-10-

Глава 2.ЛИТЬЕ В КОКИЛЬ. СУЩНОСТЬ ПРОЦЕССА. ОСНОВНЫЕ ОПЕРАЦИИ

2.2.КОКИЛИ


          В производстве используют кокили различных конструкций.
        Классификация конструкции кокилей.
        В зависимости от наличия поверхности разъема кокили бывают неразъемные (вытряхные) и разъемные.
        Неразъемные или вытряхные кокили (рис. 2.3) применяют в тех случаях, когда конструкция оливки позволяет удалить ее вместе с литниками из полости кокиля без его разъема. Обычно эти отливки имеют достаточно простую конфигурацию.


    Рис. 2.3. Вытряхной кокиль:
1 – песчаный стержень; 2 – металлическая форма; 3 – керамическая сетка (фильтровальная); 4 – керамическая втулка.

        Разъемные кокили. Расположение и количество разъемов кокиля обусловлено необходимостью реализовать рациональное положение отливки в нем при заливке, разместить технологические элементы (литниковую систему, прибыли и др.), собрать форму и извлечь из нее без разрушения готовую отливку конкретной конструкции. В свою очередь, разъемы кокиля предопределяют выбор кокильной машины с соответствующим количеством и расположением механизмов, которые обеспечивают перемещение подвижных частей кокиля при его сборке и разборке.
        Различают несколько типов кокилей, предназначенных для универсальных типов кокильных машин (Рис. 2.4.).
        Наиболее простой кокиль состоит из 2-х половинок, одна из которых подвижна. Кокиль может иметь вертикальную (Рис. 2.4. а) или горизонтальную (Рис. 2.4. б) плоскость разъема. При вертикальной плоскости элементы литниковой системы, расположенные в разъеме формы не препятствуют свободному извлечению отливки из кокиля. При горизонтальной плоскости разъема часто приходится вводить специальный песчаный стержень для оформления стояка и чаши, чтобы извлечь отливку (Рис. 2.5).






    Рис. 2.4. Типы кокилей для универсальных кокильных машин:
а - кокиль с вертикальной плоскостью разъема и одной подвижной половиной; б – кокиль с горизонтальной плоскостью разъема и одной подвижной половиной; в – кокиль с вертикальной плоскостью разъема и двумя подвижными половинами; г – кокиль с вертикальной плоскостью разъема, двумя подвижными половинами и поддоном; д – кокиль с вертикальной плоскостью
разъема, двумя подвижными половинами, поддоном и нижним металлическим стержнем; е – кокиль с вертикальным разъемом, двумя подвижными половинами, нижним и верхним металлическими стержнями; ж – кокиль с вертикальным разъемом, тремя подвижными частями, поддоном, нижним и верхним металлическими стержнями; 1 – неподвижная часть кокиля; 2 – подвижная часть кокиля; 3 – плита толкателей с толкателями; 4 – поддон; 5 – нижний металлический стержень; 6 – верхний металлический стержень.






    Рис. 2.5. кокиль с горизонтальным разъемом:
1 – песчаный стержень




        Извлечение отливки из кокиля в обоих случаях производят с помощью подвижной плиты толкателей, расположенных в подвижной или неподвижной части кокиля.
Следующий тип кокиля (Рис. 2.4.в) состоит из 2-х подвижных половинок с вертикальной плоскостью разъема. Плиты толкателей в этом случае могут быть как в одной, так и в двух половинках кокиля (Рис. 2.6).

























    Рис 2.6. Кокиль с вертикальной плоскостью разъема с унифицированными плитами толкателей:
1 – плиты толкателей.

