Специальные методы литья

Отливки, получаемые литьем в песчаные формы, имеют малую точность и большой припуск на механическую обработку. Для устранения недостатков этой технологии созданы специальные методы литья.

Литье в оболочковые формы. Сущность литья состоит в том, что металл заливается в тонкую оболочковую форму, состоящую из песчано-смоляной смеси, в которой формируется отливка.

Технология получения отливок в оболочковых формах, состоит из следующих операций:

- приготовление формовочной смеси, состоящей из кварцевого песка и бакелитовой синтетической смолы (6-7%) в виде порошка;

- изготовление металлической модельной оснастки;

- подогрев модели до 200-300^оC;

- образование оболочки (δ=5-15 мм) в результате размягчения и необратимого затвердевания смолы;

- сборка половин оболочек и литников путем склеивания;

- заливка металлом.

Достоинствами этого способа литья является: возможность получения отливок сложной формы с более высоким классом точности, малый расход формовочных материалов, возможность автоматизации процессов.

Недостатками являются: дороговизна, ограниченность веса отливок (до 100 кг). Кроме того, этим способом нельзя получать малоуглеродистые или безуглеродистые отливки (например, для магнитопроводов), т.к. происходит науглероживание металла за счет углеродосодержащих компонентов песчано-смоляной формы.

Литье по выплавляемым моделям. При производстве литья этим способом модели изготавливаются легкоплавкими (из парафина и стеарина). После окончания формовки эти модели не извлекаются, а выплавляются, образуя полость литейной формы.

Технологический процесс литья состоит из следующих этапов:

- изготовление эталона модели отливки;

- изготовление (по эталону) пресс-формы для отливки модели;

- отливка моделей из легкоплавкой смеси (50% парафина + 50% стеарина);

- изготовление литейной формы путем окраски модели смесью, состоящей из 70% кварцевого песня и 30% гидролизного этилсиликата (толщина окраски 1-1,5 мм);

- выплавление моделей горячей водой или воздухом;

- прокаливание формы при 900°С;

- заливка формы металлом.

Достоинствами этого способа является то, что можно получать отливки почти любой конфигурации, высокой точности и чистоты поверхностей.

Наиболее экономично получать мелкие, но сложные и ответственные детали, не требующие дальнейшей механической обработки, а также детали из труднообрабатываемых сплавов с низкими литейными свойствами. Недостатком такого литья является его дороговизна.

Литье в металлические формы (кокиль). Металлические формы могут быть разъемными и неразъемными. Стержни обычно для кокилей наготавливаются песчаными. Перед заливкой на рабочую поверхность формы, подогретую до 200^оС и более, наносят огнеупорное покрытие (окраску) с целью уменьшения термического удара и скорости охлаждения.

Для литья в кокиль созданы специальные станки, полуавтоматы, существуют заводы-автоматы. Получают отливки из стали и цветных металлов и сплавов (Sn, Al, Сu, Mg, бронзы и др.).

Основными достоинствами литья в кокиль является высокая точность отливок, мелкозернистая структуре, высокая прочность, отсутствие формовочной смеси. В одной форме можно получать несколько тысяч отливок.

К недостаткам следует отнести дороговизну форм, ухудшение жидкотекучести металла возможность отбеливания поверхности (образование ледебурита) у чугунных отливок.

Литье под давлением. Сущность этого способа литья состоит в том, что расплавленный металл заливается в камеру специальной машины, а затем под действием пора или сжатого воздуха подается через литниковые каналы в полость металлической формы, где затвердевает под избыточным давлением. Сочетание двух особенности процесса - металлической формы и высокого давления на жидкий металл позволяет получать отливки сложной конфигурации и высокого качества.

Эти способом в основном получают отливки из алюминиевых, цинковых и медных сплавов весом от нескольких граммов до 50 кг.

Достоинства литья под давлением те же, что и в кокиль, а также возможность изготовления отливок малой толщины стенок (до I мм). Недостаток - плохая газопроницаемость формы.

Центробежное литье. Этот способ изготовления отливок, при котором залитый во вращающуюся форму металл подвергается действию центробежных сил. Форму вращают до полного затвердевания металла.

Существуют центробежные литейные машины с вертикальной осью вращения, на которых отливают кольца, фланцы, венцы для шестерен и др., а также с горизонтальной осью вращения, предназначенные для отливки труб, втулок, гильз и др.

Основными достоинствами центробежного литья являются:

- высокая плотность отливок (усадочная и газовая пористость отсутствует);

- меньший расход металла, т.к. отсутствует литниковая система;

- отсутствие стержня;

- хорошая заполняемость формы металлом.

К недостаткам центробежного литья следует отнести:

- трудность получения качественных отливок из сплавов, склонных к ликвации;

- неточность диаметра полости отливок со свободной поверхностью.

Кроме рассмотренных способов, существует и другие способы, позволяющие получать различные отливки, как по форме, так и по размерам. Это - литье выжиманием, выдавливанием, ва­куумным всасыванием, полунепрерывное и др.

Технико-экономическими показателями работы литейных цехов являются: годовой выпуск отливок в тоннах; выпуск отливок на одного рабочего; съем литья с 1 м² производственной площади цеха; выход годного металла (в % от массы металлозавалки и жидкого металла), процент брака литья; уровень механизации; себестоимость 1 т литья.

В структуре себестоимости литья основную долю затрат составляют затраты на металл (до 80%). Производя технико-экономический анализ литейного производства, особое внимание необходимо обращать на стадии и элементы технологического процесса, которые непосредственно связаны с возможными потерями металла на угар, разбрызгивание, брак и т.п.

Большое влияние на себестоимость оказывает объем производства, уровень механизации и автоматизации технологических процессов. Так, например, себестоимость 1 т чугунного литья составила 170 у.е., а крупных специализированных цехов с объемом производства более 10000 т в год – 112 у.е., выпуск литья на одного производственного рабочего и съем с 1 м² площади цеха составляет соответственно 22,5 и 24,0; 4,2 и 5,0 т.

Дата добавления: 2014-01-07