korotkih (Коротких М. Т. - Технология конструкционных материалов и материаловедение - учебное пособие.), страница 10

Передзаливкой металла форма устанавливается в ящик и засыпается песком (11).Рис.4.5Преимуществом данного вида литья является возможность получениячрезвычайно сложных по форме отливок (например, турбинных лопаток). Таккак форма может быть получена из любой жаропрочной керамики, то нетограничений по температуре плавлениязаливаемого металла. Высокаяточность и низкаяшероховатостьповерхности получаемых изделийобеспечивается применением тонкодисперсных материалов для изготовлениякерамической формы. В основном применяется для отливки изделий из стали,жаропрочных сплавов (детали двигателестроения, турбин и т.д..). Метод непозволяет получать крупногабаритные изделия, хотя в художественном литьевозможности метода при создании уникальных изделий неограничены.

В этомслучае модель (восковку) изготавливает художник вручную.4.2.5 Литье под давлениемНаиболее точный метод литья, обеспечивающий получение отливок, вомногих случаях не требующих дополнительной механической обработки,являетсялитье под давлением. В этом случае расплавленый металлвпрыскивается в форму и застывает под давлением от 20 до 1000 ати, чтообеспечивает получение низкой пористости металла (рис.4.6). Однако стенкиформы подвергаются чрезвычайно высоким тепловым нагрузкам, поэтому впрессформах из сталей отливают таким методом сплавы на основе алюминия,цинка, меди.

Литье стали таким методом возможно только в формы,выполненные из жаропрочных сплавов на основе молибдена. Трудностиизготовления формы, ее высокая стоимость делают рациональным применениеэтогоспособав серийном - массовом производстве, Обычно этометаллические детали бытовой техники (замки, ручки дверей и окон, деталиавтомобилей, шасси радиоэлектронной аппаратуры и т.д.).Рис.4.6Сравнительные характеристики различных методов литьяТаблица 4.1СпособлитьяМатериалотливокФорма и размерыЛитье впесчаноглинистыеформыЧугун,сталь,редко –цветныеметаллыТо жеКрупнога–баритные,сложной формыЛитье вМасса менее 1т,Точность(квалитеты)шероховатость(Rz,мкм)Грубее 14 кв.,Rz>300То жеОбластипримененияВсе отраслимашиностроения, от массового доединичногопроизводстваСерийное иоболочковыеформыЛитье вкокильразмеры и формаограниче-ныАлюминиевые имедныесплавыЛитье под Алюминидавлением евые,цинковые,режемедныесплавыЛитье поСталь,выплавля- спец.емымСплавы,моделяммедныесплавымассовоепроизводствоМасса до 250 кг,форма ограничена условиямиизвлеченияотливки изкокиляМасса до 200кг,форма ограничена условиямираскрытияпрессфор-мы12…14 кв,Rz >40Серийное имассовоепроизводство7…12 кв.,Rz=0,63…40Крупносерийноеи массовоепроизводствоФорма неограниче- на,масса до 10кг, вхудож.

литье неограниче-на10…14кв.,Rz =2,5…40Серийноепроизводствосложных поформе изделий,в том числе изтугоплавкихсплавовВопросы для самопроверки:1.Какой метод литья обеспечивает наибольшую точность получаемойотливки?2.Какие методы литья не требуют изготовления моделей?3.В чем преимущества литья по сравнению с другими методами получениязаготовок деталей машин?4.Какие изделия получают центробежным литьем?5. В чем состоят преимущества литья в кокиль?6.Из каких сплавов производят отливки литьем под давлением?7.Каким методом литья можно получить отливку станины станка длиной10м и массой 10тонн?8.Каким методом литья целесообразно отливать корпуса замков изалюминиевого сплава?9.Какими физическими факторами определяется жидкотекучесть сплавапри заполнении им формы?10.Из каких материалов изготавливается форма при литье под давлением?Образец карты тестового контроля:1.

Каким методом литья целесообразно получить отливку из силумина массой10 кг с точностью размеров по 12 квалитету:а). Литьем в песчано-глинистую формуб). Литьем под давлениемв). Литьем по выплавляемым моделям2. Каким методом изготавливают бронзовое художественное литье:а). Литьем в кокильб). Литьем под лавлениемв). Литьем по выплавляемым моделям3. В каких методах литья не применяют стержни:а). в литье под давлениемб). В литье по выплавляемым моделямв). В литье в кокиль4.