        Далее идет последовательное усложнение конструкции кокиля: увеличение количества металлических частей, в том числе подвижных.
        Кокили (Рис. 2.4, г, д) состоят из двух подвижных половинок с вертикальной плоскостью разъема 1, 2 и поддоном 3. В поддон можно устанавливать песчаный (Рис. 2.7) или металлический (Рис. 2.1) стержень. В последнем случае в поддоне размещают механизм подрыва и удаления стержня.
        Конструкция кокиля (Рис. 2.4, е) дополнительно имеет подвижную часть верхнего металлического стержня 4. И, наконец, в самом сложном варианте  (Рис. 2.4, ж) к предыдущему типу добавляется еще одна торцевая подвижная часть кокиля.

















    Рис. 2.7. Кокиль с вертикальной плоскостью разъема и поддоном: 1 - поддон; 2 – вставка; 3 – половинка кокиля; 4 –песчаный стержень.

        Для кокилей с большим числом элементов, с более сложным их движением, а также для крупных кокилей проектируют специальные кокильные машины. В сложных кокилях могут быть дополнительные механизмы для извлечения стержней, аналогичные используемым в пресс-формах литья под давлением (См. раздел 3.3).
        Кокили со сложной (комбинированной) поверхностью разъема (рис.2.5) используют для изготовления отливок сложной конфигурации.
        По числу рабочих полостей (гнезд), определяющих возможность одновременного, с одной заливки, изготовления того или иного количества отливок, кокили разделяют на одно-местные (см. рис. 2.1) и многоместные (см. рис. 2.5).







    Рис. 2.8. Кокиль с воздушным охлаждением.

        В зависимости от способа охлаждения различают кокили с воздушным (естественным и принудительным), с жидкостным (водяным, масляным) и с комбинированным (водо-воздушным и т. д ) охлаждением. Воздушное охлаждение используют для малотеплонагруженных кокилей. Водяное охлаждение используют обычно для высоко теплонагруженных кокилей, а также для повышения скорости охлаждения отливки или ее отдельных частей. На рис. 2.8 представлен кокиль с воздушным охлаждением. Ребра на стенках кокиля увеличивают поверхность соприкосновения охладителя   воздуха — с кокилем и соответственно теплоотвод.  На рис. 2.9 представлен водоохлаждаемый кокиль для отливки барабана шахтной лебедки из высокопрочного чугуна. Вода подается раздельно в обе половины кокиля, нижнюю плиту и верхнюю крышку.














    Рис. 2.9. Водоохлаждаемый кокиль (а) и отливка (б):
1 – верхняя плита; 2 – песчаный стержень; 3 – питатель; 4 – поддон; 5 – труба охлаждения; 6 – кожух; 7 – половинка кокиля.


        Элементы конструкции кокилей.
        Кокиль, как и любая литейная форма— ответственный и точный инструмент. Технические требования к кокилям оговорены ГОСТами. Конструктивное исполнение основных элементов кокилей — полуформ, плит, металлических стержней, вставок — зависит от конфигурации отливки, и от особенностей установки кокиля на кокильную машину.
        К основным конструктивным элементам кокилей относят: формообразующие элементы — половины кокилей, нижние плиты (поддоны), вставки, стержни; конструктивные элементы — выталкиватели, плиты выталкивателей, системы нагрева и охлаждения кокиля и отдельных его частей, вентиляционную систему, центрирующие штыри и втулки.
        Корпус кокиля  или его половины выполняют коробчатыми, с ребрами жесткости. Ребра жесткости на тыльной, нерабочей стороне кокиля делают невысокими, толщиной 0,7…0,8 толщины стенки кокиля, сопрягая их галтелями с корпусом.
        Толщина стенки кокиля зависит от состава заливаемого сплава и его температуры, размеров и толщины стенки отливки, материала, из которого изготовляется кокиль, конструкции кокиля. Толщина стенки кокиля должна быть достаточной, чтобы обеспечить заданный режим охлаждения отливки, достаточную жесткость кокиля и минимальное его коробление при нагреве теплотой залитою расплава, стойкость против растрескивания. Методы определения необходимой толщины стенки кокиля рассмотрены в разделе 2.5.
        Размеры и конструкция частей кокиля должны позволять размещать и закреплять его на плитах кокильной машины.
        Стержни в кокилях могут быть песчаными и металлическими. Песчаные стержни для кокильных отливок должны обладать пониженной газотворностью и повышенной поверхностной прочностью. Первое требование обусловлено трудностями удаления газов из кокиля; второе — взаимодействием знаковых частей стержней с кокилем, в результате чего отдельные песчинки могут попасть в полость кокиля и образовать засоры в отливке. Стержневые смеси и технологические процессы изготовления песчаных стержней могут быть различными — сплошные и оболочковые стержни из холоднотвердеющих смесей и т. д. В любом случае использование песчаных стержней в кокилях вызывает необходимость организации дополнительной технологической линии для изготовления стержней в кокильном цехе. Однако, в конечном счете, использование кокилей в комбинации с песчаными стержнями в большинстве случаев оправдывает себя экономически.
        Металлические стержни применяют, когда это позволяют конструкция отливки и технологические свойства сплава. Использование металлических стержней дает возможность повысить скорость затвердевания отливки, сократить продолжительность цикла ее изготовления, в отдельных случаях повысить механические свойства и плотность (герметичность). Однако при использовании металлических стержней возрастают напряжения в отливках, увеличивается опасность появления в них трещин из-за затруднения усадки.


