготовлении чугунных и стальных отливок.

Основными элементами литниковых систем являются следующие (рис.4).

Литниковая чаша (воронка) 4 предназначена для приема струи расплава, вытекающей из разливочного ковша, и задержания шлака, попадающего вместе с расплавом в чашу.

Стояк 3 - вертикальный канал, передающий расплав из литниковой чаши к другим элементам литниковой системы.

Шлакоуловитель 2, расположенный горизонтально и, как правило, в верхней полуформе, служит для задержания шлака и передачи расплава из стояка к питателям.

Питатели 1 - каналы, предназначенные для подачи расплава непосредственно в полость литейной формы. Питатели должны обеспечивать плавное поступление расплава в полость формы. Обычно питатели располагают в нижней полуформе.

Выпор 6 служит для отвода газов из полости формы, сигнализирует об окончании заливки, уменьшает динамическое давление расплава на форму, способствует питанию отливки расплавом при затвердевании.

Коллектор 7 - распределительный канал для направления расплава к различным частям отливки. Его располагают горизонтально по разъему формы. Он всегда должен быть заполнен расплавленным металлом.

Сечения элементов литниковой системы выбирают на основе приближенного расчета, который позволяет установить соотношение между ними (обычно между стояком, шлакоуловителем и питателями).

Способы подвода металла

Типы литниковых систем

Литниковопитающая система - это система каналов и элементов литейной формы, по которым расплавленный металл подводят к полости формы, заполняют ее и осуществляют питание отливки во время затвердевания. Первые две задачи выполняются литниковой системой, а третье- прибылями, обеспечивающими питание отливки и предотвращающими образование в отливках усадочных раковин.

Литниковая система должна отвечать следующим требованиям: заполнять форму металлом за определенное время, обеспечивать минимальное количество неметаллических и газовых включений в металле, создавать рациональный режим затвердевания и охлаждения отливок, иметь небольшую массу и обеспечивать удобство формовки.

Простейшая литниковая система представлена на рис. 10.

Рис. 10. Литниковая система

Основными элементами литниковой системы (рис. 10) являются: 1 – литниковая чаша; 2 – стояк; 3 – коллектор (шлакоуловитель); 4 – литники; 5 – выпор.

Литниковая чаша - предназначена для приема расплавленного металла и задержания шлака (рис. 11). Перед заливкой крупных и средних форм отверстие в чаше рекомендуется закрывать пробкой, чтобы в начале заливки чаша наполнилась расплавом. При этом более легкие шлаки газы успевают всплыть. Затем пробку вынимают, и металл поступает в полость формы. В течении всего времени заливки чаша должна быть наполнена расплавом. Заливку прерывать нельзя.

Рис. 11. Литниковая чаша с пробкой

Стояк 2 – вертикальный канал, соединяющий литниковую чашу 1 с шлакоуловителем 3, и служит для передачи расплава на другой уровень и другим элементам литниковой системы.

Шлакоуловитель 3 – это горизонтальный канал, соединяющий стояк с питателями. Располагается он обычно в верхней полуформе и имеет трапецеидальное сечение.

Питатели 4 – подводят расплав непосредственно в полость формы, и сечение их может быть различным (прямоугольным, круглым, трапецеидальным), но площадь сечения должна быть меньше толщины стенки, к которой подводятся питатели. Выпоры 5 предназначены для вывода воздуха и газов из полости формы при заливке и сигнализации о ее завершении.

Выпор 5 – это вертикальный канал, служащий для вывода газов из формы и для контроля заполнения формы расплавленным металлом.

Типы литниковых систем . При выборе конструкции литниковой системы важно выбрать место подвода питателей к отливке. При одновременном затвердевании всех частей отливки металл стремятся подвести в ее тонкие сечения, а при направленном затвердевании - в толстые. Так, например, при изготовлении основной массы отливок из серого чугуна металл подводят в тонкие места отливок, а при производстве отливок из стали – в толстые. Это связано с разной объемной усадкой у этих сплавов.

Литниковые системы подразделяются по гидродинамическому признаку на сужающиеся и расширяющиеся, а по направлению течения материала в полость формы – на верхние, боковые и нижние (сифонные).

