Недостаток литья в оболочковые формы

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.

Недостаток литья в оболочковые формы

Разновидности литья в форму

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.

Недостаток литья в оболочковые формыОднократные формы
Недостаток литья в оболочковые формыМногократные 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.

Недостаток литья в оболочковые формы

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.

Недостаток литья в оболочковые формы

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.

Другие преимущества

  • 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.

Недостаток литья в оболочковые формы

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.

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.

Недостаток литья в оболочковые формы

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.

Преимущества метода

  • Высокая степень автоматизации литейных операций
  • Исключение ручного труда во вредных условиях
  • Экологичность
  • Высокий коэффициент использования металла.

Недостатки

  • 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.

Недостаток литья в оболочковые формы

Центробежное литье

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.

Плюсы:

  • Точное повторение геометрии макета
  • Производство изделий самой замысловатой геометрии
  • Возможность изготовления большого количества идентичных деталей
  • Низкая себестоимость продукции

Недостатки:

  • 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:  Твердотопливный котел с буферной емкостью схема

Специальные способы литья

Качество отливок, полученных в ПГФ, а именно, точность геометрических размеров, степень шероховатости поверхности и др., во многих случаях не удовлетворяют требованиям современной техники.

Поэтому в современном литейном производстве все более широкое применение получают специальные способы литья: литье по выплавляемым моделям, литье в оболочковые формы, литье в кокиль, литье под давлением, центробежное литье и др.

4.1. Литье по выплавляемым моделям

  • Прообразом современного процесса изготовления отливок по выплавляемым моделям является известный со времен
  • глубокой древности метод восковой формовки. При изготовлении художественных отливок, ювелирных изделий, а также зубных протезов этот метод
  • литья по выплавляемым моделям применяют и в настоящее время.

Одним из образцов высокого мастерства литейщиков прошлого является отлитая по выплавляемым моделям конная статуя Петра I (« Медный всадник», Э.М. Фальконе, 1782 г.) (рис. 1.30).

Недостаток литья в оболочковые формы

Рис. 1.30. Памятник Петру Первому в Санкт-Петербурге

Литье по выплавляемым моделям — специальный способ литья, заключающийся в получении отливок заливкой расплавленного металла в разовую тонкостенную неразъемную литейную форму, которую изготавливают из огнеупорной суспензии по разовым моделям из легкоплавкого материала.

Технологическая схема получения отливок данным методом показана на рисунке 1.31. Технологический процесс изготовления отливок литьем по выплавляемым моделям состоит из следующих основных операций.

Изготовление моделей. Модельный состав, состоящий из двух или более легкоплавких компонентов (парафина, стеарина, церезина и др.

) в пастообразном состоянии запрессовывают в прессформу, внутренняя полость которой соответствует наружной конфигурации модели (рис. 1.31, а).

В качестве материала прессформ в зависимости от вида производства используют гипс, пластмассы, легкоплавкие металлы, сплавы, сталь или чугун.

Недостаток литья в оболочковые формы

Рис. 1.31.

Последовательность операций (а…з) процесса литья по выплавляемым моделям: 1 — пресс-форма; 2 — модельный состав; 3 — модель; 4 — модельный блок; 5 — емкость с керамической суспензией; 6 — специальная установка для обсыпки; 7 — кварцевый песок; 8 — бак с водой; 9 — устройство для нагрева воды; 10 — электрическая печь; 11 — оболочки; 12 — жаростойкая опока; 13 — ковш с расплавленным металлом

После затвердевания модельного состава пресс-форма раскрывается и модель (рис. 1.31, б) выталкивается в ванну с холодной водой. Аналогичным образом изготавливают модели литниковой системы.

Сборка модельных блоков. Модели собирают в модельные блоки (рис. 1.31, в) с общей литниковой системой. В один блок объединяют от 2 до 100 моделей. Соединяют модели в кондукторе, скрепляя (механически) или склеивая их.

