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 - это система каналов и элементов литейной формы для подвода расплавленного металла в полость формы, обеспечения ее заполнения и питания отливки при затвердевании. В стальном литье применяют литниковую систему, состоящую в простейшем варианте из следующих элементов (рис. 7.7): литниковой воронки 1, стояка 2, зумпфа 3, литникового хода 4, питателя 5 и прибыли 7. В более сложных вариантах она может включать также обратный стояк 8, щелевой питатель 9 и выпор 10.
Литниковая воронка предназначена для приемки расплавленного металла из литейного ковша и направления его в стояк. Она имеет форму усеченного конуса с большим «основанием» наверху.
Стояк представляет собой вертикальный или наклонный канал для подачи расплавленного металла из литниковой воронки к другим элементам литниковой системы или непосредственно в полость формы.
Литниковый ход - это горизонтальный распределительный канал, предназначенный для подачи расплавленного металла из стояка к питателям. При разливке расплава по формам из поворотных ковшей литниковый ход кроме распределительной функции должен выполнять также роль шлакоуловителя.
Зумпф - это углубление под стояком, предназначенное для ослабления размывающего воздействия на форму падающей струи жидкого металла в начале заполнения стояка.
Питатель представляет собой канал для подвода расплавленного металла от литникового хода до полости литейной формы.
Выпор - это канал для вывода газов из формы и контроля заполнения ее расплавленным металлом. Его выполняют над верхней точкой полости отливки при отсутствии над ней прибыли, а также над закрытыми прибылями.
Прибыль как элемент литниковой системы рассмотрен в разделе 7.1.
Литниковая система дополнительно может содержать фильтр для очистки расплава от шлаковых и песчаных частиц, а также неметаллических включений. Фильтр представляет собой вставку из огнеупорного материала в виде сетки, слоя гранул, стержня с тонкими каналами или керамики со сквозными макропорами. Он обеспечивает грубую или тонкую очистку расплава в зависимости от размера фильтрующих каналов. Кроме того, фильтры оказывают дополнительное гидравлическое сопротивление и позволяют уменьшать скорость течения расплавленного металла по каналам литниковой системы.
Требования к литниковым системам
К литниковой системе предъявляют ряд требований, обусловленных необходимостью получения качественных отливок при наименьших затратах энергетических, материальных и трудовых ресурсов.
Литниковая система должна:
1) обеспечивать быстрое, но спокойное заполнение формы. Быстрое заполнение необходимо для обеспечения полноты заполнения формы. Медленное заполнение может быть причиной формирования в отливках таких дефектов, как недолив, неслитина и спай (из-за начала затвердевания расплава до полного заполнения формы), а также ужимины (в результате длительного воздействия теплового излучения жидкой стали на верхние стенки формы). Неспокойное заполнение формы также нежелательно, так как является причиной повышенной дефектности отливок по пленам и газовым раковинам (из-за захвата воздуха потоком жидкой стали) и засорам (из-за размыва стенок формы и стержня струей жидкого металла);
2) быть экономичной по расходу металла. В стальном литье на литниковую систему расходуется до 40-60 % заливаемого в литейную форму жидкого металла. Поэтому снижение расхода металла на литниковую систему является важным фактором уменьшения затрат на изготовление отливок;
3) быть технологичной, т. е. простой по конструкции, удобной для формовки, компактной (занимать мало места в форме) и легко отделяться от отливки;
4) обеспечивать очистку жидкого металла от шлаковых и песчаных частиц, а также неметаллических включений. При необходимости предотвращения попадания в отливку песчаных и шлаковых частиц литниковый ход выполняют как шлакоуловитель. А при необходимости обеспечения более высокой степени очистки жидкой стали применяют фильтры, которые устанавливают на стыке стояка с литниковым ходом или на стыках литникового хода с питателями;
5) способствовать последовательному затвердеванию различных частей отливки по направлению к прибыли. Для этого подвод металла к отливке осуществляют к массивной ее части и подальше от места размещения холодильников;
6) способствовать рассредоточению термических напряжений и не затруднять линейную усадку отливки. В противном случае концентрация внутренних напряжений может привести к образованию в отливках трещин;
7) обеспечивать удаление газов из стержней. Для этого она, прежде всего, не должна перекрывать вентиляционный канал в знаковой части стержня. В противном случае отливки будут поражены дефектами в виде газовых раковин.
