Реферат на тему изготовление отливок в многократных формах
Обновлено: 30.06.2024
Название работы: Способы изготовления отливок. Изготовление отливок в песчаных формах. Ручная, машинная и вакуумная формовка
Предметная область: Производство и промышленные технологии
Описание: Основными способами изготовления отливок является литье в песчаные формы по выплавляемым моделям в оболочковые формы в кокиль под давлением и центробежное. Указанными способами можно изготовлять отливки в разовые формы литье в песчаные формы по выплавляемым моделям и в оболочковые формы и в металлические формы литье в кокиль под давлением и центробежное. Литейные формы изготовляют как из неметаллических материалов песчаные формы формы изготовляемые по выплавляемым моделям оболочковые формы для одноразового.
Дата добавления: 2013-11-18
Размер файла: 15.44 KB
Работу скачали: 13 чел.
15. Способы изготовления отливок. Изготовление отливок в песчаных формах. Ручная, машинная и вакуумная формовка.
Основными способами изготовления отливок является литье в песчаные формы, по выплавляемым моделям, в оболочковые формы, в кокиль, под давлением и центробежное. Указанными способами можно изготовлять отливки в разовые формы (литье в песчаные формы, по выплавляемым моделям и в оболочковые формы) и в металлические формы (литье в кокиль, под давлением и центробежное). Изготовление отливок в песчаных формах. Для изготовления отливок служит литейная форма, которая представляет собой систему элементов, образующих рабочую полость, при заливке которой расплавленным металлом формируется отливка . Литейные формы изготовляют как из неметаллических материалов (песчаные формы, формы изготовляемые по выплавляемым моделям, оболочковые формы) для одноразового использования, так и из металлов (кокили, изложницы для центробежного литья) для многократного использования. Литье в песчаные формы является самым распространенным способом изготовления отливок . Сущность литья в песчаные формы заключается в получении отливок из расплавленного металла, затвердевшего в формах, которые изготовлены из формовочных смесей путем уплотнения с использованием модельного комплекта. Литейную форму заливают расплавленным металлом через литниковую систему. Литниковая система совокупность каналов и резервуаров, по которым расплав поступает из разливочного ковша в полость формы. Основными элементами являются: литниковая чаша , которая служит для приема расплавленного металла и подачи его в форму; стояк вертикальный или наклонный канал для подачи металла из литниковой чаши в рабочую полость или к другим элементам; шлакоуловитель с помощью которого удерживается шлак и другие неметаллические примеси; питатель- один или несколько, через которые расплавленный металл подводится в полость литейной формы. Для вывода газов, контроля заполнения формы расплавленным металлом и питания отливки при ее затвердевании служат прибыли или выпор . Достоинствами системы являются: малый расход металла; конструкция проста и легко выполнима при изготовлении форм; подача расплава сверху обеспечивает благоприятное распределение температуры в залитой форме (температура увеличивается от нижней части к верхней), а следовательно, и благоприятные условия для направленной кристаллизации и питании отливки . Недостатки: падающая сверху струя может размыть песчаную форму, вызывая засоры; при разбрызгивании расплава возникает опасность его окисления и замешивания воздуха в поток с образованием оксидных включений; затрудняется улавливание шлака. Машинная формовка является в настоящее время основным способом изготовления литейных форм . При машинной формовке механизируются наиболее трудоемкие операции уплотнения формовочной смеси и извлечения модели из формы , а также ряд вспомогательных операций. В результате этого резко повышается производительность труда по сравнению с ручной формовкой , возрастает точность отливок по размерам и массе, облегчается труд, и улучшаются санитарно-гигиенические условия работы, сокращается производственный цикл изготовления отливки .