Для сборки моделей в блоки в кондукторе выставляют металлические стояки из алюминия, наращивают на них слой модельного состава толщиной 2…5 мм и крепят к нему модели.

Этот прием ведет к повышению прочности блока, сокращению расхода состава, обеспечению удобства транспортирования, хранения и просушивания блоков при нанесении обмазки.

Подготовка керамической суспензии. Тщательно перемешивают огнеупорный материал — пылевидный кварц (маршалит), электрокорунд со связующим (гидролизным раствором этилсиликата) и получают керамическую суспензию.

Покрытие моделей огнеупорной оболочкой. Модельный блок погружают в керамическую суспензию, налитую в емкость (рис. 1.31, г), извлекают из нее и обсыпают мелкодисперсным кварцевым песком в специальной установке (рис. 1.31, д).

Затем модельные блоки сушат на воздухе (2…2,5 ч ) или в среде аммиака (20…40 мин). На модельный блок наносят слои (4…6) огнеупорного покрытия (маршалита) с последующей сушкой каждого слоя.

Удаление модели из форм (рис. 1.31, е). Удаление моделей производят их выплавлением в горячей воде (80…90 ° С). При выдержке в горячей воде в течение нескольких минут модельный состав расплавляется, всплывает на поверхность ванны, откуда периодически удаляется для повторного использования.

Подготовка литейных форм к заливке. После извлечения из ванны оболочек, их промывают водой и сушат (1,5…2 ч) в шкафах при температуре 200 °С. Затем оболочки ставят вертикально в жаростойкой опоке, вокруг засыпают сухой кварцевый песок и уплотняют его.

После этого форму помещают в электрическую печь (рис. 1.31, ж), в которой прокаливают форму (не менее 2 ч) при температуре 900…950 ° С.

В печи частички связующего спекаются с частичками огнеупорного материала, влага испаряется, и остатки модельного состава выгорают.

Заливка формы металлом. Заливка расплавленного металла из ковша производится в горячую литейную форму сразу же после прокалки (рис. 1.31, з).

Извлечение и окончательная обработка отливок. После охлаждения отливки форму разрушают. Отливки отделяют от литниковой системы и для окончательной очистки направляют на

химическую очистку в растворе едкого натра при температуре 150 °С. Затем отливки промывают проточной водой, сушат, подвергают термической обработке и контролю.

Одним из направлений развития данного метода литья является применение легкорастворимых и газифицируемых моделей взамен выплавляемых. В качестве легкорастворимых материалов используют мочевину с добавкой полиэфирного спирта, а в качестве газифицируемых — вспененный полистирол.

  1. К преимуществам способа литья по выплавляемым моделям относятся следующие:
  2. 1) возможность получения изделий сложной конфигурации, а также тонкостенных деталей с толщиной стенки 1 мм и менее;
  3. 2) возможность получения отливок, максимально приближенных по форме и размерам к готовым деталям, а также с малой шероховатостью поверхности;
  4. 3) возможность получения отливок практически из любых металлов и сплавов;
  5. 4) возможность объединять отдельные детали в компактные цельнолитые узлы, уменьшая массу и габаритные размеры получаемых изделий;
  6. 5) возможность механизации и автоматизации процесса изготовления форм и непосредственно самого процесса литья.
  7. Недостатками литья по выплавляемым моделям являются следующие:
  8. 1) многооперационность, трудоемкость и длительность процесса литья;
  9. 2) использование большой номенклатуры материалов;
  10. 3) сложность управления качеством отливок из-за большого числа технологических факторов, влияющих на процесс литья.

Литье по выплавляемым моделям используют в различных отраслях машиностроения и приборостроения. В частности, при производстве автомобилей (полумуфты, патрубки, распределительные диски, поршневые кольца и т. д.

