Виды специального литья

2 Виды специального литья

К видам специального литья относятся:

литье по выплавляемым моделям;

литье в кокиль;

литье под давлением;

центробежное литье.

1Литье в кокиль

Литье в кокиль представляет собой заполнение металлической формы под дей­ствием гравитационных сил и может использоваться многократно, рис.1.

Основными операциями технологического процесса являются:

* поверхность рабочей полости очищается и красится;

* после нанесения покрытия кокиль нагревается;

Рекомендуемые материалы

* устанавливаются стержни;

* соединяются обе половины;

* заливается расплав в кокиль;

* раскрывается кокиль, удаляется отливка;

* операции повторяются.

Преимущества и недостатки литья в кокиль

Преимущества:

· повышенная производительность труда на основе исключения трудоемких операций (смесеприготовление, формовка, очистка от пригара), снижаются расходы на оборудование, повышается в 2-3 раза производительность труда;

· повышается качество отливки, связанное с использованием металлической формы, увеличивается стабильность показателей качества, таких как механи­ческие свойства, структура. Плотность, шероховатость, точность размеров.

· улучшаются условия труда, снижается загрязнение окружающей среды;

· устраняется сложный для автоматизации процесс изготовления литейной формы;

Недостатки:

· высокая стоимость кокиля;

· ограниченная стойкость кокиля;

· сложность получения отливок с подребрениями, для выполнения которых не­обходимо усложнить конструкцию формы, использовать вставки со стерж­нями;

· влияние высокой скорости охлаждения не позволяет получать тонкостенные отливки, необходима термообработка отливок;

· жесткий кокиль приводит к возникновению в оливках напряжений;

Рациональная область применения: серийное и массовое производство

Схемы и устройства применяемых литейных машин

      Кокильные машины делятся на :

· универсальные (одно, двух, трех позиционные);

· карусельные;

· специальные.

Универсальные кокильные машины используются в условиях серийного про­изводства, их отличает высокая производительность и небольшие габариты.

Предназначены для получения отливок размерами от 250*200 до 1000*800 мм.   

Такие машины разделяются на следующие типы:

1. с вертикальным разъемом кокиля и одной подвижной плитой;

2. с вертикальным разъемом кокиля и двумя подвижными плитами;

3. с вертикальным разъемом кокиля и двумя подвижными плитами;

4. с двумя подвижными плитами.

Специальные машины служат для изготовления отливки или однотипных от­ливок, обычно 2...4 -х позиционные.

Карусельные машины можно также отнести к специальным. Благодаря со­вмещению операций отличаются высокой производительностью. Обычно имеют вертикальную ось вращения  карусели. Карусельная машина состоит из однопо­зиционных кокильных секций с самостоятельным приводом для закреп­ления и выталкивания отливок, смонтированных на столе карусели. Стол имеет непре­рывное или пульсирующее движение.

Поточные линии для литья в кокиль применяют в массовом и серийном про­изводстве отливок широкой номенклатуры. Обычно  они состоят из автоматизи­рованных комплексов.

Разработка чертежа кокильной отливки

Разработка чертежа производится по чертежу детали. При этом определяют расположение отливки в форме, место подвода расплава, припуски на механо­об­работку, технологические припуски и напуски, уклоны и допуски. Чертеж от­ливки в соответствии с ГОСТ 2.423-95.

Выбор расположения отливки в форме при литье в кокиль.

Основным условием для направленного затвердевания металла, удаления воз­духа и газов, извлечения отливок из кокиля, установки минимального коли­чества стержней является выбор положения отливки в форме. При этом пред­почти­тельно располагать цилиндрические отливки вертикально, плоские на ребро, ча­шеобразные, днищем вверх.

                                                                                                    

                                                                                                                               В

                                                                    МРФ                                                                                     

                                                                                                                                  МРФ

                                                                                                                                Н

                                                                                                                                              

                                  а                                                            б   

а-цилиндри­че­ская отливка;  б-плоская

 Рисунок 2 - Расположение отливки в форме при литье в кокиль

                                                                                               

Центробежное литье и литье под давлением

Центробежное литье- способ получения отливок, когда заполнение формы  происходит в поле действия центробежных сил.