    Рис. 2.10. Металлические стержни в кокиле:
а – наружные металлические стержни (вкладыши);  б – стержень, оформляющий внутреннюю поверхность; в – разъемный металлический стержень;
1 – вкладыш; 2 – выступы на отливке; 3 – стержень; 4 – поддон; 5–7 – части стержня.

        Металлические стержни, выполняющие наружные поверхности отливки, называют вкладышами (рис. 2.10,  а). Вкладыши усложняют конструкцию кокиля, затрудняют механизацию и автоматизацию процесса. Металлические стержни, выполняющие отверстия и полости простых очертаний (рис. 2.10, б, см. рис. 2.1) до момента полного извлечения отливки «подрывают» для уменьшения усилия извлечения стержня. Полости более сложных очертаний выполняются разъемными (рис. 2.10, в) или металлическими стержнями, с более сложными механизмами для извлечения.
        Для надежного извлечения стержней из отливки они должны иметь уклоны 1…5°, хорошие направляющие во избежание перекосов, а также надежную фиксацию в форме.
        Во многих случаях металлические стержни делают водоохлаждаемыми изнутри. Водяное охлаждение стержня обычно включают после образования в отливке прочной корочки. При охлаждении размеры стержня сокращаются так, что между ним и отливкой образуется зазор, который уменьшает усилие извлечения стержня из отливки.
        Для извлечения стержней в кокилях предусматривают гидравлические, пневматические и другие механизмы. Конструкции этих устройств выполняют в соответствии с действующими ГОСТами.
        Вентиляционная система должна обеспечивать направленное вытеснение воздуха из кокиля расплавом. Для выхода воздуха используют открытые выпоры, зазоры по плоскости разъема и между подвижными частями (вставками, стержнями) кокиля и специальные вентиляционные каналы: по плоскости разъема делают газоотводные каналы 1 (см. Б — Б на рис. 2.11), направленные по возможности вверх. В местных углублениях формы при заполнении их расплавом могут образовываться воздушные мешки (см. В—В). В этих местах в стенке кокиля устанавливают вентиляционные пробки 2. При выборе места установки вентиляционных пробок необходимо учитывать последовательность заполнения формы расплавом.


    Рис. 2.11. Вентиляционная система кокиля:
                              1 – вентиляционные каналы; 2 – вентиляционная пробка.