), сельскохозяйственных машин, гидромашин при литье жаропрочных труднообрабатываемых сплавов (лопатки турбин), коррозионно-стойких сталей (колеса насосов), углеродистых сталей в массовом производстве (крыльчатки, решетки, распылители, рукоятки, ключи и другие детали высокой точности) (рис. 1.32).

Недостаток литья в оболочковые формы

Рис. 1.32.

Примеры отливок, полученных литьем по выполняемым моделям: а — полумуфта ведомая двигателя автомобиля (сталь 35Л); б — полумуфта ведущая двигателя автомобиля (сталь 40Х); в — патрубок приемный двигателя автомобиля (СЧ 24); г — диск распределительный гидравлического усилителя руля автомобиля (СЧ 25); д — лопатки газовых турбин на основе никеля и кобальта; е — рабочеелкеосо шахтного насоса (ВЧ 50)

4.2. Литье в оболочковые формы

Технология изготовления оболочковых форм (метод Кронинга) была разработана Иоханнесом Кронингом (Johannes Croning) и запатентована в Гамбурге в 1944 г. Технология изготовления оболочковых форм предполагала изготовление смеси из порошка термореактивной смолы (пульвербакелита) и песка, с последующей засыпкой в подогретую модель для образования оболочки (корки).

Литье в оболочковые формы — специальный способ литья, заключающийся в изготовлении отливок путем заливки расплавленного металла в разовую тонкостенную разъемную литейную форму (оболочку), изготовленную из песчано-смоляной смеси.

Материалом для изготовления оболочек служат смоляные смеси быстрого затвердевания. В качестве наполнителя используют мелкодисперсный кварцевый песок (маршалит). В качестве связующего широко применяют термореактивную смолу (пульвербакелит) — фенолформальдегидную смолу с добавками отвердителя (уротропина). Такая смола при нагревании претерпевает ряд необратимых изменений.

Так,и пр комнатной температуре пульвербакелит представляет собой твердый порошок, который при нагревании до 70…80 °С размягчается, а при температуре 100…120 ° С плавится, превращаясь в клейкую жидкость, покрывающую поверхность частиц песка тонкой пленкой. При дальнейшем нагреве (до 200…

250 ° С) смола необратимо затвердевает, обеспечивая высокую прочность оболочковой формы.

При дальнейшем нагревании (в..ы.4ш50е °400 С) смола начинает

Читайте также:  Блок питания 18v для шуруповерта

выгорать, что приводит к снижению, а затем полной потере прочности форм-оболочек.

Способы изготовления оболочковых форм различаются, в основном, по приемам нанесения песчано-смоляной смеси на модельную оснастку.

Наиболее распространенным процессом формообразования оболочки является бункерный метод, заключающийся в свободной засыпке модельной оснастки смесью с помощью поворотного бункера.

Модельная оснастка для изготовления оболочковых форм включает металлические модели и подмодельные плиты, приспособления для съема оболочек с подмодельной плиты и др.

Технология изготовления оболочек и получения отливок бункерным методом (рис. 1.33) включает следующие операции.

Модельную плиту с закрепленной на ней моделью предварительно нагревают до температуры 200…250 °С и покрывают разделительным составом, например, силиконовой жидкостью (кремнийорганическое соединение). Она быстро затвердевает, образуя разделительную пленку, что устраняет последующее прилипание формовочной смеси и облегчает снятие оболочки с модели.

Модельную плиту с моделью закрепляют на опрокидывающемся бункере (рис. 1.33, а).

Недостаток литья в оболочковые формы

Рис. 1.33. Последовательность операций формовки (а…д) при литье в оболочковые формы: 1 — модельная плита; 2 — бункер; 3 — формовочная смесь; 4 — песчано-смоляная оболочка; 5 — специальные толкатели; 6 — оболочковые формы; 7 — опоки-контейнеры; 8 — металлическая дробь

Бункер с формовочной смесью поворачивают на 180° (рис. 1.33, б). Формовочная смесь, состоящая из мелкодисперсного кварцевого песка (93…96 %) и пульвербакелита (4…

7 %), насыпается на модельную плиту с закрепленной на ней моделью и выдерживается (10…30 с ). Расплавление термореактивной смолы приводит к склеиванию песчинок и образованию полутвердой песчано-смоляной оболочки толщиной 5…

20 мм (в зависимости от времени выдержки).