В сужающихся литниковых системах имеет место последовательное уменьшение площадей поперечных сечений стояка, шлакоуловителя и питателей: F стояка > ∑F шлакоул. > ∑F пит. . Такие соотношения площадей поперечных сечений элементов литниковых систем находят широкое применение в производстве чугунных отливок.В расширяющихся литниковых системах узкое место чаще всего находится в нижнем сечении стояка: F стояка < ∑F шлакоул. < ∑F пит. . Расширяющиеся литниковые системы применяются при изготовлении стальных отливок, алюминиевых, магниевых легкоокисляющихся сплавов.

Конструкций литниковых систем много и для каждой отливки она своя. Для начального изучения большинство их можно склассифицировать в четыре группы, рис. 12:

– верхние литниковые системы, с подводом металла в верхнюю часть отливки с верхним (рис. 12, а), боковым (рис. 12, б) подводом и дождевая литниковая система (рис. 12, в); г – литниковая система по разъему формы с боковым подводом металла; такие литниковые системы применяются часто, в том числе при машинном изготовлении форм;

– нижние литниковые системы с боковым (рис. 12, д) и сифонным (рис. 12, е) подводом металла в форму;

Положение оболочковых форм перед заливкой может быть горизонтальным и вертикальным. Вертикально заливаемые формы имеют ряд преимуществ перед горизонтальными, так как в них литниковые чаши легко выполнить заодно с формой, стояк можно получить с нормальным конусом, питание легко подвести к нижней точке отливки, для заливки вертикальных форм требуется меньше заливочной площади. В то же время вертикальный метод заливки оболочковых форм имеет и недостатки, заключающиеся в том, что оболочковая форма при этом методе заливки испытывает большое металлостатическое давление, вызывающее появление пригара на отливках из-за проникновения металла в стенки формы и деформацию, искажающую размеры отливок.

В настоящее время наибольшее применение находит горизонтальный метод заливки оболочковых форм.

Учитывая, что отливки, получаемые при литье в оболочковые формы, имеют малые припуски на механическую обработку, большое внимание следует уделять улавливанию шлаков и
других неметаллических включений. Это достигается примене-нием шлакоотделяющих устройств в заливочном ковше (ковши с сифонной трубкой, ковши со стопорными устройствами), литниковых систем с шлакоуловителями и гидравлическими запорами или специальных дроссельных систем (рис. 135). Для этих же целей используют сифонную литниковую систему, применяемую обычно при заливке стопочных форм (рис. 136).

Рис. 135. Блок отливок деталей угломера, отлитых в оболочковую форму с применением дроссельной литниковой системы

Рис. 136. Блок отливок звеньев цепей, отлитых в стопочные формы с применением сифонной литниковой системы

Соотношения между элементами литниковых систем для оболочкового литья остаются почти теми же, что и для обычного литья и для тормозящих литниковых систем, и выражаются следующими уравнениями:
для чугунного и цветного литья

Приведенные соотношения относят к литниковым системам, у которых стояки используют с литниковой воронкой. При применении стояков с обратным конусом эти соотношения остаются в силе только между питателями и шлакоуловителями и не распространяются на стояк, размеры которого устанавливают по месту.

Наиболее эффективными для применения в оболочковом литье являются закрытые прибыли. Металл при горизонтальной заливке форм обычно заливают не в литниковую чашу, а непосредственно в центральный литник (стояк), который выполняется с обратным конусом.

При изготовлении оболочек на полуавтоматических и автоматических машинах применяют раздельный способ изготовления центральных стояков и литниковых чаш (рис. 137). Литниковые

Литниковая система

совокупность каналов (элементов), через которые расплав из ковша или другого разливочного устройства подводится к рабочей полости литейной формы (См. Литейная форма). Назначение Л. с. - обеспечение оптимальных условий и продолжительности заливки формы с целью получения отливки с чёткими гранями и контурами, предотвращение попадания неметаллических включений (при заливке из поворотного ковша), а при затвердевании сплава - питание отливки для предотвращения усадочных раковин. Элементы Л. с. в соответствии с их назначением разделяют на подводящие и питающие (в некоторых частных случаях такого разделения не существует).

