Способы литья

Существуют следующие способы литья :литьѐв формыформаобласть применения способакватип произливодстватетразовыев землюпесчаная,песчаноглинистаякрупные (до 200 т.) толстостенные(5..15 мм) детали из стали, чугуна,цветных металлов и сплавов (станины, корпуса, рамы, цилиндры)в оболочко- песчанотолстостенные без полостей просвые формы смолянаятые детали из стали, чугуна, цветных сплавов (рычаги, кронштейны)по выплав- керамиче- средние (до 150 кг) сложные деталяемымскаяли с переменной толщиной стенкимоделям(0,3..20 мм) из высоколегированных сталей и сплавов, кроме щелочных металлов (лопатки турбин,клапаны, шестерни, режущий инструмент, детали приборов)крупные (до 200 т.) и средние (дополупосто- гипсовая,песчано100 кг) детали из стали, чугуна,янныецементная, цветных металлов и сплавовглинистая,кирпичная,керамическая и металлокерамическая,графитоваяединичное, 16..серийное 18крупносерийное,массовоесерийное,массовое12..15серийное14крупносерийное,массовое12..14средне- икрупносерийное,массовое12серийное1412,13постоянныев кокильметаллическаяпод давлениемметаллическая,стальнаяцентробежноеметаллическаятолстостенные (5..12 мм) простыедетали из стали, чугуна, цветныхметаллов и сплавов (поршни, корпуса, диски, коробки подач)тонкостенные (0,8..2,0 мм) сложные детали из магниевых, алюминиевых, цинковых и свинцово-оловянных сплавов, стали (тройники,колена, кольца электродвигателей, детали приборов, радиаторы)толстостенные тела вращения(венцы, шестерни, фланцы, маховики, трубы, гильзы, втулки, оси,валы) из чугуна, стали, бронзыЛитьѐ в землюТехнологический процесс изготовления отливки включает в себя этапы:•разработка чертежа модели отливки на основе чертежа детали.

При этом:• размеры модели превосходят размеры детали на величину усадки;• обрабатываемые поверхности отливки должны иметь значительные припуски, поскольку возможно загрязнение при заливке расплава;•изготовление модели из дерева для единичного и мелкосерийного производства, из чугуна или силумина (т.е. сплава алюминия с кремнием) для среднеи крупносерийного. Модель имеет всего одну плоскость разъѐма и два знака(для формирования углублений в форме, куда устанавливаются стержни);•изготовление стержней (для формирования полости в отливке) из быстросохнущей песчаной смеси и их отверждение в процессе сушки при 2000 ºC. Дляускорения сушки в качестве крепителя берут жидкое стекло;•изготовление верхней и нижней полуформы из формовочной смеси (песок,глина, крепитель, противопригарные добавки и немного воды) путѐм засыпкиею пространства опоки (т.е.

рамы, ящика без дна для придания форме объѐма) с последующим уплотнением вручную (утрамбовка) или на специальныхформовочных машинах (прессование, встряхивание) и их отверждение;•установка стержней в полуформы и сборка последних;••заливка расплава в литниковую систему – совокупность каналов, спроектированную для получения качественной отливки и включающую:• литниковую чашу – в неѐ заливают расплав;• стояк – создаѐт гидростатический напор;• шлакоуловитель – задерживает шлаки (т.е. стекловидные или каменистые вещества из всплывших продуктов металлургических реакций на поверхности остывающего жидкого металла в плавильных печах);• питатель – поставляет расплав к полости формы;• выпор – вытесняет воздух, отводит газы;отверждение отливки в процессе охлаждения и извлечение еѐ из формы.Литьѐ по выплавляемым моделямТехнологический процесс изготовления отливки включает в себя этапы:•разработка чертежа модели отливки на основе чертежа детали.

При этом:• обрабатываемые поверхности отливки должны иметь припуск 0,5..3,2 мм;• вследствие коробления отливки при длительном охлаждении для сохранения параллельности поверхностей следует предусмотреть рѐбра жѐсткости, которые потом удаляются механической обработкой;•изготовление моделей из легкоплавкого (с низкой Tпл ) состава. Например,При приготовлении модельного состава следует равномерно перемешать исходные материалы специальными смесителями шестерѐнчатого типа. Дляуменьшения усадки состав запрессовывают в пастообразном состоянии;•изготовление модельного блока с литниковой системой;•изготовление сырой формы.