Совокупность требований, обязательных для выполнения, определяется конструкцией отливок, а также уровнем и перечнем предъявляемых к ним требований. Отливки, к которым не предъявляют высоких требований, получают с выполнением минимального их количества. Соответственно отливки, к которым предъявляют повышенные требования, получают с выполнением максимального их количества. Так, выполнение трех первых требований актуально при изготовлении любых стальных отливок. Если к отливке предъявляются повышенные требования по загрязненности неметаллическими включениями, то к первым трем обязательно добавляется четвертое требование. Пятое требование необходимо выполнять во всех случаях изготовления отливок, когда в них возможно образование усадочных раковин и не допускаются усадочная пористость и рыхлота. Если отливка склонна к образованию трещин, то актуальным становится выполнение шестого требования.
Литниковая система устанавливается для обеспечения плавного и равномерного продвижения жидкого металла по каналам формы, а также является своеобразным фильтром для используемого расплава.
Подобная система, как правило, состоит из литниковой чаши (воронки), стояка, шлакоуловителя, питателей и прибылей.
Из разливочного ковша расплавленный металл наливают в литниковую чашу, или воронку, которая располагается в верхней части формы (рис. 166).
Рис. 166. Виды литниковых воронок: а – простая; б – в форме чаши.
Для изготовления небольших по размеру отливок из алюминия или чугуна в форме проделывают воронку (рис. 166, а). Для литья крупных изделий в форме создают чашу (рис. 166, б). Причем выступ на ее дне служит в качестве своеобразного шлакоуловителя.
Из литниковой чаши (или воронки) жидкий сплав попадает в стояк, обычно вертикально расположенный в верхней полуформе под углом 2–4° и имеющий коническую или цилиндрическую форму. Модели стояков лучше всего изготавливать из дерева.
Шлакоуловитель
Он является своеобразным передаточным звеном, откуда очищенный от шлаков сплав поступает к питателям. По внешнему виду шлакоуловитель представляет собой горизонтально расположенный канал.
Поскольку плотность жидкого металла и шлаков различна, последние быстрее всплывают на поверхность. В остывшем вязком сплаве этот процесс идет медленнее, и мелкие включения не успевают всплывать на поверхность. Поэтому очистку лучше проводить, пока металл еще не успел охладиться.
На рис. 167 представлены различные виды шлакоуловителей.
Рис. 167. Виды шлакоуловителей: а – обычный; б – с удержанием шлака в широком канале; в – с удержанием шлака в высоком канале.
Питатели
Питатели имеют обычно прямоугольную или трапециевидную форму. Они должны легко отделяться от полученного в процессе литья и затем охлажденного изделия. Питатели чаще всего делаются прямоугольной или трапециевидной формы, реже – полукруглой. Из них жидкий металл попадает непосредственно в полость формы.
В форме необходимо также расположить прибыли. При охлаждении некоторые металлы дают очень большую усадку, поэтому недостаток металла необходимо компенсировать. Для этого в верхних полуформах создают дополнительные каналы и полости, в которые заливается добавочный металл (рис. 168).
Рис. 168. Прибыли: а – полости для прибылей; б – каналы для выхода воздуха.
Холодильник
С помощью холодильников можно регулировать процессы охлаждения металла внутри формы. Различают внешние и внутренние холодильники.
Внешние холодильники располагают в различных местах формы: под фланцем отливки, под полкой, в углу стенки, сверху и в углах Т-образной стенки. Такие холодильники, как правило, вклеивают внутрь формы с помощью жидкого клея.
При литье крупных изделий отдельные части холодильника (шпильки, проволочную спираль или металлическую пластину) размещают внутри полости формы, причем при взаимодействии с жидким металлом такой внутренний холодильник должен полностью расплавиться.