          Центрирующие элементы — контрольные штыри и втулки — предназначены для точной фиксации половин кокиля при его сборке. Обычно их количество не превышает двух. Их располагают в диагонально расположенных углах кокиля.
        Запирающие механизмы предназначены для предотвращения раскрытия кокиля и исключения прорыва расплава по его разъему при заполнении, а также для обеспечения точности отливок.
        Закрытие и запирание кокилей, устанавливаемых на машинах, осуществляется пневматическим или гидравлическим приводом подвижной плиты машины.
        Системы нагрева и охлаждения предназначены для поддержания заданного температурного режима кокиля. Применяют электрический и газовый обогрев. Первый используется для общего нагрева кокиля, второй более удобен для общего и местного нагрева. Конструкции охлаждаемых кокилей рассмотрены выше.
        Удаление отливки из кокиля осуществляется специальными механизмами.  При раскрытии кокиля отливка должна оставаться в одной из его половин, желательно в подвижной, чтобы использовать ее движение для выталкивания отливки. Поэтому выполняют на одной стороне отливки меньшие, а на другой большие уклоны, специальные технологические приливы и предусматривают несимметричное расположение литниковой системы в кокиле (целиком в одной половине кокиля). При изготовлении крупных отливок должно быть обеспечено удаление отливки из обеих половин кокиля. Отливки из кокиля удаляются выталкивателями, которые располагают на неответственных поверхностях отливки или литниках равномерно по периметру отливки, чтобы не было перекоса и заклинивания ее в форме. Выталкиватели возвращаются в исходное положение пружинами (небольшие кокили) или контртолкателями.

        Материалы для кокилей.
        В процессе эксплуатации в кокиле возникают значительные термические напряжения вследствие чередующихся резких нагревов при заливке, затвердевании отливки и охлаждении, при раскрытии кокиля и извлечении отливки, нанесении на рабочую поверхность огнеупорного покрытия. Кроме знакопеременных термических напряжений под действием переменных температур в материале кокиля могут протекать структурные изменения, химические процессы. Поэтому материалы для кокиля, особенно для его частей, непосредственно соприкасающихся с расплавом, должны хорошо противостоять термической усталости, иметь высокие механические свойства и минимальные структурные превращения при температурах эксплуатации, обладать повышенной ростоустойчивостью и окалиностойкостью, иметь минимальную диффузию отдельных элементов при циклическом воздействии температур, хорошо обрабатываться, быть недефицитными и недорогими.
        Производственный опыт показывает, что для рабочих стенок кокилей достаточно полно указанным требованиям отвечают приведенные ниже материалы:
СЧ20, СЧ25.… кокили для мелких и средних отливок из алюминиевых, магниевых, медных сплавов, чугуна, кокили с воздушным и водовоздушным охлаждением.
ВЧ40, ВЧ45…  кокили для мелких, средних и крупных отливок из чугунов: серого, высокопрочного, ковкого, кокили с воздушным и водовоздушным охлаждением.
Стали 10, 20, Ст3, стали 15Л-11, 15ХМЛ… кокили для мелких, средних, крупных и особо крупных отливок из чугуна, стали, алюминиевых, магниевых, медных сплавов.
Медь и ее сплавы, легированные стали и сплавы с особыми свойствами - вставки для интенсивного охлаждения отдельных частей отливок; тонкостенные водоохлаждаемые кокили; массивные металлические стержни для отливок из различных сплавов.
АЛ9, АЛ11 . . . водоохлаждаемые кокили с анодированной поверхностью для мелких отливок из алюминиевых, медных сплавов.
        Наиболее широко для изготовления кокилей применяют серый и высокопрочный чугуны, так как эти материалы в достаточной мере удовлетворяют основным требованиям и сравнительно дешевы. Эти чугуны должны иметь ферритно-перлитную структуру. Графит в серых чугунах должен иметь форму мелких изолированных включений. В этих чугунах не допускается присутствие свободного цементита, так как при нагревах кокиля происходит распад цементита с изменением объема материала, в результате в кокиле возникают внутренние напряжения, способствующие короблению, образованию сетки разгара, снижению его стойкости. В состав таких чугунов для повышения их стойкости вводят до 1% никеля, меди, хрома, а содержание вредных примесей серы и фосфора должно быть минимальным. Например, для изготовления кокилей с высокой теплонагруженностью рекомендуется [15] серый чугун следующего химического состава, мас. %: 3,0…3,2 С; 1,3…1,5 Si; 0,6…0,8 Mn; 0,7…0,9 Cu; 0,3…0,7 Ni; 0,08…0,1 Ti; до 0,12 S; до 0,1 Р.