Наиболее распространенным методом машинной формовки является уплотнение прессованием. Этот метод заключается в придании смеси определенной плотности посредством приложения регламентированного усилия, передаваемого через прессовую колодку. На практике используют как верхнее, так и нижнее прессование Выбор метода прессования определяется в зависимости от целого ряда технологических факторов. В ряде случаев прессование осуществляют одновременно с вибрационным воздействием. В результате этого смесь уплотняется равномернее, а процесс прессования происходит более эффективно и качественно. Ручная формовка является старейшим способом производства отливок . Она широко применяется в условиях мелкосерийного или индивидуального производства, при создании уникальных отливок . Использование для форм современных материалов позволяет получать высококачественные отливки практически любой степени сложности. Необходимо учитывать, что создание модели и подготовка к ручной формовке дорогостоящая операция. В стоимости отливки при ручной формовке заметную часть составляет стоимость модели. Для сокращения расходов, улучшения качества подготовки модели в настоящее время широко применяют специализированные системы автоматизированного проектирования. Вакуумная формовка процесс формования изделий из заготовок в виде пленки или листа, нагретых до температур, при которых полимер переходит в высокоэластическое состояние. Давление, необходимое для формования изделий, создается за счет разности давлений между наружным атмосферным давлением и разряжением, создаваемым в полости между листом и поверхностью формы (до 0,07-0,085 МПа). Основная особенность этого способа переработки полимеров заключается в том, что формование изделий осуществляется не из расплава, а из заготовок полимерного материала (листа, пленки), нагретых до размягченного состояния, которые затем приложенным усилием оформляются в изделия и затем охлаждаются при сохраняющемся усилии формования. Методом формования изготавливают изделия различной конфигурации, имеющие одинаковую толщину всех стенок (стаканчики, крышки, ячейки для упаковки конфет или медицинских инструментов и т.д.) Широко применяется вакуумформование для изготовления тонкостенных изделий (упаковочная тара и одноразовая посуда), когда литье под давлением неприменимо из-за малой толщины стенок.
Роль прогрессивных методов в изготовлении отливок для повышения производительности труда и снижения себестоимости в литейном производстве. Изготовление отливок в металлических многократных формах и специальные методы литья в металлическую форму.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | лекция |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 19.04.2011 |
| Размер файла | 16,8 K |
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Изготовление отливок в многократных формах
1. Понятие о литье в многократные формы
2. Изготовление отливок в металлических многократных формах
3. Специальные методы литья в металлическую форму
1. Понятие о литье в многократные формы
литейный отливка многократная металлическая форма
Для повышения производительности труда получения сырья и чистоты поверхности и снижения его себестоимости в литейном производстве большое развитие получили прогрессивные методы изготовления отливок.
2. Изготовление отливок в металлических многократных формах
Изготовление отливок в многократных формах (выдерживающих несколько сот или тысяч раз использования) имеет свои особенности:- их изготавливают, из металлов обладающих высокой жесткостью и прочностью, с точными размерами, малой шероховатостью и, как правило, сложной конструкцией;- интенсивность охлаждения отливок в металлических формах в 3-5 раз выше, чем в песчано-глинистых;- получаются отливки с повышенной точностью (с минимальными припусками на механическую обработку);- сокращается расход металла на литниковую систему;- сокращаются затраты на приготовление и использование смесей и на завершающие операции;- трудоемкость снижается на 40-50 %.Литье в металлические формы включает в себя литье в кокиль, литье под давлением (высоким и низким), жидкую штамповка (штамповка в период кристаллизации), литье вакуумным всасыванием, литье с направленно-последовательной кристаллизацией, литье выжиманием, центробежное, а также непрерывное и полунепрерывное литье, литье методом жидкой прокатки.
Сущность способа литья в кокиль заключается в получении отливок из расплавленного металла в металлических формах -- кокилях. Рабочая поверхность кокиля покрывают огнеупорными материалами и красками. Допуски на отливки в кокиль от 0,2 до 0,4 мм. Срок службы кокиля определяется материалом (температурой плавления) отливки. Для отливок из стали может доходить до 1000 шт.; из чугуна и меди - десятки тысяч; из сплавов алюминия и магния - сотни тысяч штук. По конструкции кокиль бывают неразъемные и разъемные. Разъемы могут быть горизонтальными и вертикальными. Для прочного соединения полу форм используют замки. Полости и каналы в полу формах образуют литую форму. При необходимости в кокиль вставляют металлические или песчано-глинистые стержни для обеспечения получения отверстий в полученной заготовке (отливке). Формирование отливки происходит в условиях интенсивного отвода теплоты от расплавленного металла и от затвердевающей и охлаждающейся отливки к массивному металлическому кокилю.