Для выведения из полости лишнего воздуха и образующихся в процессе литья газов в форме делают выпоры – вертикально расположенные каналы, которые выходят наружу и в полость формы.
С этими же целями в полуформах с помощью длинных игл – душников – проделывают вентиляционые каналы.
Жеребейки
Для стержней при отливе необходимо установить дополнительные опоры – жеребейки, которые должны будут сплавиться с жидким металлом.
Жеребейки бывают самых разнообразных конфигураций. Они должны иметь гладкую и чистую поверхность.
При этом для литья из стали нужно использовать жеребейки из низкоуглеродистой стали, для литья чугунных изделий применяют чугунные жеребейки.
При изготовлении тонкостенных отливок (толщиной не более 10 мм) лучше всего использовать жеребейки из белой жести, а при литье крупных изделий применяют литые.
Из книги: Коршевер Н. Г. Работы по металлу
Как показывает практика, обычные литниковые системы в современном исполнении позволяют произвести окончательное формообразование готового изделия с четкими контурами. В некоторых случаях используются специальные конструкции, когда металл проходит длительную и сложную трансформацию. Такие агрегаты оснащены круговым коллектором, улучшающим условия заполнения.
Боковые модификации
Боковые литниковые системы оснащены питателями, которые располагаются под прямым углом к входному литнику. Такой тип часто используется в формах с одним и несколькими рабочими гнездами .
Питатель при подходе к рабочей полости имеет уменьшенную толщину, агрегирует с впускным элементом, сечение которого влияет на количество проходящего метала по полости формы. В питателях бокового типа сырье перемещается по плоскости разъема с последующим заполнением нижней части рабочей камеры. При этом происходит блокирование вентиляционных каналов, что затрудняет удаление воздуха. В связи с этим боковые литниковые системы наиболее эффективны при изготовлении неглубоких заготовок.
Если переместить полость в подвижную часть агрегата, поступающий под давлением металл также будет препятствовать удалению воздушных пузырьков из глубины. Стоит отметить, что при литье деталей с большими центральными стержнями, расположенными перпендикулярно, возможно появление ряда дефектов.
Особенности работы бокового литника
Размещение бокового питателя по касательной линии позволяет нивелировать лобовой удар и завихрения. Отливка имеет широкий элемент, который установлен перпендикулярно стержню, а также присутствуют крупные воздушные подключения. В итоге отсутствует воздушная пористость и встречные струи.
С касательными литниками наиболее качественно получается кольцевое литье, при условии, что ширина детали соразмерна с аналогичным показателем рабочего элемента. Нерационально использовать подобный механизм при отливе кольцевых заготовок со ступенчатым диаметром и сплошных деталей. Связано это с тем, что при вращении металла он завихряется, а это негативно влияет на заполнение центральной части, образуя в ней пробелы. Для решения проблемы применяют литник с более широким диаметром.
Расчет литниковой системы требует учета ширины впускного коллектора и его размещения. Эти факторы влияют на качество отливки. Стоит отметить, что при расположении литника возле широкой части заготовки металл будет поступать широкой струей , завихряясь и преждевременно заполняя вентиляционные гнезда . Если система смонтирована с узкой стороны детали, сырье будет течь по стенкам без существенного завихрения.
Литниковые системы центрального типа
Центральные вариации применяются для отливки плоских заготовок, у которых предусмотрено свободное центральное поле (рамы, кольца). Также они используются для выпуска коробчатых и цилиндрических деталей с открытой центральной полостью.
Подобная особенность конструкции позволяет смонтировать ходовой литник по центру оси с торцовой стороны. При этом может использоваться несколько питателей. Центральные отверстия применяются при производстве деталей с полостями, днище которых имеет отверстие. Через него пропускается стержень, трансформирующийся в рассекатель. Этот элемент может проходить строго по центру или со смещением, что дает возможность поместить форму в полости несимметрично к ходовому элементу.