Существует два варианта способа:

* с горизонтальной осью вращения;

* с вертикальной осью вращения

Главная особенность процесса формования отливок заключается в том, что за­полнение формы и затвердевание отливок происходит в поле сил превосхо­дящих силы гравитации. Давление развиваемое при  вращении расплава, спо­собствует проникновению  его в межкристаллитное пространство, что повы­шает плотность отливок. Свободная поверхность затвердевает в последнюю очередь, оставаясь геометрически правильной. Инородные частицы, газ. Шлак, имеющие меньшую плотность всплывают на свободную поверхность расплава, это приводит к необ­ходимости назначить большие припуски на обработку сво­бодных поверхностей отливок.

 При изготовлении отливок центробежным способом применяют различные литейные формы: металлические, песчаные, комбинированные, оболочковые.

Изложницы для центробежного литья так же как и для кокильного предвари­тельно пред заливкой расплава нагревают, на их рабочую поверхность наносят слой огнеупорного покрытия, предназначенный для регулирования скорости ох­лаждения отливки и защиты о расплава. Дозировка расплава при центробежном литье существенно влияет на точность массы и толщину стенок отливки.

Технологические возможности получения отливок общего назначения.

1 Литье чугунных втулок в металлических формах, D< 500 мм.

2 Литье втулок, колец, венцов из цветных сплавов. В металлических ,в ред­ком исключении песчаных формах.

3 Изготовление длинномерных и толстостенных цилиндрических полых за­го­товок. Изготавливаются из стали, чугуна, цветных сплавов, отливки имеют диа­метр до 1000мм, толщину стенки до 300 мм, длину до 8000 мм и массу до 60 т. Это изделия типа пустотелых валков бумагоделательных машин, деталей хими­ческих агрегатов, гильз крупных дизелей. Однослойные и многослойные трубы.

3     Изготовление специальных отливок. Биметаллические отливки можно из­го­тавливать способом центробежного армирования, наваркой расплава, после­до­вательной заливкой различных сплавов.

· Армирование отливок осуществляется заливкой жидким металлом отдель­ных металлических частей, выполненных из других материалов.

· Наварку жидкого металла осуществляют  путем заливки расплава внутрь за­ранее изготовленной и установленной в изложницу втулки.

· Последовательную заливку во вращающуюся форму двух металлов, второй из металлов начинает застывать, тогда заливается затвердевающий наруж­ный слой.

Машины центробежного литья

По назначению машины делятся на:

1. Универсальные.

2. Труболитейные.

3. Специального назначения.

Универсальные машины применяются для изготовления отливок общего на­значения. Труболитейные для получения стальных и чугунных труб большого диаметра. Специальные, для изготовления отливок массового производства та­ких как валки прокатных станов, барабаны бумагоделательных машин.

Существуют определенные требования к машинам. Они должны обеспечить:

* вращение формы с требуемой частотой;

* плавное изменение частоты вращения;

Машины имеют следующие основные узлы:

* привод вращения формы;

* приспособление для крепления;

* устройства введения и вывода заливочного лотка;

* механизм выталкивания отливок.

Особенности отливок центробежного литья

Отливки правильной цилиндрической формы могут быть получены вне зави­симости от дины при горизонтальной оси вращения формы. При наклоне оси вращения . свободная поверхность имеет форму параболоида вращения. От­ливки получаются разно стенные.

Фасонные отливки, изготавливаемые в различных формах получают на ма­ши­нах с вертикальной осью вращения.

Припуски на обработку наружных поверхностей составляют 2-12 мм, в зави­симости от толщины стенки, внутренней ~ l/d.

Литье под давлением

Способ литья под давлением заключается в том, что расплавленный металл заливается в камеру прессования машины, а затем под действием  поршня пере­мещается в этой камере и через литниковые каналы заполняет полость металли­ческой пресс формы. Затвердевает под давлением .образуя отливку. Форма за­полняется расплавом под действием сил , превосходящих гравитационные, а за­твердевание протекает под избыточным давлением.