Для этого следует:•••••••ненадолго погрузить модельный блок в ѐмкость (ванну) с жидкой формовочной смесью (на основе жидкого стекла), чтобы она осела на поверхности моделей слоем 0,8..1,0 мм;высушить полученный слой покрытия (2..3 ч при комнатной температуре,40..60 мин при подогреве воздуха или в парах аммиака);снова ненадолго погрузить модельный блок в ѐмкость со смесью;во избежание отслаивания покрытия не позднее чем через 10 с обсыпатьмодели огнеупорным материалом – кварцевым песком, зернистым шамотом (глиной, обожжѐнной при высокой температуре до потери пластичности) или электрокорундом (синтетическим минералом из оксида алюминияс примесями железа, титана и хрома);высушить полученный слой;аналогично нанести следующие слои (для достижения необходимой толщины формы 4..8 мм) и высушить их;выплавить (удалить) модели, расплавив почти кипящей водой (85..95 ºC),горячим воздухом или перегретым водяным паром (110..115 ºC);•помещение формы в термическую печь с последующим прокаливанием при900..1000 ºC в течение 2..3 ч, в результате которого частицы формовочнойсмеси спекутся с частицами огнеупорного материала (увеличив прочность),полностью выгорят остатки модельного состава, испарится влага, а также образуются поры и микроскопические трещины (увеличив газопроницаемость);•отправка готовой керамической формы на заливочный участок.Литьѐ в кокильКокиль – металлическая форма для многоразового использования при свободной заливке расплава без участия модели.Технологический процесс изготовления отливки включает в себя этапы:••••••••очистка рабочей полости кокиля;помещение кокиля в термическую печь с последующим нагревом его до 150..200 ºC, извлечение из печи;противопригарная обмазка – нанесение теплоизоляционного покрытия(например, термостойкой краски) слоем 0,1..0,6 мм;сборка кокиля с установкой литниковой системы и стержней (при необходимости формирования полости в отливке);подготовка расплава, заливка порции в литниковую чашу с помощью ковша;затвердевание отливки в процессе охлаждения и извлечение еѐ из кокиля;удаление литниковой системы и стержней;контроль качества отливки.Недостаток способа – дороговизна кокиля из-за сложности и трудоѐмкостиего изготовления, поэтому для окупаемости формы нужно 200..300 отливок.Литьѐ под давлениемОсуществляется на механизированных литейных машинах :• с горячей пресс-камерой – расположена непосредственно в расплаве;• с холодной пресс-камерой – не окружена расплавом и нагреваетсянамного меньше, поэтому позволяет повысить давление до 30..100 МПа изаполнить форму за доли секунды.

В зависимости от расположения осипресс-камеры такие машины делятся на:• с вертикальной пресс-камерой ;• с горизонтальной пресс-камерой – литниковая система короче, поэтому меньше потери тепла при подаче расплава в рабочую полость.Наиболее распространены машины с холодной горизонтальной пресс-камерой.Технологический процесс изготовления отливки включает в себя этапы:••••••очистка и обдувка сжатым воздухом рабочей полости;включение механизма запирания формы, перемещение подвижной полуформы вправо до положения, показанного на рис.;установка стержня (для формирования полости в отливке) в образовавшеесяотверстие формы;включение пресс-поршня, перемещение его вправо до нерабочего положения, показанного на рис.;подготовка расплава, заливка порции в заливочное окно с помощью ковша;включение пресс-поршня, перемещение его влево;•подача расплава в рабочую полость под заданным давлением и с необходимой скоростью впуска Vв :0,5  Vв  2,5 м/с – ламинарное заполнение формы, низкое качество;2,5  Vв  15 м/с – турбулентное заполнение, довольно низкое качество;•15  Vв  25 м/с – простые отливки, среднее качество;•25  Vв  100 м/с – сложные отливки, высокое качество;•100  Vв  120 м/с – отливки ажурной конструкции, наивысшее качество,поскольку высокоскоростной поток даѐт большую кинетическую энергиюструи.