Литье в кокиль по сравнению с получением отливок в песчаных формах дает следующие качественные и количественные преимущества:
- повышение физико-механических и эксплуатационных свойств отливок;
- увеличение выхода использованного для изготовления отливок металла, т. е. отношения массы полученной отливки к залитому в форму расплаву;
- повышение размерной точности и качества поверхностей отливок;
- уменьшение допусков и припусков на механическую обработку;
- частичное или полное исключение формовочных материалов из производства;
- увеличение производительности труда и съема отливок с производственной площади;
- улучшение санитарно-гигиенических условий труда.
Недостатки литья в кокиль: высокая стоимость кокиля, сложность и трудоемкость его изготовления; ограниченная стойкость кокиля, измеряемая числом годных отливок, которые можно получить в данном кокиле, от стойкости кокиля зависит экономическая эффективность процесса; сложность получения отливок с поднутрениями, для выполнения которых необходимо усложнять конструкцию формы - делать дополнительные разъемы, использовать вставки, разъемные металлические или песчаные стержни; неподатливый кокиль приводит к появлению в отливках напряжений, а иногда к трещинам. Этот способ литья применяют, как правило в серийных и массовых производствах.
3. Специальные методы литья в металлическую форму
Металлические формы -- кокиль являются литейными формами многократного использования. Их изготавливают из стали, чугуна и алюминиевых сплавов.
По конструкции металлические формы бывают неразъемные (вытряхные) и разъемные. Вытряхные кокиль применяют для отливок, конструкция которых обеспечивает свободное удаление их из формы вместе с литниковой системой при повороте формы на 180°. Разъемные кокиль делают створчатыми, с горизонтальной плоскостью разъема и с вертикальной плоскостью разъема и более сложных конструкций.
Внутренняя полость кокиля (рабочая поверхность) оформляет наружную конфигурацию отливки. Отверстия, пазы и полости в отливке выполняются при помощи стержней -- обычных песчаных или металлических. При этом конструкция металлических стержней должна обеспечивать их свободное извлечение из формы после затвердевания отливки. Для того чтобы можно было извлечь сложный металлический стержень, его делают составным -- из трех частей.
Металлическая форма не обладает газопроницаемостью, поэтому конструкция формы должна обеспечивать удаление воздуха и газов при ее заливке. В форме наряду с выпорами предусматривают вентиляционные пробки (венты) и тонкие риски по плоскости разъема.
Металлическая форма неподатлива и оказывает сопротивление усадке отливки при затвердевании. Это затрудняет извлечение отливки из формы. Поэтому в кокилях часто предусматривают толкатели.
Перед заливкой в кокиль металла рабочую поверхность кокиля окрашивают тонким слоем огнеупорной краски. Краска защищает поверхность кокиля от непосредственного контакта с жидким металлом и тем самым уменьшает износ формы. Кроме того, толщиной слоя краски можно регулировать интенсивность охлаждения отливки, так как краска менее теплопроводна, чем металлический кокиль. Окраску производят несколько раз в смену.
Полости литниковой системы, прибылей, выпоров облицовывают теплоизоляционным материалом (например, асбестом) и окрашивают более толстым слоем краски. Металл в этих каналах будет затвердевать в последнюю очередь.
Стойкость металлической формы зависит от ее материала, температуры заливаемого сплава и массы отливки. Наименьшую стойкость имеют кокили при заливке стали 10--50 шт. при производстве крупных отливок и 400--600 шт. -- мелких. При литье алюминиевых, магниевых и цинковых сплавов в кокиле можно получить от нескольких тысяч до сотен тысяч отливок.
Металлические формы устанавливают на кокильных станках или механизированных кокильных машинах, которые имеют механический, пневматический или гидравлический приводы. Привод осуществляет закрывание, раскрывание, кантование кокиля, извлечение металлических стержней и выталкивание отливки.
Общий вид кокильной машины конструкции МВТУ им. Баумана. На раме установлены две стойки с пневмоцилиндрами. Неподвижная полу форма прикреплена к плите стойки, а подвижная полу форма смонтирована на стойке тележки, которая штоком передвигается по швеллерам-рельсам. Металлическая форма запирается пневморычажным механизмом. Отрыв кокиля и металлических стержней от отливки осуществляется усилителями. Выталкиватели устанавливают на плите, а стержни -- на плитах.