        Для изготовления кокилей используют низкоуглеродистые стали 10, 20, а также стали, легированные хромом и молибденом, например 15ХМЛ. Эти материалы обладают высокой пластичностью, поэтому хорошо сопротивляются растрескиванию при эксплуатации. Кокили для мелких отливок из алюминиевых сплавов иногда изготовляют из алюминиевых сплавов АЛ9 и АЛ11. Такие кокили анодируют, в результате чего на их рабочей поверхности образуется тугоплавкая (температура плавления около 2000 0C) износостойкая пленка окислов алю-миния толщиной до 0,4 мм. Высокая теплопроводность алюминиевых стенок кокиля способствует быстрому отводу теплоты от отливки.
        Эти кокили обычно делают водоохлаждаемыми. Медь также часто используют для изготовления рабочих стенок водоохлаждаемых кокилей. Из меди делают отдельные вставки, вкладыши в местах, где необходимо ускорять теплоотвод от отливки и тем самым управлять процессом ее затвердевания.
        Стержни простой конфигурации изготовляют из конструкционных углеродистых сталей, а сложной конфигурации — из легированных сталей, для прочих деталей — осей, валов, болтов и т. д.— используют конструкционные стали (табл. 2.1).

    Таблица 2.1 Материалы для изготовления деталей кокиля
Детали кокиля
 Условия работы
 Материал
Стержни, штыри, обратные толкатели, тяги
 Соприкасаются с жидким металлом,
работают на истирание

 Сталь 45
30ХГС,
35ХГСА,
35ХНМ,
Стержни, вставки, выталкиватели с резкими переходами в сечениях
 Оформляют глубокие полости отливок и на-ходятся под действием высоких температур
 4Х5МФС

Выталкиватели

 Испытывают ударные нагрузки
 У8А;У10А
Оси, валы эксцентрики
 Работают на истирание
 Сталь 25*
*Подвергают цементации

        Изготовление кокилей.
        Кокили небольших размеров для мелких отливок из алюминиевых, магниевых, цинковых, оловянных сплавов изготовляют литыми из чугуна, а также часто из стальных поковок обработкой резанием с электрофизической и электрохимической обработкой рабочих полостей. Более крупные кокили выполняют литыми. При отливке рабочих стенок кокилей особое внимание обращают на то, чтобы заготовки не имели внутренних напряжений, что обеспечивается технологией литья, а также снижением уровня остаточных напряжении соответствующей термической обработкой.
        Желательно выполнять литую заготовку кокиля такой, чтобы не требовалось обработки резанием рабочих полостей, в крайнем случае, производилась бы их зачистка. Это обеспечивает снижение стоимости кокиля и повышение стойкости рабочей поверхности к появлению сетки разгарных трещин при эксплуатации.
        Однако решить эту задачу трудно, особенно если конфигурация рабочей полости сложная поэтому литые необработанные кокили применяют для отливок несложной конфигурации. Рабочую полость кокиля выполняют стержнями, которые для получения чистой поверхности кокиля, без пригара, обязательно окрашивают или натирают противопригарными пастами. Без окраски используют лишь стержни из  цирконовых песков.
        Для получения литых кокилей из стали используют СО2 — процесс, а также керамические формы, изготовляемые по постоянным моделям [13]. Последний способ позволяет получать рабочие полости кокилей сложной конфигурации с высокой точностью. Точность размеров рабочих полостей в этом случае достигает 9…14-го класса, а шероховатость поверхности Rz= 40…10 мкм. Использование керамических форм для изготовления рабочих стенок кокилей позволяет снизить объем обработки резанием на 50…60%.
        Литые заготовки стальных кокилей после отливки подвергают термической обработке — нормализации.
        Для стабилизации размеров и формы стальные кокили перед окончательной обработкой резанием подвергают старению по режиму нагрев до 500…600 0C, выдержка 2 ч на каждые 25 мм толщины стенки, охлаждение с печью до 200…300 0C  и далее на воздyxe. Используют также тренировку  циклическую термическую обработку: в печь, нагретую до 900 0C, помещают кокиль и нагревают до 300 0C, затем охлаждают обдувкой воздуха. Этот цикл повторяют 3…4 раза. Термическую обработку стальных водоохлаждаемых кокили проводят после приварки к ним кожухов и коробок для подачи жидкости, так как при сварке в конструкции неизбежно возникнут внутренние напряжения, которые могут привести к короблению кокиля при эксплуатации. Старение и циклическую термообработку по указанным режимам используют также и для чугунных заготовок кокилей.