Бункер возвращают в исходное положение (рис. 1.33, в), излишки формовочной смеси ссыпаются на дно бункера, а модельная плита с моделью с полутвердой оболочкой снимается с бункера и нагревается в печи (1…1,5 мин) при температуре 300…350 °С. При этом пульвербакелит переходит в твердое необратимое состояние.

Твердую оболочку снимают с модели специальными толкателями (рис. 1.33, г). Аналогичным способом изготавливают вторую полуформу.

Готовые оболочковые полуформы склеивают быстротвердеющим клеем на специальных прессах или скрепляют скобами.

Заливку форм производят в вертикальном или горизонтальном положении. Собранные формы с горизонтальной плоскостью разъема укладывают для заливки на слой песка. При заливке в вертикальном положении литейные формы помешают в опокиконтейнеры и засыпают кварцевым песком или металлической дробью (рис. 1.33, д) для предохранения от преждевременного разрушения оболочки при заливке расплава.

Выбивку отливок осуществляют на специальных выбивных или вибрационных установках, разрушая оболочки. При очистке отливок удаляют заусенцы, зачищают на шлифовальных кругах места подвода питателей и затем их подвергают дробеструйной обработке.

Материаловед

Литье в оболочковые формы – процесс получения отливок из расплавленного металла в формах, изготовленных по горячей модельной оснастке из специальных песчано-смоляных смесей.

Оболочковые формы обладают следующими свойствами: достаточной прочностью, газопроницаемостью, податливостью, негигроскопичностью.

Технологический процесс литья в оболочковые формы  (рис. 4.1, 4.2) начинается с того, что предварительно нагретую плиту, к которой закреплена металлическая модель, покрывают смесью из термореактивной смолы. Под действием тепла смола плавится, на модельной плите образуется однородная полутвердая оболочка.

Для удаления избытка смеси бункер переворачивают. Модельную плиту дополнительно подогревают для окончательного отверждения оболочки. Твердую оболочку-полуформу снимают с модельной плиты и соединяют с соответствующей другой оболочкой-полуформой.

Соединенные между собой оболочки помещают в опоку и засыпают формовочной смесью.

Недостаток литья в оболочковые формы

Рис. 4.1. Последовательность изготовления оболочковой формы

Недостаток литья в оболочковые формы

Рис. 4.2. Изготовление оболочковой формы в бункере

Изготовление оболочковой формы в бункере: а — поворот плиты с моделью; б – закрепление плиты на бункере; в – поворот бункера для формирвания оболочки; г – возвращение бункера в исходное положение; д – возвращение плиты в исходное положение; 1 – подмодельная плита с моделью; 2 – сформировавшаяся керамическая оболочка; 3 – бункер; 4 – термореактивная смесь

Оболочковые полуформы скрепляют зажимами или склеивают по разъему. Полученную оболочковую форму заливают в вертикальном горизонтальном положении. Форма после заливки легко разрушаются при выбивке.

Толщина керамической оболочки зависит от температуры модельной плиты и от времени выдержки на ней смеси (рис. 4.3).

Недостаток литья в оболочковые формы

Рис. 4.3. Изменение толщины оболочки в зависимости от температуры модели и времени выдержки

Изменение толщины оболочки в зависимости от температуры модели (а) и времени выдержки (б): 1 – температура модели 260°С; 2 – 165°С

Отверждение термореактивных смол при низких температурах протекает медленно. С повышением температуры скорость отвердевания возрастает и при 300—350°С измеряется секундами. Дальнейшее увеличение температуры приводит к разупрочнению смеси. При 900°С смесь полностью теряет прочность, что обеспечивает хорошую выбиваемость оболочковых форм.