При крупносерийном и массовом выпуске отливок кокильные машины монтируют на карусельные установки или конвейеры.
Литье в металлические формы имеет следующие особенности. Скорость охлаждения отливки в кокиле в несколько раз выше, чем при литье в разовые формы. Поэтому отливки получаются более плотные, с мелкозернистой структурой, что повышает механические свойства сплавов. Однако при литье чугунных отливок высокая скорость охлаждения приводит к отбели поверхностного слоя отливки, для устранения которого необходима термическая обработка.
Повышенную интенсивность охлаждения металла в форме нужно учитывать при конструировании отливки и выборе сплавов (сплавы должны обладать хорошими литейными свойствами).
Точность размеров и чистота поверхности отливок при литье в кокиль выше, чем при литье в песчаные формы. Это позволяет в 2--3 раза снизить припуск на механическую обработку.
Литье в кокиль является производительным процессом, трудоемкость изготовления отливок в кокилях меньше, чем при литье в песчаные формы, условия труда лучше. Однако из-за высокой стоимости изготовления металлической формы литье в кокиль экономически целесообразно только в серийном и массовом производствах.
Разновидностью литья в кокиль является способ изготовления отливки в облицованных металлических формах. Внутренняя поверхность кокиля облицовывается тонкостенной оболочкой (3--5 мм) из песчано-смоляной смеси. Форма приобретает податливость и газопроницаемость. Кроме того, оболочка уменьшает отвод тепла от залитого металла, что позволяет получить чугунные отливки без отбели. Стойкость таких кокилей при заливке чугуна и стали значительно увеличивается.
Подобные документы
Технологические понятия в литейном производстве. Дефекты отливок, их получение в песчано-глинистых формах. Структура литниковой системы. Литье в оболочковые формы, в кокиль, по выплавляемым моделям. Основы центробежного литья. Литейные свойства сплавов.
контрольная работа [813,7 K], добавлен 20.08.2015
Использование литья в промышленности. Преимущества технологии центробежного литья. Точность и шероховатость поверхности отливок. Схемы центробежного литья. Оборудование и инструменты. Процесс заливки фасонных деталей в металлические формы на машинах.
реферат [1,1 M], добавлен 21.05.2012
Параметры, этапы проектирования, целесообразность и сущность типовой технологии литья в песчаные формы. Характеристика способов изготовления отливок и виды оборудования. Особенности термообработки отливок, определение их дефектов и способы устранения.
презентация [1,3 M], добавлен 18.10.2013
Область применения песчаных форм для получения стальных и чугунных отливок различной конфигурации и размеров в литейном цехе. Способы ручной формовки в опоках по моделям, подготовка формы к заливке. Классификация стержней и способы их изготовления.
отчет по практике [279,3 K], добавлен 03.11.2011
Описание техники литья зубопротезных деталей по выплавляемым моделям из моделировочного воска в формах из огнеупорного материала по моделям. Борьба с усадкой сплавов и восковых композиций. Технология изготовления форм. Операции по обработке отливок.
презентация [747,6 K], добавлен 16.04.2016
Материал отливки и его свойства. Состав формовочной смеси для мелких отливок. Припуски на механическую обработку. Конструирование литейной оснастки. Конструирование элементов литниковой системы. Изготовление форм, стержней, финишная обработка отливок.
курсовая работа [65,2 K], добавлен 21.10.2013
Общая характеристика предприятия. Политика в области качества. Анализ документов, регламентирующих изготовление продукции. Технологический процесс производства отливок фасонного литья. Метрологическое обеспечение, контроль технологии, дефектация.
