Поскольку отливки из нержавеющей стали остывают и затвердевают в металлических формах быстрее, чем в песчаных, а металлические формы не обладают достаточной гибкостью, напряжение, возникающее в отливке при литье в металлические формы, выше, чем при литье в песчаные формы. Это приводит к большей склонности к растрескиванию и повышает вероятность возникновения таких дефектов, как неполное заполнение, холодные спайки и белый чугун (для чугунных отливок). В целом:
(1) Для предотвращения неполного заполнения формы и холодного припоя при литье из нержавеющей стали следует учитывать следующие конструктивные особенности: А. Форма отливки должна быть максимально обтекаемой, избегая острых углов и резких изменений формы, чтобы облегчить течение расплавленного металла; Б. Толщина стенок отливки должна быть соответствующей и не слишком тонкой, особенно при больших габаритах отливки; В. Следует избегать больших горизонтальных поверхностей, поскольку они замедляют подъем расплавленного металла во время заливки, а большая площадь контакта с воздухом способствует окислению. В то же время, из-за быстрого теплоотвода в металлической форме, расплавленный металл быстро теряет свою текучесть, что может легко привести к таким дефектам, как неполное заполнение формы, холодный припой и шлаковые включения.
(2) Для предотвращения образования трещин в отливках из нержавеющей стали следует учитывать следующие конструктивные особенности: А. Для усиления более слабых частей конструкции и предотвращения образования трещин в отливке следует предусмотреть ребра, выступы и т. д.; Б. При размещении усиливающих ребер на отливке следует также учитывать влияние на усадку отливки; В. Выступающие элементы, такие как выступы, ребра и фланцы, препятствующие свободной усадке отливки, следует свести к минимуму; Г. Требования к равномерной толщине стенок, плавному переходу и соединению между стенками, а также соответствующим закругленным углам должны быть строже, чем для литья в песчаные формы; Д. Вертикально соединенные стенки следует заменить наклонными соединениями.
При проектировании основных конструктивных элементов и выборе их параметров для литья из нержавеющей стали следует также учитывать следующее:
(1) Для предотвращения образования белого чугуна в деталях из серого чугуна, помимо мер, принимаемых в технологическом плане, толщина стенок не должна быть слишком малой. (Некоторые данные указывают, что при толщине стенки более 15 мм углы отливок, изготовленных методом литья в металлические формы, должны быть закруглены. Для отливок из алюминиевых и магниевых сплавов закругление отливки должно быть не менее 3-4 мм. Для отливок из чугуна, литой стали и медных сплавов закругление отливки можно выбрать из таблицы 1.1-32.)
(2) Поскольку металлическая форма и стержень негибкие, для облегчения извлечения отливок и извлечения из форм угол уклона отливки в металлической форме должен быть соответственно больше, чем в песчаной форме, обычно на 301Т3Т-501Т3Т больше. Следует отметить, что угол уклона отливки зависит от типа сплава и высоты стенки, а также от положения поверхности отливки. Для поверхностей отливки, которые склонны отделяться от металлической формы при охлаждении и усадке отливки, можно использовать меньший угол уклона, тогда как для поверхностей отливки, которые склонны прижиматься к металлической форме при усадке отливки, следует использовать больший угол уклона. Угол уклона отливки из нержавеющей стали различных сплавов;
(3) Поскольку металлические формы быстро рассеивают тепло, минимальная толщина стенок отливок из нержавеющей стали должна быть больше, чем у отливок из песчаных форм. Минимальная толщина стенок различных литейных сплавов и отливок разных размеров также имеет важное значение. (4) Толщина внутренней стенки и внутренних ребер отливки, как правило, должна составлять 0,6-0,7 от толщины соединенной с ней внешней стенки. В противном случае, поскольку внутренняя стенка (ребра) остывает медленно, при усадке отливки в месте соединения внутренней и внешней стенок могут возникнуть трещины.
При проектировании отливок из нержавеющей стали сложной формы, если производственный процесс сопряжен со значительными трудностями, форму отливки следует максимально упростить, а конструкцию модифицировать таким образом, чтобы облегчить ее извлечение из формы, не влияя при этом на ее пригодность к использованию.