        Стойкость кокилей и пути ее повышения.
        Стойкость кокилей измеряется числом отливок требуемого качества, полученных в данном кокиле до выхода его из строя.
        Приблизительная стойкость кокилей приведена в таблице 2.2.
        Увеличение стойкости кокиля при литье чугуна, стали, медных сплавов позволяет повысить эффективность производств отливок благодаря снижению затрат на изготовление кокиля, расширить область применения  технологического процесса.

    Таблица 2.2 Приблизительная стойкость кокилей

Заливаемый сплав

Отливки

Материл кокиля

Стойкость кокиля

 

(число отливок)

Сталь

 Мелкие

 Средние

 Крупные

 Очень крупные

Чугун

 400…600

 100…300

 50…100

 10…50

Чугун

 Мелкие

 Средние

 Крупные

 Крупные

Чугун

 

 

Сталь 15Л

 1000…8000

 1000…3000

 200…1000

 400…1000

Мелкие

Средние

Медные сплавы

3000…10000

 3000…8000

Медные

Мелкие

Средние

Чугун

1000…10000

1000…8000

Мелкие

Средние

Сталь

1000…1500

 500… 3000

Алюминиевые,

магниевые,

цинковые

Мелкие

Средние

Крупные

Чугун

Сотни тысяч

 Десятки тысяч

 Несколько тысяч


        Основной причиной разрушения кокиля являются сложные термохимические процессы, вызываемые неравномерным циклическим нагревом и охлаждением рабочей стенки кокиля во всех трех се измерениях (по толщине, длине, ширине). Эго приводит к появлению неоднородного, изменяющегося с изменением температуры поля напряжений в стенке кокиля, вызывающего ее упругие и пластические деформации. Последние приводят к остаточным деформациям и напряжениям. Теоретически показано, что в поверхностном слое кокиля нереализованная термическая деформация обычно в 2 раза превосходит деформацию, соответствующую пределу текучести материалов при определенной температуре.
        Поэтому в каждом цикле нагружения (заливка — удаление отливки) деформация сжатия сменяется деформацией растяжения, что приводит к термической усталости материала кокиля. Термические напряжения возникают также вследствие структурных превращений и роста зерна материала кокиля, протекающих тем интенсивнее, чем выше температypa его нагрева.
        Способность кокиля выдерживать термические напряжения зависит or механических свойств его материала при температурах работы кокиля. Эти свойства резко снижаются при нагреве. Например, предел текучести стали 15 при нагреве до 600 0C  уменьшается в 3 раза.
        Уровень возникающих в кокиле напряжений зависит также от конструкции кокиля—толщины его стенки, конструкции ребер жесткости и т. д. Например, тонкие ребра жесткости большой высоты приводят к появлению трещин на рабочей поверхности кокиля, а низкие ребра могут не обеспечить жесткость кокиля и привести к короблению.
        Стойкость кокилей обеспечивается конструктивными, технологическими и эксплуатационными методами.
        Конструктивные методы основаны на правильном выборе материалов для кокилей в зависимости от преобладающего вида разрушения, разработке рациональной конструкции кокиля.
        Термические напряжения, приводящие к снижению стойкости кокиля, являются следствием нереализованной термической деформации: менее нагретые части кокиля (слои рабочей стенки, прилегающие к внешней нерабочей поверхности, ребра жесткости) препятствуют расширению нагревающейся металлом отливки части кокиля. Уменьшить напряжения возможно, если термическая деформация нагретой части происходит беспрепятственно. Этого можно достичь, если расчленить рабочую стенку кокиля на отдельные элементы в продольном (рис. 2.12, а) или поперечном направлениях. Тогда вследствие зазоров между элементами кокиля каждый из них при нагреве расширяется свободно.