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ………………………. 4
1 ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О СПОСОБЕ ЛИТЬЯ
ПО ВЫПЛАВЛЯЕМЫМ МОДЕЛЯМ…………………………………… 5
1.1 Сущность способа литья по выплавляемым моделям…………………. 5
1.2 Преимущества и недостатки. Область применения способа литья по выплавляемым моделям …………………………………………………. 6
2 ТЕХНОЛОГИЯ ЛИТЬЯ ПО ВЫПЛАВЛЯЕМЫМ МОДЕЛЯМ……… 8
2.1 Основные технологические операции литья по выплавляемым моделям…………………………………………………………………… 8
2.2 Технологическая оснастка, оборудование и материалы для литья по выплавляемым моделям ……………………………………………….. 11
2.2.1 Модельный литейный комплект………………………………………. 11
2.2.2 Модельные составы. Формовочные и стержневые смеси……………… 17
3 ОСНОВНЫЕ ДЕФЕКТЫ ОТЛИВОК, ПРИЧИНЫ И МЕРЫ ПО ИХ УСТРАНЕНИЮ…………………………………………………………… 22
ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………… 24
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК……………………………………. 25
Нет нужной работы в каталоге?
Сделайте индивидуальный заказ на нашем сервисе. Там эксперты помогают с учебой без посредников Разместите задание – сайт бесплатно отправит его исполнителя, и они предложат цены.
Цены ниже, чем в агентствах и у конкурентов
Вы работаете с экспертами напрямую. Поэтому стоимость работ приятно вас удивит
Бесплатные доработки и консультации
Исполнитель внесет нужные правки в работу по вашему требованию без доплат. Корректировки в максимально короткие сроки
Если работа вас не устроит – мы вернем 100% суммы заказа
Техподдержка 7 дней в неделю
Наши менеджеры всегда на связи и оперативно решат любую проблему
Строгий отбор экспертов
Требуются доработки?
Они включены в стоимость работы ![]()
Работы выполняют эксперты в своём деле. Они ценят свою репутацию, поэтому результат выполненной работы гарантирован
* Данная работа не является научным трудом, не является выпускной квалификационной работой и представляет собой результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала при самостоятельной подготовки учебных работ.
1 Характеристика сплава.
2 Анализ технологичности детали.
3 Выбор положения отливки в форме.
4 Плоскость разъема модели и формы.
5 Припуски на механическую обработку, формовочные уклоны, определение количества стержней, их границ и размеров знаков.
6 Технологические расчеты:
6.1 Расчёт прибылей.
6.2 Расчет литниково - питающей системы.
6.2.1 Расчёт времени заливки литейной формы.
6.2.2 Выбор типа литниковой системы и определение ее элементов .
6.2.3 Расчёт коэффициента расхода.
6.2.4 Расчёт минимального сечения элемента литниковой системы.
6.2.5 Расчёт минимальной длины шлакоуловителя, определение интервала
размеров и вида, удаляемых шлаковых включений.
6.2.6 Определение геометрических размеров элементов литниковой системы.
6.2 Расчет времени затвердевания и охлаждения отливки в форме.
6.3 Расчет нагружения формы.
6.4 Расчет нижней полуформы на прочность.
7 Выбор опок для изготовления литейной формы.
8 Расчет шихты и выбор плавильного агрегата.
9 Обоснованный выбор способа формовки и технологии изготовления стержней.
10 Выбор составов формовочных и стержневых смесей.
11 Описание технологических цепочек изготовления формы и стержней.
12 Режим ТО и описание структуры сплава до и после ТО.
13 Возможные виды брака и меры их предупреждения .
14 Список использованной литературы .
1. Спецификация №1 (на чертеж литейной формы)
2. Спецификация №2 (на модельную плиту)
3. Спецификация №3 (на стержневой ящик)
4. Технологические расчеты по литейной гидравлике
Введение
Значение литейного производства в народном хозяйстве чрезвычайно велико ; почти все машины и приборы имеют литейные детали.
Литье является одним из старейших способов, которым еще в древности пользовались для производства металлических изделий : в начале из меди и бронзы а затем из чугуна , а позже из стали и др. сплавов.
В 1868 году на Мальцевских заводах впервые были стальные фасонные отливки.
Основными процессами литейного производства являются : плавка металла, изготовление форм, заливка металла и охлаждение, выбивка, очистка, обрубка отливок, термическая обработка и контроль качества обработки.
Основной способ изготовления отливок - литье в песчаные формы, в который получают около 80% отливок. Однако точность и шероховатость поверхности отливок, полученных в песчаных формах, во многих случаях не удовлетворяют требованиям современного машиностроения.