Среди преимуществ центральных литниковых систем для литья под давлением отмечается следующее:
- Имеется возможность заполнения рабочей полости несколькими питателями без образования встречных струй металла.
- Конструкция имеет одинаковый температурный режим всех рабочих поверхностей, что обеспечивает исключение деформаций поверхности.
- Гарантируется существенное сокращение пути металла без добавочной струи из камеры сжатия.
- Обеспечивается равное направление поступления металла и извлечения воздуха.
Для корректной работы агрегата и устранения завихрений струя должна направляться параллельно центровому стержню и стенкам формы.
Применение центральных литников
Рассматриваемые приспособления применяются исключительно в формах с одним рабочим гнездом. Отливка тонкостенных заготовок требует монтажа нескольких питателей. Для работы с толстостенной деталью и слабой обтекаемостью достаточно будет одного элемента. Он устанавливается по касательной с впускным отсеком, что позволяет при поступлении металла с одной стороны максимально убрать воздушные примеси.
Обработка крупных заготовок коробчатой и корпусной конфигурации проводится с применением нескольких питателей центрального типа. Это позволяет обеспечить питание всех отдаленных участков рабочей полости, а также исключить возникновение сплошной струи, вызывающей расслаивание сырья. Суммарное значение питателей увеличивается, а плюсы центральной литьевой формы проявляются, если сечение входного элемента будет превышено настолько, чтобы обеспечить питание рабочей полости без возникновения перебоев струи жидкого металла на каждом питателе.
Прямые питатели
Центральные питатели без рассекателей используются для отливки конструкций, конфигурация которых не позволяет установку боковых аналогов. В данном случае элементы литниковой системы монтируются непосредственно на деталь, служат также в качестве питателя. Прямые модификации резонно применять для отлива толстостенных компактных заготовок, которые обрабатываются при малых скоростях питателями большого сечения.
Заполнение при работе в таких условиях не представляет особых трудностей. Основной упор делается на уплотнение металла итоговым давлением. Оптимальные результаты в процессе получаются тогда, когда нагрузка на сырье не убирается до периода открытия рабочей формы (камеры прессованного типа).
Модели с круговым коллектором
Подобные литниковые системы для стальных отливок применяются при невозможности обеспечения одним питателем достаточного заполнения всех удаленных частей рабочей камеры . Основное предназначение агрегата заключается в синхронном подводе металла по всем периферическим отсекам, после чего сырье попадает в трудно питаемые точки при помощи нескольких впускных элементов .
Такая конструкция уместна при наличии удаленных частей от литника, которые не вписываются в стандартные габаритные размеры . Кроме того, подобная конфигурация подходит для отливки решетчатых заготовок, которые при изготовлении встречают препятствия в связи с тонкостенной конструкцией. Особенно это важно, если возле отдаленных отсеков установлены стержни. При отливе решетки встреча двух струй в узких гнездах практически не испытывает вихревых препятствий, в отличие от аналогичного процесса в полостях большого объема .
Эксплуатация
Системы литья с круговым коллектором применяются для обработки зубчатых небольших колес с тонкими стенами, которые имеют широкий шаг и трибок . К каждому зубцу от коллектора подводятся питатели с малым сечением и толщиной около 0,5 мм.
Использование направленных питателей дает возможность вытеснить воздух из металла даже в труднодоступных и слабовентилируемых местах. Они оптимально подходят для выплавки заготовок коробчатой и корпусной конфигурации. Конструкция позволяет избежать возникновения лобовых ударов и излишнего завихрения.
Пресс-форма
Данный элемент литейного производства представляет собой сложное устройство для получения металлических, полимерных и резиновых изделий разных форм. Агрегат служит для литья разнообразной продукции под давлением от литьевых машин. Пресс-форма может быть нескольких типов:
- Механического типа.
- Полуавтомат или автомат.
- Стационарного и съемного монтажа.
- С горизонтальными и вертикальными плоскостями разъема .
Узел включает в себя неподвижную матрицу и активную часть. Формирующие полости этих деталей сконструированы обратным способом, что позволяет обеспечить требуемый отпечаток заготовки. Подвод сырья производится посредством литниковой системы, а регулировка температуры осуществляется при помощи воды, циркулирующей в контуре охлаждения.