    Рис. 2.12. Кокиль с расчленением стенок:
а - кокиль с составными стенками; б – кокиль с вставками; 1 – вставки; 2 – корпус кокиля.

        Для повышения стойкости кокилей используют сменные вставки, оформляющие рабочую полость кокиля (рис. 2 12, б).
        Благодаря зазорам между корпусом 2 и вставкой термическая деформация вставки протекает свободно, возникающие в ней напряжения снижаются, стойкость кокиля возрастает.
        Наиболее эффективно использование сменных вставок в многоместных кокилях.
        Технологические методы направлены на повышение стойкости поверхностного слоя рабочей полости, имеющего наибольшую температуру при работе кокиля. Для этого используют поверхностное легирование, алитирование, силицирование, термическую обработку различных видов, наплавку, напыление на рабочую поверхность материалов, повышающих стойкость кокиля.
       Каждый из этих способов предназначен для повышения стойкости кокиля к разрушениям определенного вида.






        Эксплуатационные методы повышения стойкости кокилей основаны на строгой регламентации температурного режима кокиля, зависящего от необходимых температур кокиля перед заливкой и заливаемого металла, состава, свойств и состояния огнеупорного покрытия на его рабочей поверхности, темпа (частоты заливок) работы кокиля. Перед заливкой кокиль нагревают или охлаждают (если он был перегрет) до оптимальной для данного сплава и отливки температуры Тф (см. табл. 2.4). Начальная температура Тф кокиля зависит от темпа работы кокиля (рис. 2.13). При повышении темпа работы сокращается продолжительность tц цикла, в основном вследствие уменьшения времени tп от удаления отливки из кокиля до следующей заливки. Это приводит к тому, что в момент заливки кокиль имеет температуру несколько выше требуемой (рис. 2.13, а). С увеличением Тф кокиля уменьшается разность температур Тф=Тзал - Тф и соответственно уменьшаются напряжения в кокилях из упруго-пластических материалов. Вместе с тем повышение Тф способствует интенсификации коррозии, структурных превращений и других процессов в материале кокиля, что снижает его стойкость.


    Рис. 2.13. Зависимость температуры кокиля от темпа работы:
а – кокиль нагревается; б – кокиль охлаждается.

        При уменьшении темпа работы (рис. 2.13,б) продолжительность цикла возрастает. Это приведет к тому, что перед очередной заливкой температура Тф будет ниже заданной, соответственно возрастет разность температур Тф и увеличатся напряжения в кокиле, его стойкость понизится. Производственные данные показывают (рис. 2.14), что для данного конкретного кокиля существует оптимальный темп работы m, при котором стойкость его kзал наибольшая.





    Рис. 2.14. Зависимость стойкости “К” кокиля от темпа работы “m”.

        На стойкость кокиля оказывает влияние температура заливаемого металла Тзал. Повышение температуры металла выше требуемой по технологии для данной отливки приводит к снижению стойкости кокиля. Одновременно может  ухудшиться качество отливки — появятся усадочные раковины, рыхлоты, трещины.
        Долговечность кокиля может быть повышена при надлежащем уходе за ним при эксплуатации. Это обеспечивается системой планово-предупредительного ремонта (ППР).


-10-