Способ высокопроизводителен. Осуществляется на машинах .Имеет высокую  точность и малую толщину стенок, позволяет значительно экономить металл.

Особенности литья под давлением.

· изготавливаются точные отливки с толщиной стенки менее 1 мм, с чистой поверхностью;

· высокая скорость охлаждения вызывает дефекты отливок, такие как рако­вины, газо-воздушные пузыри, пористость;

· высокая теплопроводность способствует улучшению структуры;

· допрессовка позволяет получить высокие механические свойства;

Преимущества

Возможность получения отливок с толщиной стенки менее 1 мм;

Высокая точность, малая шероховатость.

Возможность устранения трудоемких операций и улучшения условий труда.

Недостатки

1. Габариты и вес ограничены мощностью машины

2. Высокая стоимость пресс-формы и ее малая стойкость.

3. Высокая трудоемкость выполнения отливок с полостями.

4. Наличие пористости.

5. Остаточные напряжения в отливках.

Процесс используется в крупносерийном производстве тонкостенных отли­вок с малыми припусками из цинковых и медных сплавов, в некоторых случаях из специальных сплавов и сталей.

Известен вариант литья под регулируемым давлением, представляющий про­цесс заполнения полости формы и затвердевания под действием избыточного давления воздуха или газа.

Конструкции пресс-форм

Пресс-формы представляют собой сложный и точный инструмент, состоящий из

нескольких рабочих полостей для получения отливки, стержня и вставки,( не­обходимых для получения отверстия в отливке) системы каналов для подвода расплава в рабочую полость, отвода воздуха, а также выталкивателей, каналов для охлаждения во время работы. Пресс форма состоит из двух частей подвиж­ной и неподвижной. Пресс формы для массового производства имеют упрощен­ную конструкции.

Литье по выплавляемым моделям

Используется неразъемная разовая модель по которой из жидкой формовоч­ной смеси изготавливается керамическая оболочковая форма ( перед заливкой расплава модель удаляется из формы выплавлением, выжиганием, растворе­нием, испарением).

Особенности

Перед заливкой форму нагревают до сравнительно высоких температур.

скорость отвода тепла мала, следовательно возможно получение слож­ных отливок с толщиной стенки S=0,8...2,0  со значительной площадью поверх­ности.

 2 малая скорость охлаждения приводит к появлению в центре толстостен­ных отливок (6...8 мм) раковин и рыхлот, укрупнению кристаллического строе­ния,(такая стенка твердеет хорошо).

3повышенная температура формы приводит к развитию процессов, приво­дящих к изменению структуры поверхностного слоя, появлению дефектов на поверхности, для:

n отливок из углеродистых сталей -окисление и обезуглероживание до 0,5 мм;

n отливок из нержавеющих сталей- следствие взаимодействия материала формы и отливки возникают точечные дефекты «питтинги»

Технологические возможности.

Возможность получать отливки сложной конфигурации, максимально при­ближенные к форме готовой детали практически из любых сплавов.

Припуски на  обработку резанием для отливок до 50 мм составляют 1,4 мм, до 500 мм-3,5 мм.

Преимущества:

любые сплавы, сложные формы;

* возможность создания сложных конструкций, соединение деталей в узел;

* экономически выгоден  в серийном и массовом производстве;

* снижение расхода материалов, улучшение условий труда;

 Недостатки

* сложный процесс изготовления формы;

* большая номенклатура материалов;

Если Вам понравилась эта лекция, то понравится и эта - 73 Основания постановления приговора, его виды, содержание и форма.

* сложность автоматизации.

Область использования

Труднообрабатывемые  материалы и сплавы;

Изготовление тонкостенных крупногабаритных отливок повышенной точности с целью снижения массы и повышения прочности;

Изготовление отливок повышенной точности из сплавов с особыми свой­ствами и структурой.

Находят применение в различных областях машиностроения и приборострое­ния , снижают себестоимость деталей на 20....40%.