Литейное производство позволяет получить заготовки сложной конфигурации с минимальными припусками на обработку резанием и с хорошими механическими свойствами. Технологический процесс изготовления механизирован и автоматизирован, что снижает стоимость литых заготовок. Достижения современной науки во многих случаях позволяют коренным образом изменить технологический процесс, резко увеличить новые высокопроизводительные машины и автоматы. Что в конечном счете помогает улучшить качество продукции и повысить эффективность производства.
1 Характеристика сплава
Кремний (Si) - 0,20-0,52
Марганец (Mn) – 0,4-0,90
Фосфор (P) - не более 0,04
Сера (S) - не более 0,045
Назначение - корпуса и обоймы турбомашин, станины прокатных станов, бабы паровых молотов, задвижки, вилки, кронштейны и другие детали, работающие под действием средних статических и динамических нагрузок. Сталь применяют в улучшенном состоянии и после поверхностного упрочнения ТВЧ..
Свариваемость - ограниченно свариваемая.
Склонность к отпускной способности - не склонна;
Флокеночувствительность - не чувствительна.
Предел кратковременной прочности ?в= 500 МПа
Предел текучести ?т = 280 МПа.
Ударная вязкость - 48 кДж/см 2
Относительное сужение – 25 %
Относительное удлинение – 15 %
Коэффициент теплопроводности – 53 В/(м*К)
Плотность материала – 7600 кг/м.куб.
Удельная теплоемкость материала – 470 Дж/(кг·град)
Удельное электросопротивления – 172 Ом*м
Линейная усадка 2,2 %.
2 Анализ технологичности отливки
Технологичной называют такую конструкцию изделия или со-
ставных ее элементов (деталей, узлов, механизмов), которая
обеспечивает заданные эксплуатационные свойства продукции и
позволяет при данной серийности изготовлять ее с наименьшими
затратами. Технологичная конструкция характеризуется просто-
той компоновки, совершенством форм. Конструкция отливки должна обеспечить удобство извлечения модели из формы, что достигается наименьшем количеством разъемов модели, отъемных частей и стержней. При наличии отклонений от указанных требований должен быть поставлен вопрос о внесении в конструкцию детали необходимых изменений.
3 Выбор положения отливки в форме.
Основной задачей при выборе положения отливки во время заливки, заключается в получении наиболее ответственных ее поверхностей без литейных дефектов.
Отливка "Основание" может изготавливаться разными способами.
Отливка может быть расположена вертикально с применения стержней (рис.1-б) и горизонтальное расположение с применением стержней (рис.1-а). При вертикальном расположении усложняется технология формовки, что является недостатком этого варианта изготовления. Выбираем вариант с горизонтальным расположением отливки в форме, так как выбранное положение должно обеспечить возможность проверки размеров полости формы при сборке, а также надежное крепление стержней и такое расположение благоприятствует питанию их металлом верхних прибылей, а также позволяет сократить расход формовочной смеси из-за уменьшения высоты формы, так как данное расположение обеспечивает малую высоту формы.
а) горизонтальное расположение б) вертикальное расположение
Выбрано положение а, так как оно наиболее технологично и рационально.
4 Выбор разъёма модели и формы
Поверхность соприкосновения верхней и нижней полуформ называется поверхностью разъема формы. Она необходима для извлечения модели из уплотненной формовочной смеси и установки стержней в форму.
Поверхность разъема может быть плоской и фасонной.
Выбор разъема формы определяет конструкцию и разъемы модели, необходимость применения стержней, величину формовочных уклонов, размер опок и т.д. При неправильном выборе поверхности разъема возможно искажение конфигурации отливки, неоправданное усложнение формовки, сборки.
- поверхность разъема формы и модели плоская, что наиболее рационально с точки зрения изготовления модельного комплекта;
- модель отливки не имеет отъемных частей;
- такое расположение обеспечивает простоту выемки модели из формы;
- форма и модель имеют одну поверхность разъема - плоскую горизонтальную, удобную для изготовления и сборки формы;
5 Припуски на механическую обработку, формовочные уклоны, определение количества стержней, их границ и знаков.