В качестве связующего наибольшее применение получил бакелит в виде мелкого порошка, состоящий из смеси фенолформальдегидной смолы с уротропином.

Прочность керамической оболочки определяется количеством связующего, который обычно добавляют 5—8% в зависимости от литейного сплава и конфигурации отливки.

Предупредить прилипание смеси к металлической модели и облегчить съем оболочек без повреждений помогают разделительные составы (силиконовая жидкость, минеральные масла и др.). Покрытия наносят с помощью пульверизатора на горячие модельные плиты.

Литье в оболочковые формы черных и цветных сплавов позволяет получить более качественную поверхность по сравнению с литьем в песчано-глинистые формы, но в то же время несколько уступает литью по выплавляемым моделям.

В оболочковых формах изготавливают отливки массой 0,2…100 кг с толщиной стенки 3…15 мм из всех литейных сплавов для приборов, автомобилей, металлорежущих станков.

Одним из главных недостатков технологии литья в оболочковые формы – обильное выделение вредных веществ при заливке металла. Заливка сопровождается выгоранием связующего. Обеспечение нормальных условий труда достигается созданием местной приточно-вытяжной вентиляции. К недостаткам относятся высокая стоимость смесей, ограниченный размер отливок (до 1500 мм).

Преимущества способа литья в оболочковые формы: возможность получения тонкостенных отливок сложной формы; гладкая и чистая поверхность отливок; качественная структура металла за счет повышенной газопроницаемости форм; возможность автоматизации; небольшие допуски на обработку резанием.

Литье в оболочковые формы

2.Литье под давлением.

3.Цветное литье

Литье в оболочковые формы.

Литьем в оболочковые формы называется такой метод литья, при котором отливки получаются в форме, состоящей из двух песчано-смоляных оболочек. Изготовление оболочковых форм и стержней производится из мелкозернистого кварцевого песка с добавкой в качестве связующего вещества искусственной термореактивной смолы.

Характерной особенностью таких смол является их способность при определенной температуре необратимо твердеть. При нагревании до 140-160ºС эти смолы расплавляются, превращаясь в клейкую массу, и обволакивают зерна кварцевого песка, а затем при повышении температуры до 250-300ºС уже через несколько секунд затвердевают.

Этим свойством смолы и пользуются, чтобы получить твердую оболочковую форму. При повышении температуры более 600ºС (при заливке металла в форму) смола, не расплавляясь, сгорает, образуя в оболочке поры, облегчающие выход газам. Обычно в качестве связующего вещества применяется смола ПК-104 (фенолформальдегидная).

В составе формовочных смесей указанной смолы содержится 6-8%, а в стержневых 4-5%. Для улучшения смешиваемости смолы с песком и уменьшения пылевыделения в состав смесей обычно добавляют керосин или жидкую смесь, состоящую из 50% раствора жидкого бакелита в фурфуроле.

Для изготовления оболочек применяют обычно чугунные модельные плиты, на которых укрепляют половинки моделей, модели литниковой системы, толкатели и фиксаторы. Точность сборки верхней оболочки с нижней обеспечивается устроенными на плите фиксаторами типа выступ- впадина, когда на одной плите изготовляются оболочки с впадинами, а на другой – с выступами.

Читайте также:  Хроническая головная боль (цефалгия): симптомы и лечение

По сравнению с литьем в обычные песчаные формы этот метод литья имеет следующие основные достоинства:

1)отливки получаются с более точными размерами (класс 7-9), лучшей чистотой поверхности (класс 3-6) и меньшими припусками на механическую обработку.,

2)существенно уменьшается трудоемкость изготовления отливок (выбивки, очистки и механической обработки и т.д.).,

3)сокращается расход формовочных материалов и количество металла благодаря меньшим размерам литниковых каналов.,

4)снижается брак отливок, особенно по зазорам.

К основным недостаткам литья в оболочковые формы относятся следующие: оболочковая форма служит один раз., высокая стоимость формовочной смеси, модельной оснастки и оборудования., выделение вредных газов при нагревании оболочек и заливке металла.

  • Литье под давлением.
  • Литьем под давлением называется такой метод литья, когда жидкий металл заполняет полость металлической формы (прессформы) под принудительным большим давлением (удельное давление на металл при прессовании составляет около 1000 кгс/см² и более).
  • Отливка деталей производится на специальных машинах с холодной или горячей камерами прессования.

Из сплавов наибольшее применение получили: алюминиевые (марки АЛ2, АЛ3, АЛ9), магниевые (марки МЛ5, МЛ6), медные- латуни (марки ЛС59-1, ЛК 80-3Л) и цинковые, различных марок. В последнее время этот метод литья начали применять и для изготовления отливок из стали.

В настоящее время имеют наибольшее применение три типа машин литья под давлением: с холодной горизонтальной камерой прессования, с холодной вертикальной камерой прессования и с горячей вертикальной камерой прессования.

Прессформы делают из стали. Детали, непосредственно соприкасающиеся с расплавленным металлом, изготовляют из легированных жаропрочных сталей.

  1. При производстве стальных отливок лучшие результаты показали формы, сделанные из меднокобальтобериллиевого сплава.
  2. Основными преимуществами метода литья под давлением по сравнению с другими методами литья являются следующие:
  3. -очень высокая производительность- небольшие полностью автоматизированные машины имеют до 1400-1800 циклов в час, более крупные полуавтоматические машины до 400 циклов в час.,
  4. -большая точность размеров (класс 4-5 точности) и высокая чистота поверхности получаемых отливок, почти не требующих последующей механической обработки.

Можно получать очень сложные по конфигурации отливки, в том числе армированные стальными и другими деталями., можно изготовлять отливки с толщиной стенки до 0,5мм и отверстия диаметром до 1мм.

Переход на литье под давлением снижает трудоемкость изготовления отливок в 10-12 раз в литейных и в 5-8 раз в механических цехах.

К недостаткам этого метода литья относятся следующие: высокая стоимость прессформ и машин (стоимость прессформы в 3-5 раз выше стоимости кокиля)., образование пористости и раковин в массивных частях отливок, поэтому отливки, отлитые под давлением, нельзя термически обрабатывать., затруднительно изготовление отливок из черных металлов., ограничены размеры и вес отливок.

Область применения литья под давлением очень обширна. В настоящее время этим методом литья производят самые разнообразные отливки, в основном из сплавов цветных металлов.

Литье под давлением применяется в серийном и массовом производствах. С увеличением партии однотипных деталей снижается их стоимость, тем выгоднее применять этот метод литья.

  • Цветное литье.
  • Производство отливок из медных сплавов.
  • Для производство фасонных отливок наиболее широкое применение получили бронзы и латуни.

Бронзы применяются оловянные и специальные (безоловянные). Из оловянных бронз используют бронзы марок БрОЦС 5-5-5, БрОЦС 6-6-3 и др. Название специальных бронз дается по основному легирующему компоненту: алюминиевая, кремнистая, марганцовистая и т.д.

Оловянные бронзы применяют для изготовления отливок арматуры, зубчатых колес, подшипников, втулок и других деталей.

В связи с тем что олово является дефицитным и дорогостоящим металлом, в практике, всюду где представляется возможным, оловянные бронзы заменяют специальными.

Эти бронзы используют для фасонного литья таких деталей, как шестерни, втулки, седла клапанов, подшипники и других деталей.

Для изготовления отливок, кроме бронз, применяют специальные латуни (кремнистые, свинцовистые, марганцовистые) марок ЛК80-3, ЛС59-1л и др. Эти латуни содержат специальные добавки алюминия, марганца, кремния, железа, свинца, улучшающие их литейные, механические и другие свойства, а также обрабатываемость резанием.

Из них изготовляют подшипники, втулки, шестерни, санитарно-техническую арматуру и другие детали. Латуни имеют более низкую температуру плавления и лучшие литейные свойства, чем бронзы. Это позволяет производить из них отливки разными способами: в песчаные формы, кокиль, литьем под давлением и др.

Для приготовления медных сплавов применяют тигельные, дуговые и индукционные электропечи. Дуговые печи служат для плавки бронз, а индукционные- для плавки латуней. Для предохранения металла от окисления плавку производят под слоем древесного угля. Готовый сплав перед разливкой в формы раскисляют фосфористой медью. В качестве противопригарной добавки в формовочную смесь вводят мазут.

  1. Производство отливок из алюминиевых сплавов.
  2. Алюминиевые литейные сплавы, применяемые для изготовления фасонных отливок, имеют хорошие технологические и механические свойства, которые изменяются в зависимости от состава сплава, методов литья и термической обработки. Литейные алюминиевые сплавы разделяются на пять групп:
  3. 1)на основе алюминия-кремния (силумины АЛ2, АЛ4, АЛ9.,
  4. 2)на основе алюминия-магния (АЛ8, АЛ13).,
  5. 3)на основе алюминия-меди (АЛ7, АЛ12).,
  6. 4)на основе алюминия-меди-кремния (АЛ3, АЛ3В, АЛ6).,
  7. 5)на основе алюминия-кремния-цинка-меди (АЛ16В, АЛ17В).
  8. Сплавы первой группы, содержащие 6-13% кремния, характеризуются высокими литейными свойствами (хорошей жидкотекучестью, малой усадкой), высокой пластичностью, достаточной механической прочностью, не образуют горячих трещин.
  9. Сплавы второй группы, содержащие от 4,5 до 11,5% магния, являются высокопрочными, коррозионностойкими и наиболее легкими.
  10. Сплавы третьей группы, содержащие от 3 до 11% меди, имеют пониженные литейные и коррозионные свойства, но обладают хорошей износостойкостью.
  11. Сплавы четвертой группы, содержащие от 3 до 6% кремния и 1-8% меди, обладают высокой жидкотекучестью, коррозионной стойкостью и хорошей свариваемостью.

Сплавы пятой группы, содержащие 3-5% кремния., 4-7% цинка., 2-4% меди, отличаются от сплавов других групп повышенной прочностью и жаростойкостью, но имеют худшие литейные свойства (низкую жидкотекучесть и большую усадку).

Из алюминиевых сплавов изготовляют отливки для авиастроения и автостроения, для бытовых изделий и пр.

Наиболее широкое применение для плавки алюминиевых сплавов получили тигельные индукционные и камерные электрические поворотные печи.

Плавка сплавов ведется под слоем флюса. Для измельчения зерна и получения более плотных отливок алюминиевые сплавы подвергают модицированию. В качестве модификаторов применяют чистый натрий и его соли.

Перед разливкой алюминиевые сплавы рафинируют от неметаллических и газовых включений продувкой хлором или путем замешивания флюса.

Хлорирование производится в течение 10-15 мин в ковше в специальных камерах при температуре металла 750-770ºС.

При этом образуется газообразный треххлористый алюминий, который, выходя из расплава, увлекает за собой другие газы и неметаллические примеси, всплывающие на поверхность, откуда они удаляются.

Готовые алюминиевые сплавы затем заливаются при температуре 720-750ºС в формы. Для изготовления отливок из алюминиевых сплавов применяют главным образом литье в кокиль и литье на машинах под давлением. Быстрое охлаждение отливок в металлических формах способствует измельчению структуры и повышению механических свойств.

СРСП 10.

Ссылка на основную публикацию
Для любых предложений по сайту: [email protected]