Каким методом литья невозможно изготовить стальную отливку массой200кга). Литьем под давленимб). Литьем в оболочковые формыв). Литьем в песчано-глинистые формы5. Какой метод литья обеспечивает получение отливок наиболее сложнойформыа). Литье под давлениемб). Литье в кокильв). Литье по выплавляемым моделям5. Методы обработки металлов давлениемБлагодаря пластичности металлов, проявляющейся при деформации вхолодном или горячем состоянии, можно изменять форму исходной заготовки,полученной, естественно, каким либо другим методом.Возможность обработки металлов давлением во многом определяет ихширокое применение. Это технологическое свойство настолько существенно,что когда-то даже было основой определения металла (Металл - это светлоетело, которое можно ковать).При пластической деформации металла происходит смещение атомных слоевдруг относительно друга внутри кристаллов и смещение кристалловотносительно друг друга.

Важной особенностью этого вида деформацииявляется отсутствие разрушения. Конечно разные металлы и их сплавыобладают различной способностью деформироваться без разрушения.Пластичность металлов оценивается величиной относительного удлинениястандартного образца при разрыве. Эта величина у пластичных металловколеблется от 10 до 50 %. В настоящее время разработаны сверхпластичныесплавы, относительное удлинение которых при разрыве может достигать сотенпроцентов.К сплавам, обладающим высокой пластичностью, которые могутобрабатываться методами давления относятся: низкоуглеродистые стали, сплавы алюминия, меди (латуни), многие легированные стали.Пластичность металлов существенно увеличивается при их нагреве, поэтомуобработку давлением в основном производят в "горячем" состоянии. Принагреве кроме того существенно снижается прочность металлов, поэтомуусилия для их деформирования значительно ниже, что позволяет применятьболее простое оборудование и инструмент.Наиболее распространенными технологическими методами обработкиметаллов давлением являются: прокатка, прессование, волочение,ковка, штамповка.5.1 ПрокаткаБолее 80% производимой стали и около 50% цветных металловперерабатывается прокаткой.

Таким способом (рис.5.1) получают длинныезаготовки определенного профиля - сортамент. Эти изделия служатзаготовками для производстваразличныхдеталей машин или имеютсобственное применение - трубы, рельсы,профили для строительныхконструкций.Прокаткой получают листовой материал, который после дальнейшейобработки применяется для производства корпусов судов, машин, самолетов ит.д.Рис.5.1Оборудование - прокатные станы.Станы для производствазаготовокдляпоследующегополучениясортамента называются блюминги, а для производства заготовок подпоследующий листовой прокат - слябинги. В качестве заготовок на этихстанах используются слитки. Естественно, что для снижения расхода энергиирационально прокатывать слитки в горячем состоянии, после разливки металлаи его затвердевании.

Поэтому такие станы обычно устанавливаются наметаллургических комбинатах, производящих (варящих) сплав (сталь).Технологические возможности прокатки1.Возможна прокатка только пластичных металлов в горячем илихолодном состоянии (фольга является продуктом прокатки чистогоалюминия в холодном состоянии).2.Форма. Форма (рис.5.2) может быть достаточно сложной, носуществуют существенные ограничения, связанные с условиямипрохода металла через прокатные валки. Трудно получитьповерхности перпендикулярные осям прокатных валков, поэтомунеобходимо предусматривать специальный наклон таких стенок.Трудно или иногда невозможно получать профили сортамента сзакрытыми, замкнутыми поверхностями.3.

Размеры. Диапазон размеров (толщин) прокатываемого металла довольноширок. От толстолистового проката (>200мм) до фольги толщиной до0,001мм.4.Точность. Если при прокатке в горячем состоянии точность составляетдесятые доли мм, что сооответствует 12-14 квалитетам точности, то припрокатке без нагрева точность может быть существенно выше и при прокаткефольги достигает тысячных долей милиметра.5.Шероховатость.

Также зависит от наличия нагрева и пригорячей прокатке шероховатость существенно выше (до Rz 320),при холодной же прокатке (фольга) может быть получена весьманизкая шероховатость (менее Ra0,63).Рис.5.25.2 ПрессованиеПрессованием называется процесс выдавливания металла из замкнутойполости (контейнера) через профильное отверстие матрицы (рис.5.3).Оборудование. Горизонтальные и вертикальные гидравлические прессы сусилием 300-25000 тонн.Матрицы, пуансоны для прессования изготавливают из особопрочных сталейи сплавов, так как давления при прессовании весьма велики. Поэтому такимметодом получают в основном изделия из алюминиевых и медных сплавов.Форма получаемого профиля может быть весьма сложной, этотметод обеспечивает получение наиболее сложных профилей, такихкак оребренные трубы для теплообменных аппаратов, строительныепрофили (профили рам из легких сплавов).Точность и качество поверхности получаемых профилей также весьмавысоки, так как практически определяются качеством матрицы, точность ишероховатость поверхностей которой может быть достигнута в процессеизготовления.