5.1 Припуски на механическую обработку
Припуски на механическую обработку даются на всех обрабатываемых поверхностях отливки. Величина припуска зависит от положения поверхности при отливке, способа формовки и чистоты обработки поверхности, а также от величины отливки и самой обрабатываемой поверхности.
При машинной формовке ввиду большей точности литья припуски на обработку даются меньшие, чем при ручной формовке. Наибольшие припуски предусматриваются для поверхностей, которые при заливке обращены вверх, так как они больше всего засоряются неметаллическими включениями.
Требования по точности отливки для всех сплавов регламентируется по ГОСТ 26645-85.
Технология литья в форму, или матрицу, основана на физическом свойстве жидкости затекать в твердые емкости, заполняя все их уголки. После этого жидкость застывает и образует твердую отливку, повторяющую все детали поверхности матрицы.
Методом литья получают самые разнообразные изделия из металлов, для этого их предварительно нагревают, доводя до температуры плавления и перехода в жидкое состояние. Этот способ обработки металлов был освоен человечеством в IV-III тысячелетии до н.э. Температура плавления самых применяемых человеком металлов — от 213 °C у олова до 1538 °C у железа.
Кроме металлов, путем литья получают изделия из различных пластмасс. Их температура плавления намного ниже — в диапазоне 200-300 °C.
Также литьем получают изделия из смесей неметаллических веществ, химически отвердевающих при комнатной температуре — это смолы и пластмассы, гипс и цемент.
Основные виды литья в формы
Виды литья делятся по различным признакам.
По возможности повторного использования различают однократные (песчаные, оболочковые, выплавляемые модели, газифицируемые модели) и многократные формы — кокили, цементные, графитовые и асбестовые. Однократная разбивается, чтобы извлечь изделие. Многократные бывают разборные и неразборные, и обеспечивают повторное литье в форму от десятков до тысяч раз.
Однократные формы Многократные формы
Традиционные методы литья, освоенные человечеством еще в древности — в песчаные формы и в кокиль.
Прогрессивные виды технологии, разработанные в прошлом веке и завоевавшие популярность сегодня:
- в оболочковые формы;
- по выплавляемым моделям;
- центробежное;
- под давлением;
- по газифицируемым моделям;
Литьё в оболочковые формы
Для литья металлов данным способом готовят состав из песка и порошкообразного связующего, чаще всего фенолформальдегидных смол.
Модель, или макет нагревают до 300 °C и обсыпают подготовленной смесью. За короткое время (около минуты) на поверхности макета запекается упрочненный слой. Излишки смеси убирают.
Иногда плакированную смесь задувают в промежуток между разогретой моделью и фигурной опокой. Следующий этап — обжиг при температуре 650 °C для окончательного набора прочности. После извлечения макета половинки матрицы соединяют вместе – и она готова к отливке. Для того чтобы матрица не деформировалась весом поступающего в нее расплава, ее окружают металлическим ящиком, который заполняют дробью. Дробь улучшает также и график остывания изделия.
Литьё в оболочковые формы
Основные преимущества метода:
- существенное снижение трудоемкости и времени подготовки формы по сравнению с литьем в землю
- контроль режима остывания изделия
- процесс поддается механизации
Данный вид заливки пригоден для изделий весом до 30 кг.
Литьё по выплавляемым моделям
Выплавляемые модели – пожалуй, самый дорогостоящий и трудоемкий вид литья металлов.
Его используют для особо ответственных видов изделий высокой точности — таких, например, как турбинные лопатки. Точный макет будущей детали выполняется из вещества с низкой температурой плавления, такого, как воск. В производстве используется смесь парафин-стеарин в равных частях. Для более крупных видов изделий в состав добавляют соли, препятствующие короблению макета. Потом путем погружения макет покрывают 5-12 слоями специальной жаростойкой суспензии. В качестве основы берут гидролизованные силикаты, жаростойкой обсыпкой являются зерна электрокорунда или кварца.
Отливки по выплавляемым моделям
Для сушки применяют шкафы, наполненные аммиачным газом. Далее форму нагревают, чтобы из нее вытек парафин. Остатки состава удаляют паром, подаваемым под высоким напором. Следующая фаза подготовки — прокаливание при температуре около 100 °C. Эту операцию проводят для избавления от остатков, способных к газификации. Заливка осуществляется в подогретые до 1000 °C матрицы. После охлаждения изделия по заданному графику в термостате, матрицу разбирают и достают деталь.