К подводящим элементам Л. с. относятся: чаша, стояк, дроссель, шлакоуловитель (коллектор, литниковый ход) и питатель (рис. , а). Чаша - приёмник расплава, для удобства заливки, задержания шлака и предотвращения засоса воздуха должна вмещать достаточный объём металла. Стояк - вертикальный (редко наклонный) канал, присоединённый к чаше. Дроссель - узкий канал (или несколько каналов), расположенный обычно в основании стояка, являющийся местным гидравлическим сопротивлением, регулирует скорость заливки и устраняет вакуум (разрежение) в стояке. Шлакоуловитель - канал, обычно вытянутого трапециевидного сечения, расположенный за дросселем, служит для подачи сплава к питателям и задержания неметаллических включений. Для более полного задержания шлака в Л. с. устраивают местные расширения в шлакоуловителе, применяют центробежные шлакоуловители, фильтровальные сетки (для отливок из чугуна - из огнеупорной стержневой или шамотной смеси, для отливок из цветных сплавов - из тонкой листовой стали, для всех сплавов с температурой заливки до 1350°С - из кремнезёмной ткани). Шлакоуловители не нужны при заливке форм из стопорного ковша (шлак остаётся в ковше) и при плотности неметаллических включений, близкой к плотности сплава (у некоторых цветных сплавов). В этих случаях канал, называемый коллектором, или литниковым ходом, только распределяет сплав. Питатель - присоединённый к шлакоуловителю канал, обычно прямоугольного сечения, через который сплав поступает в рабочую полость формы непосредственно или через прибыль.

Размеры подводящих элементов определяются в основном гидродинамическими факторами (конструкцией Л. с., напором, расходом и скоростью расплава).

К питающим элементам Л. с. относятся боковая прибыль и шейка (рис. , а). Боковая прибыль - компактный прилив на боковой поверхности отливки, предназначенный для её питания во время остывания и затвердевания сплава. Шейка - суженная часть прибыли, соединяющая сё с отливкой. Питающие элементы должны затвердевать медленнее отливки. Их размеры определяются в основном тепловыми факторами (теплофизическими свойствами сплава и формы), литейными свойствами сплава, массой, толщиной стенок, конфигурацией отливки и требованиями к ней (механические свойства, герметичность и т. д.).

При получении тонкостенных отливок из эвтектических сплавов (например, серого чугуна) короткого времени остывания питателей обычно оказывается достаточно для питания отливок. В этих случаях спец. питающие элементы не нужны и Л. с. состоит только из подводящих каналов (рис. , б, в, г, д). Если для питания требуется небольшой объём сплава, то система наряду с подводящими элементами имеет подводяще-питающие, например шлакоуловитель может одновременно служить прибылью, а питатель - шейкой (рис. , е).

В зависимости от способа и места подвода Л. с. разделяют на боковые, верхние и дождевые, сифонные, ярусные (этажные) и щелевые. По способу формовки различают горизонтальные Л. с. с расположением питателя в горизонтальной плоскости разъёма и вертикальные, у которых питатель расположен в вертикальной плоскости разъёма или вне основной плоскости разъёма формы.

Лит.: Дубицкий Г. М., Литниковые системы, М. - Свердловск, 1962; Рабинович Б. В., Введение в литейную гидравлику, М., 1966; Basic principles of gating, L. - , 1967; Leremplissage des ernpreintes de moules en sable, P., 1966; Hoizmüller A., Kucharcik L., Atlas zur Anschnitt- und Speisertechnik für Guβeisen, Düsseldorf, 1969.

Б. В. Рабинович.

Литниковые системы: а, б - боковые; в - дождевая; г - сифонная; д - ярусная (этажная); е - щелевая; 1 - чаша (воронка); 2 - стояк; 3 - дроссель; 4 - шлакоуловитель; 5 - питатель; 6 - боковая прибыль; 7 - шейка.

Большая советская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия . 1969-1978 .