Литниковые системы для стального литья
Для обеспечения заполнения за оптимальное время полости литейных форм в них должны быть выполнены соответствующие литниковые каналы, называемые литниковой системой. В простейшем варианте она включает литниковую воронку , стояк , зумпф , литниковый ход и питатель . Литниковая система дополнительно может содержать фильтр для очистки расплава от шлаковых и песчаных частиц, а также неметаллических включений. Она должна обеспечить получения качественных отливок при наименьших затратах энергетических, материальных и трудовых ресурсов.
Для этого литниковая система должна: 1) обеспечивать быстрое, но спокойное заполнение формы; 2) быть экономичной с точки зрения расхода металла; 3) быть технологичной, т.е. удобной для формовки, компактной и легко отделяемой от отливки; 4) предотвращать попадание в полость формы шлаковых и песчаных частиц, а также обеспечивать очистку жидкого металла от неметаллических включений; 5) способствовать последовательному затвердеванию различных частей отливки по направлению к прибыли; 6) способствовать рассредоточению термических напряжений и не затруднять линейную усадку отливки; 7) не препятствовать удалению газов из стержней.
В стальном литье применяют расширяющиеся литниковые системы или литниковые системы равного сечения. В расширяющихся литниковых системах суммарные площади сечения ее элементов последовательно увеличиваются от стояка к литниковому ходу и питателю, т.е. SF СТ < SF ЛХ < SF ПИТ. В таких литниковых системах скорость потока расплава в каналах постепенно снижается и жидкий металл поступает в полость формы спокойно, без разбрызгивания. При разливке стали из стопорных ковшей, когда струя расплава попадает в форму с большой скоростью, требование спокойного заполнения становится определяющим. Поэтому расширяющиеся литниковые системы применяют прежде всего при изготовлении крупного и большей части среднего стального литья. Однако, в этом случае возникает опасность неполного заполнения каналов литниковой системы, особенно литникового хода и питателей.
В литниковых системах равного сечения суммарные площади всех ее элементов одинаковы, т.е. SF СТ: SF ЛХ: SF ПИТ = 1: 1: 1. Их применяют в условиях стопорной разливки при производстве крупных стальных отливок, когда каналы литниковой системы выполняют с использованием составных нормализованных керамических изделий в виде воронок, трубок, тройников, звездочек и щелевых питателей. Применение керамических изделий предотвращает эрозионное разрушение формы. Однако, из-за их высокой стоимости, а также повышения трудоемкости изготовления форм литниковые системы равного сечения применяют в особых случаях, если другие варианты выполнения литниковых систем не обеспечивают получение отливки требуемого качества.
В стальном литье виду высокой склонности жидкого металла к окислению для предотвращения разбрызгивания струи и обеспечения спокойного заполнения формы применяют преимущественно литниковые системы с нижним подводом расплава –нижнебоковые или сифонные, ярусные, с обратным стояком.
Нижнебоковая и сифонная литниковые системы обеспечивают подачу расплавленного металла в полость литейной формы на уровне нижней части отливки, что создает благоприятные условия для спокойного заполнения формы. Применение их в стальном литье обусловлено прежде всего необходимостью предотвращения разбрызгивания струи расплава и ограничения его взаимодействия с воздухом из-за повышенной склонности жидкой стали к поверхностному окислению и пленообразованию. Но при таком подводе верхняя подприбыльная часть отливки заполняется более холодным металлом, чем нижняя. Последняя и охлаждается менее интенсивно, так как нижние слои формы успевают заметно прогреться к моменту окончания заливки. Вследствие этого нарушается ход направленного снизу вверх (к прибыли) последовательного затвердевания отливки. Поэтому такие литниковые системы могут применяться лишь при изготовлении отливок небольшой высоты.
Ярусная литниковая система обеспечивает подачу расплавленного металла в полость литейной формы на нескольких уровнях. Фактически она представляет собой сочетание нижне, средне- и верхнебоковой литниковых систем. При этом вначале она работает как нижнебоковая, а затем как среднебоковая и, наконец, как верхнебоковая литниковая система. Поэтому практически вся полость формы заполняется расплавом под затопленный уровень. При этом в верхнюю ее часть подводится наиболее горячий расплав. Вследствие этого ярусная литниковая система имеет преимущества всех боковых литниковых систем. Ее недостатками являются сложность конструкции и обусловленное этим увеличение расхода металла на литниковую систему, а также повышение трудоемкости формовки из-за необходимости выполнения разъма формы для каждого яруса. Однако, применение ярусных литниковых систем вполне оправдано при изготовлении крупных и уникальных отливок, поскольку другие типы литниковых систем не могут обеспечить эквивалентное сочетание качества отливок и экономичности их производства.
Литниковая система с обратным стояком , наряду с обычным (прямым), имеет дополнительный (обратный) стояк, связанный с первым сифонным подводом металла. При этом каналы литникового хода и питателей примыкают к обратному стояку. Такая литниковая система обеспечивает почти полную релаксацию кинетической энергии потока расплава, поэтому создается возможность спокойного заполнения формы, несмотря на высокие начальные скорости истечения струи из ковша. Литниковая система с обратным стояком обычно имеет ярусное распределение жидкого металла в форме. При изготовлении мелких стальных отливок на каждом ярусе размещают одну или группу отливок. При изготовлении крупных стальных отливок ярусные литниковые каналы обеспечивают спокойное заполнение одной отливки, но с благоприятным распределением температуры по высоте отливки, способствуя ее направленному затвердеванию.
Верхнебоковая литниковая система обеспечивает подачу расплавленного металла в полость литейной формы на уровне верхней части отливки. Она имеет такие же достоинства, что и верхняя литниковая система, но расплав попадает в полость формы не свободной, а каскадной струей, с меньшей кинетической энергией. Причем по мере уменьшения высоты отливки эти недостатки становятся все менее значимыми. Поэтому верхнебоковые литниковые системы применяют при изготовлении отливок высотой не более 100 мм.
Среднебоковая литниковая система обеспечивает подачу расплавленного металла в полость литейной формы на уровне средней по высоте части отливки. При этом полость формы, расположенная ниже уровня питателей, заполняется металлом как при верхнебоковой литниковой системе, а выше уровня питателей – как при нижнебоковой литниковой системе. Поэтому такая литниковая система сочетает достоинства и недостатки обоих типов литниковой системы, хотя и не в полной мере.
При выборе крнструкции литниковой системы необходимо придерживаться следующих правил:
1. Протяженность каналов литниковой системы должна быть короткой и жидкий металл необходимо подводить к полости формы кратчайшим путем. Для этого следует разместить отливки на плоскости разъема формы максимально плотно, но с соблюдением требуемых дистанций между отливками, отливками и элементами литниковой системы, между отливками или элементами и краем опоки (Табл. 2.5.6).
| Масса отливки, кг | Минимальное расстояние между элементами в литейной форме, мм | |||
| Моделью и верхом или низом опоки | Моделью и стенками опоки | Моделью и моделью | Моделью и литниковой системой | |
| До 10 | 40 - 50 | 30 – 40 | 30 – 40 | |
| > 10 до 50 | 60 – 70 | 40 – 50 | 50 - 60 | 30 – 40 |
| > 50 до 250 | 90 – 100 | 50 – 60 | 70 - 100 | 50 – 60 |
| > 250 до 1000 | 120 – 150 | 70 – 90 | ≥ 120 | 70 – 120 |
| > 1000 до 4000 | 200 – 275 | 100 – 150 | - | 150 – 225 |
| > 4000 до 10000 | 300 – 350 | 175 – 200 | - | |
| > 1000 | - |
Затем необходимо выбрать рациональную траекторию литникового хода. В частности, при изготовлении отливок, имеющих конфигурацию тел вращения и наружный диаметр не более 700 мм, наиболее рациональным является подвод металла в центральную часть отливки. При наружном диаметре в пределах 700-1000 мм металл к отливке необходимо подводить с внешней стороны отливки через подковообразный литниковый ход. При большем наружном диаметре отливок целесообразно применять комбинированный подвод металла – в центральную часть и с внешней стороны. Размещение литникового хода вдоль внешнего контура применяют также при изготовлении отливок коробчатого типа. При изготовлении в одной форме нескольких отливок желательно разместить их симметрично относительно литникового хода, а стояк – в центре ветвей литникового хода.
2. Поток металла, подводимый в полость формы, должен быть направлен вдоль стенки отливки или касательно (тангенциально) к ней , но никак не перпендикулярно к поверхности стержня или стенки формы. Для этого необходимо подводить металл в торцевые части плоских стенок отливки или касательно к средней оси сечения отливок тел вращения.
3. Подвод металла должен обеспечивать одностороннее движение металла в форме . При этом для отливок тел вращения односторонее движение должно трансформироваться во вращательное движение. Встречное движение потоков допускается, если их головные части затем сливаются в прибыль, выпор или другую вспомогательную емкость.
4. Не желательно размещать элементы литниковой системы вблизи знаков стержней (из-за ухудшения условия газоотвода из формы) и холодильников (из-за снижения эффективности их работы), а также жеребеек (из-за опасности их проплавления и обусловленного этим смещения стержня).
5. Подвод металла осуществляют в наиболее массивную часть отливки, если толщина ее стенок отличается незначительно, и, наоборот, металл подводят к тонким стенкам, если в отливке имеются стенки с существенно различающимися толщинами . Первая часть правила обусловлена необходимостью обеспечения направленного затвердевания отливки, поскольку при незначительной разнице в толщине ее стенок это является наиболее актуальной задачей. Вторая часть правила обусловлена необходимостью уменьшения градиента температур в различных частях отливки из-за опасности возникновения трещин. При сильно различающихся толщинах актуальной становится уже проблема снижения термических напряжений, поскольку условие направленного затвердевания выполняется заведомо. Причем при значительной разнице толщин рекомендуется, наряду с подводом металла в тонкие части, ускоренно охлаждать массивные части. Но соблюдая при этом условие обеспечения направленного к прибыли последовательного затвердевания отливки.
Если возможно технологически, то целесообразно применять литниковые системы, содержащие элементы нижнего или сифонного подвода металла, которые обеспечивают заполнение полости формы под затопленный уровень. В этом случае даже при применении расширяющехся литниковых систем литниковый ход и питатели оказываются всегда заполненными, как при применении сужающихся литниковых систем. Поэтому, при условии заполнения полости формы жидким металлом под затопленный уровень во всех случаях следует применять расширяющиеся литниковые системы. При этом соотношение площадей сечений элементов выдерживают в следующих пределах:
SF СТ: SF ЛХ: SF ПИТ = (1: 1,3: 1,5) ¸ (1: 1,5: 2) . (2.5.10)
При изготовлении крупных стальных отливок ответственного назначения каналы литниковой системы выполняют из огнеупорых трубок. При этом площади элементов литниковой системы принимают одинаковыми или кратными:
SF СТ: SF ЛХ: SF ПИТ = 1: 1: 1 или 1: 2: 2. (2.5.11)
Если по технологическим условиям не удается сконструировать литниковую систему с подводм жидкого металла в нижние горизонты отливки, а заливка осуществляется из поворотного ковша, то литниковую систему выполняют сужающейся. В этом случае литниковый ход выполняет роль шлакоуловителя. Такие ситуации могут возникать при изготовлении мелкого и частично среднего литья. При этом рекомендуют следующее соотношение площадей сечений элементов литниковой системы:
SF СТ: SF ЛХ: SF ПИТ = (1,1: 1,05: 1) ¸ (1,4: 1,2: 1). (2.5.12)
Для снижения скорости потока жидкого металла на входе в полость формы питатели выполняют в виде раструбов с увеличением площади выходного сечения в 1,2 – 1,3 раза.