Основное преимущество этого вида заливки — высокая точность соблюдения размеров и качество поверхности.
- возможно изготовление продукции из сплавов, плохо поддающихся механической обработке
- Можно отливать детали, которые другими видами литья пришлось бы лить по частям и впоследствии соединять в единый узел
Недостатки – низкий коэффициент использования металла и чрезвычайно высокая трудоемкость.
Литье по газифицируемым моделям
Представляет собой развитие вида заливки в песчаные формы с применением ручной или машинной формовки. Суть данного вида в том, что макет делают не из дерева, а из легкоплавкого пластика, чаще всего вспененного полистирола.
Литье по газифицируемым моделям
Модель размещают в опоке, после чего проводят послойную формовку песчано-глиняной смесью с уплотнением. В верхней части формы создают литниковую систему. Расплав заливают прямо поверх модели, полистирол плавится и газифицируется, выходя через формовочные массы вместе с другими литьевыми газами.
Преимущества этого вида заливки:
- трудоемкость подготовки форм снижается многократно
- можно моделировать и отливать за один раз детали любой, даже самой сложной формы
- не нужны составные макеты и сложные составные формы.
- Доступны большие серии изделий — в этом случае макеты также отливаются.
ЛГМ-это современный вид литья, приобретающий все большую популярность среди металлургов.
Литье под давлением
Отличается от традиционного вида заливки тем, что расплав поступает в форму не под действием гравитации, а под влиянием избыточного давления, создаваемого в отливочной камере напором газа или поршнем. Тигель с расплавом, система его нагрева, формы и металлопровод помещены в герметичную камеру и представляют собой единый механизированный и автоматизированный комплекс.
Литье под давлением
По достижении требуемой температуры расплава в тигель опускается металлопровод, выполненный из тугоплавкого титанового сплава, и в камеру подается напор воздуха. Под его воздействием расплав поднимается в матрицу и заполняет ее. Автоматика поддерживает постоянное давление в камере, поскольку объем ее увеличивается по мере расходования металла. Далее вентиляционные насосы откачивают литьевые газы в систему очистки воздуха. При этом виде заливка проводится как в одноразовые песчаные формы, включая газифицируемые модели, так и в многократные: кокили, цементные, графитовые и асбестовые. По окончании заполнения формы остаток металла стекает из металлопровода обратно в тигель.
- Высокая степень автоматизации литейных операций
- Исключение ручного труда во вредных условиях
- Экологичность
- Высокий коэффициент использования металла.
- Сложность оборудования
- Размер отливки ограничен размером герметичной камеры.
Данный вид популярен в цветной металлургии для крупных партий небольших и средних деталей.
Центробежное литье
Используется при производстве изделий, имеющих форму вращения — втулок, шестерен и т.п. Литье проводится в металлическую матрицу, вращающуюся с большой скоростью.
Центробежная сила прижимает жидкий металл к внешней стенке, где он и кристаллизуется. Метод позволяет получить исключительно однородные отливки. Возможно создание и многослойных деталей. Слои заливаются один за другим.
Достоинства и недостатки литья в форму
Отливка в форму, как и любая технология, имеет свои плюсы и минусы.
- Точное повторение геометрии макета
- Производство изделий самой замысловатой геометрии
- Возможность изготовления большого количества идентичных деталей
- Низкая себестоимость продукции
- Высокая трудоемкость
- Тяжелые условия труда и вред для экологии
- Сложность автоматизации процессов, особенно подготовки сложных форм
- Неоднородность состава и плотности материала отливок.
Современные виды литья во многом снимают эти недостатки. Так, использование ЛГМ многократно снижает трудоемкость подготовки, литье под давлением повышает однородность изделий и автоматизирует процессы во вредных условиях труда, центробежное и интрузионное литье позволяет получить абсолютно однородные отливки. Металлурги постоянно разрабатывают новые разновидности известных методов литья и изобретают принципиально новые его виды.
Читайте также: