tkm (862051), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Достоинства кокильного литья: возможность многократного использования форм; удобства автоматизации процесса труда; хорошие механические свойства отливок, обусловленные их мелкозернистой структурой, формирующейся в процессе интенсивного теплообмена между отливкой и кокилем; размерная точность и качество поверхности отливок; снижение припусков на механическую обработку; повышенный процент выхода годного литья (за счет снижения расхода металла на литниковую систему или из-за ее отсутствия).

Недостатками литья в кокиль являются: трудоемкость изготовления кокилей, их высокая стоимость, отсутствие податливости, особенно при получении сложных фасонных отливок из легированных сталей и тугоплавких металлов. Данным способом получают в основном отливки из сплавов на основе меди, алюминия, магния, а также из стали и чугуна массой до 2000 кг. В то же время известен опыт получения кокильных отливок массой в несколько тонн (до 14 т).

1. Изготовление отливок литьем под давлением, сущность способа и схема процесса, машины для литья под давлением с холодной и горячей камерами прессования.

Данный способ представляет собой машинное литье металла в металлические формы под избыточным давлением (до 300 МПа). Сущность процесса заключается в том, что в камере прессования, соединенной с оформляющей полостью формы, на расплав давит поршень, в результате чего жидкий металл устремляется в полость формы и быстро заполняет ее; застывая в ней, он образует отливку с высокой точностью размеров. Затем происходит раскрытие пресс-формы и удаление отливки с помощью толкателей.

Технологический процесс литья под давлением характеризуется коротким циклом и малым числом операций. Преимуществами способа литья под давлением являются его высокая производительность, точность размеров и хорошее качество поверхности (гладкая, плотная) отливок, автоматизация процессов литья, снижение в 10 раз и более трудоемкости изготовления отливок по сравнению с литьем в песчаные формы.

Недостатки способа литья, в первую очередь, обусловлены возникновением в отливках газоусадочной пористости: это пониженные плотность и пластичность металла, невозможность проведения следующей за литьем термической обработки. К недостаткам данного способа литья можно отнести также ограничение массы отливок (до 50 кг), высокую стоимость прессформ.

Литьем под давлением получают детали (корпуса, платы) различных приборов, электрических машин, карбюраторов, а также алюминиевые блоки цилиндров, сантехническую арматуру и др. Данным способом изготавливают изделия, почти не требующие последующей механической обработки, в том числе детали с готовой резьбой и т. п.

Машины с горячей камерой прессования благодаря медленному охлаждению расплава позволяют получать отливки малых размеров и незначительной массы (до нескольких граммов) и используются в основном для литья легкоплавких (цинковых, свинцово-сурьмянистых и др.) сплавов. Машины же с холодной камерой прессования используются для получения отливок из цветных сплавов на основе алюминия, магния, меди, а также из стали и чугуна. С учетом высокой скорости охлаждения сплавы должны обладать оптимальным комплексом технологических свойств: хорошей жидкотекучестью, малой усадкой и минимальным взаимодействием с материалом формы.

1. Изготовление отливок литьем по выплавляемым моделям, сущность способа, оснастка и оборудование.

Литье по выплавляемым моделям (ЛВМ) — это процесс получения отливок в неразъемных разовых огнеупорных формах, изготавливаемых с помощью моделей из легкоплавящихся, выжигаемых или растворяемых составов. Используют как оболочковые (керамические), так и монолитные (гипсовые) формы. Таким образом, рабочая полость формы образуется выплавлением, растворением или выжиганием модели. Отливки, полученные методом ЛВМ, мало отличаются (по размерам и форме) от готовой детали. Этим способом можно получать сложные тонкостенные детали (например, охлаждаемые лопатки ГТД, художественные и ювелирные изделия). Литье по выплавляемым моделям осуществляют различными способами заливки: свободной, центробежной, под низким давлением, с использованием направленной кристаллизации. Модельные составы, применяемые при литье по выплавляемым моделям, должны обладать минимальными значениями усадки и коэффициента термического расширения, иметь высокую жидкотекучесть в вязкопластичном состоянии, хорошо смачиваться керамической или гипсовой суспензией, наносимой на модель, но химически с ней не взаимодействовать, обладать температурой размягчения, превышающей 40° С.

Изготовление моделей осуществляется посредством заливки или запрессовки модельного состава в пастообразном (подогретом) состоянии в специальные прессформы 1 (рис. 10, а). В частности, литьевой способ получения пенополистироловых моделей на специальных термопластавтоматах включает в себя пластификацию нагревом (100—220 °С) гранул полистирола, впрыскивания его в пресс-форму с последующим вспениванием и охлаждением модели. Для производства пресс-форм используют как металлические (стали, алюминиевые и свинцово-сурьмянистые сплавы), так и неметаллические (гипс, эпоксидные смолы, формопласт, виксинт, резина, твердые породы дерева) материалы. Пресс-формы, используемые для получения моделей, должны обеспечить им высокие параметры точности размеров и качества поверхности, быть удобными в изготовлении и эксплуатации, а также иметь соответствующий уровню серийности ресурс работы.

Запрессовка модельных составов осуществляется на прессах (пневматических, рычажных и др.) или вручную. Монтаж модельных блоков. Объединение мелких моделей 2 в блоки 3 (см. рис. 10, б) с единой литниковой системой повышает технологичность, производительность и экономичность процесса литья. Сборка моделей в модельные блоки (т. е. соединение моделей отливки с моделью стояка) осуществляется разными способами: а) пришиванием разогретым инструментом (паяльником, ножом) или жидким модельным составом; б) соединением моделей в кондукторе с одновременной отливкой модели литниковой системы; в) соединением моделей в блоки на металлическом стояке (каркасе) с помощью механического крепления (зажима); г) склеиванием моделей отливки и литниковой системы. Формирование на модельных блоках керамической оболочки. Обычно керамическая оболочка состоит из 3—8 последовательно наносимых слоев (в принципе, число слоев может достигать 20 и более), обеспечивающих в итоге общую толщину стенок формы от 2 до 5 мм. Слои суспензии 4 наносят погружением в нее модельного блока (см. рис. 10, в). После стекания с моделей излишков суспензии их обсыпают огнеупорным материалом (например, кварцевым песком, крошкой шамота, электрокорундом с размером зерен для разных слоев в пределах 0,1—1,5 мм) в псевдоожиженном слое 5 (рис. 10, г) и сушат. В состав суспензии входят связующее — гидролизованный раствор этилсиликата (ЭТС) — 70% и пылевидный кварц (либо силиманит, электрокорунд, циркон и др.). Каждый нанесенный этилсиликатный суспензионный слой сушат на воздухе в течение 2—6 ч и более. Выплавление моделей из керамических форм. Легкоплавкие составы удаляют в ваннах с горячей водой 7 (рис. 10, д), а тугоплавкие выплавляют горячим воздухом, перегретым паром под высоким давлением при температуре до 120 °С и более (автоклавный метод), в расплаве модельной массы (рис. 10, д), а также высокочастотным нагревом. Модели на основе карбамида удаляют без нагрева путем растворения в воде. Формовка оболочек заключается в их размещении в опорном наполнителе 9 (рис. 10, ё) с целью упрочнения, защиты от резких изменений температуры при прокаливании и заливке металлом. Прокаливание оболочковых форм проводится при их нагреве в печи 10 (рис. 10, е) до 850—950 °С с целью удаления остатков модельных составов и газотворных веществ из материала оболочки, а также завершения процессов ее твердения. Заливка, выбивка и очистка отливок. Способом литья по выплавляемым моделям получают отливки из многих материалов: конструкционных углеродистых и легированных сталей, сплавов на основе алюминия, магния, меди, никеля, кобальта, титана, ниобия, бериллия, золота, серебра, платины и ряда других. Заливка металла (рис. 10, ж) осуществляется в горячие формы, часто сразу после их прокаливания. Температура формы зависит от состава литейного сплава: при заливке стали она составляет 800—900 °С, сплавов на основе никеля — 900—1100 °С, меди — 600—700 °С, алюминия и магния — 200—250 °С. Достаточно широко используемая при литье по выплавляемым моделям (благодаря термостойкости и прочности высокоогнеупорных оболочковых форм) направленная кристаллизация отливок из различных сплавов, в том числе и из жаропрочных, обеспечивает формирование столбчатой и монокристаллической структуры с высоким уровнем физико-механических и других эксплуатационных свойств. Охлажденные отливки выбивают из форм на вибрационных решетках. Опорный наполнитель просыпается через решетку. Литниковые системы крупных отливок отделяют газопламенной и анодно-механической резкой, а также на металлорежущих станках и прессах. В то же время выбивка удаляет лишь 90% материала керамической оболочки, а 10% сохраняются в отверстиях и карманах (поднутрениях) отливки. Поэтому операция очистки отливок является обязательной.

Преимуществами данного способа литья являются: возможность получения отливок сложной конфигурации; использование практически любых сплавов; высокое качество поверхности и точность размеров отливок; минимальные припуски на механическую обработку; обеспечение качественной равноосной, столбчатой и монокристаллической структуры с высоким уровнем эксплуатационных свойств.

К недостаткам способа литья можно отнести многооперационность, трудоемкость и длительность процесса, многообразие материалов, используемых для изготовления формы.