Смотреть что такое "Литниковая система" в других словарях:

Литниковая система, Литниковая питающая система система каналов и полостей в форме, через которые жидкий расплавленный материал расплав (металл или пластик) подается в полость литьевой формы или пресс формы для литья под давлением. Элементы … Википедия

ЛИТНИКОВАЯ СИСТЕМА - система каналов и элементов литейной формы для подвода расплавленного металла в полость формы, обеспечения ее заполнения и питания отливки при затвердевании. В зависимости от расположения в форме и способа подвода металла различают литниковые… … Металлургический словарь

Литниковая система - система каналов и элементов литейной формы для подвода расплавленного металла в полость формы, обеспечения ее заполнения и питания отливки при затвердевании В зависимости от расположения в форме и способа подвода металла различают литниковую… …

литниковая система - Система каналов и устройств для подвода в определенном режиме жидкого металла (сплава) к полости литейной формы, отделения неметаллических включений и обеспечения питания отливки при затвердевании. Примечание По устройству литниковые системы… … Справочник технического переводчика

ЛИТНИКОВАЯ СИСТЕМА - совокупность резервуаров, вертикальных и горизонтальных каналов, служащих для приёма и заполнения рабочей полости литейной (см.) расплавленным металлом, питания (см.) при её затвердевании, а также для улавливания первых порций металла, фильтрации … Большая политехническая энциклопедия

литниковая система - система каналов и устройств для подвода жидкого металла к полости литейной формы, отделяющей неметаллические включения и питания отливки при затверд. Литниковая система состоит из литниковой чаши или заливочной воронки,… … Энциклопедический словарь по металлургии

Совокупность каналов и полостей (элементов), служащих для заполнения рабочей полости литейной формы расплавл. металлом, питания отливки при затвердевании, улавливания первых порций металла, шлака и загрязнений. Осн. элементы Л. с. (чаша, стояк,… … Большой энциклопедический политехнический словарь

ЛИТНИКОВАЯ СИСТЕМА ПО РАЗЪЁМУ - литниковая система с подводом металла по плоскости разъема. ГОСТ 18169 86 … Металлургический словарь

ГОРИЗОНТАЛЬНАЯ ЛИТНИКОВАЯ СИСТЕМА - литниковая система с питателями, расположенными в горизонтальной плоскости разъема формы (рис. Г 14). ГОСТ 18169 86. литниковая система простой конструкции WIDTH=391 HEIGHT=281 BORDER=0> литниковая система с подводящей и питающей системами… … Металлургический словарь

Вертикальная литниковая система - литниковая система с питателями, расположенными в вертикальной плоскости разъема формы на нескольких уровнях или вертикально. Вертикальную литниковую систему подразделяют на верхнюю, дождевую, сифонную, ярусную … Энциклопедический словарь по металлургии

Расположение элементов литниковой системы в опоке - важнейший критерий для обеспечения качественного литья.

Объекты литья должны охлаждаться в первую очередь и поэтому должны быть размещены вне теплового центра опоки. Правильным считается их размещение на минимальном расстоянии от боковой поверхности опоки и её дна. На практике, обычно, необходимо выдерживать следующие расстояния: 4…5мм от боковой поверхности опоки и 4…5мм, соответственно, от её дна. Меньшие величины этих размеров ограничиваются механической прочностью материала опоки.

Литниковый канал (каналы) и коллектор должны охлаждаться в последнюю очередь и, следовательно, должны быть расположены максимально близко к термическому центру опоки. В идеальном случае, коллектор должен располагаться на середине высоты опоки, т.е. в зоне максимальной температуры (тепловой центр). При этом коллектор обеспечивает подпитку жидким расплавом объекты литья на стадии их кристаллизации, препятствуя их неконтролируемой усадке.
Исходя из вышеизложенных условий расположения коллектора определяется длина литниковых каналов. Следует помнить, что слишком длинные каналы увеличивают путь расплава, ухудшают его течение и увеличивают количество остаточного воздуха в форме. Всё вместе это приводит к повышению риска некачественного литья (например, непроливы наиболее тонких частей восковой модели).
При непосредственном питании отливки необходимо стремиться к тому, чтобы в тепловом центре опоки находился участок расхождения литниковых канолов к объектам литья.
Для получения предсказуемого, высококачественного литья близких по параметрам объектов необходимо учитывать плотность используемого сплава. Чем меньше его удельный вес, тем больше должен быть диаметр литниковых каналов.

Для получения предсказуемого, высококачественного литья особое внимание необходимо уделять выбору геометрических размеров элементов литниковой системы: литниковых каналов, коллектора, питателей. Этот выбор определяется многими факторами: типом литниковой системы (с непосредственным питанием отливки или с использованием литейного резервуара (коллектора)), размерами объектов литья, их видом и количеством.