1. Изготовление отливок литьем в оболочковые формы.

Литье в оболочковые формы — это способ получения отливок свободной заливкой расплава в оболочковые формы из термореактивных смесей. Оболочковые формы отличаются высоким комплексом технологических свойств: достаточной прочностью, газопроницаемостью, податливостью, негигроскопичностью. По сравнению с отливками, полученными в песчаных формах, детали, отлитые в оболочковые формы, имеют в 1,5 раза меньший припуск на механическую обработку. Оболочковые формы изготавливают из формовочных песчаносмоляных смесей с термопластичными или термореактивными связующими смолами. Если смола в смеси находится в порошкообразном состоянии, то такую формовочную смесь называют неплакированной, а если зерна песка покрыты сплошной тонкой пленкой смолы, то смесь будет плакированной. Формовочная смесь содержит наполнитель — мелкозернистый кварцевый песок — 100%: связующее — пульвербакелит (фенолформальдегидная смола с добавками уротропина) — 6—7%; увлажнитель (керосин, глицерин) — 0,2—0,5%; растворитель (ацетон, этиловый спирт) — до 1,5%.

Технология изготовления оболочек включает в себя следующие операции: 1. Нагрев модельной оснастки до 200—250° С. 2. Нанесение на рабочую поверхность модельной разделительного состава — быстро затвердевающей силиконовой жидкости, образующей при этом разделительную пленку, которая предотвращает прилипание к оснастке формовочной смеси и тем самым упрощает последующее отделение оболочки от модели. 3.Нанесение песчано-смоляной смеси на модельную оснастку. 4.Формообразование оболочки (рис.9). Бункер наполняют песчаносмоляной смесью. Нагретая и обработанная разделительным составом модельная плита с моделью закрепляется на приемной рамке поворотного бункера (рис. 9, а). Засыпка модели и модельной плиты смесью осуществляется поворотом бункера на 180° (рис. 9, б). Для формирования оболочки толщиной 5—15 мм плиту выдерживают под смесью в течение 15—20 с. Затем бункер возвращают в исходное положение (рис.9, в). С него снимают модельную плиту с налипшей оболочкой и помещают в печь для доотверждения оболочки (режим окончательного отверждения смолы — 300—350° С, 1—3 мин). 5. Съем оболочковой полуформы с модели осуществляется с помощью толкателей (рис. 22.9, г).

Преимущества способа литья в оболочковые формы: возможность получения тонкостенных отливок сложной формы; гладкая и чистая поверхность отливок; небольшой расход смеси; качественная структура; небольшие допуски на обработку резанием. Недостатки: ограниченный размер отливок (до 1500 мм); высокая стоимость смесей; выделение вредных паров и газов из смесей при изготовлении форм.

1. Изготовление отливок центробежным литьем.

Данный способ литья представляет собой процесс формирования отливок под действием центробежных сил при свободной заливке металла во вращающиеся формы. Центробежным способом получают отливки из чугуна, стали, сплавов на основе меди, алюминия, цинка, магния, титана и др.

Центробежное литье применяют, в основном, для получения пустотелых отливок типа тел вращения (втулки, роторы). Фасонные отливки, как правило, получают в машинах с вертикальной осью вращения. Для получения фасонных изделий применяются песчаные, металлические, керамические и графитовые формы.

Преимуществами данного способа литья являются: большая производительность способа и возможность его автоматизации; высокий выход годного металла (90—95%); высокая плотность и мелкозернистое строение отливок (за счет больших скоростей охлаждения); реализация направленного затвердевания отливок; возможность получения тонкостенных отливок из сплавов с низкой жидкотекучестью.

Недостатки способа: химическая неоднородность (ликвация) в толстостенных отливках; высокие внутренние напряжения в поверхностном слое, способствующие образованию трещин; возможность деформации формы под давлением жидкого металла, в результате чего отливки образуются с подутостью; разностенность по высоте отливок, полученных в машинах с вертикальной осью вращения. Центробежным литьем изготавливают водонапорные и канализационные трубы, гильзы двигателей внутреннего сгорания, поршневые кольца, цилиндры компрессоров, буксы, подшипники качения, втулки, диски, барабаны и др.

1. Качество отливок. Классификаторы литейных дефектов. Методы металлургического контроля литья.

Основным документом, в соответствии с которым производят контроль, является чертеж отливки, а также государственные стандарты, стандарты предприятий и другие документы, регламентирующие изготовление отливок. Отливка должна иметь конфигурацию и размеры, соответствующие чертежу. Она не должна иметь внешних и внутренних дефектов. На чертеже указаны размеры, масса отливки, марка сплава.

Характеристики

Список файлов ответов (шпаргалок)