Лекція 1

Специальными видами литья называются процессы получения литых заготовок, имеющие принципиальное отличие от традиционного процесса литья в одноразовые песчано-глинистые формы (песчано-смоляные формы) и отличающиеся повышенной точностью, хорошим качеством поверхности и требуемыми механическими свойствами отливок.

Для отнесения конкретного вида литья к специальному необходимо дать принципиальную идентификацию традиционного процесса литья по пяти параметрам:

1) модельная оснастка - многоразовая; материал - пластмасса, дерево, металл;

2) литейная форма - одноразовая; материал - пески огнеупорных материалов (кварц, магнезит, циркон и др.), глины, смолы, уголь, вода, добавки;

3 ) способ изготовления литейной формы - заполнение оснастки смесью с последующим ее уплотнением. Отверждение стержней или форм тепловым воздействием или химическими реагентами;

4) способ заливки форм металлом - гравитационный;

5) отверждение залитого металла - медленная кристаллизация при нормальных условиях (2. °С, 98 кПа) в малотеплопроводной форме (в форме до 50 % воздуха по объему).

Достаточно изменить какой-либо параметр или вообще его исключить и способ литья следует отнести к СВЛ (см. табл. 1.1).

Название СВЛ, как правило, отражает сущность процесса или его характерных этапов, но не всегда четко его характеризует. Например, название "литье" в оболочковые формы" можно отнести к литыо по выплавляемым моделям, где форма тоже оболочковая.

В зарубежной практике некоторые способы литья называют по имени автора этого процесса (Шоу-процесс, Кронинг-процесс) или по названию фирмы, имеющей патент на этот способ (Автофордж-процесс, ББЦ-процесс) и др.

В отдельных случаях для особо сложных отливок используют комбинированные СВЛ. Например, формы, полученные по выплавляемым моделям заливаютв центробежных установках.

Футурологи предсказывали и предсказываютдальнейшее распространение СВЛ. Эти предсказания сбываются. За последние десятилетия выпуск продукции СВЛ увеличился в десятки раз. Прогрессируют отливки, полученные литьем под давлением, литьем по газифици­руемым и выплавляемым моделям.

Появлению и распространению СВЛ способствовали следующие обстоятельства: массовая потребность изделий в народном хозяйстве (для изготовления канализационных труб стали приме­нять центробежное литье; появление книгопечатания привело к созданию литья под давлением для получения большого количества точных литер);

успешное развитие химии (появление термореактив­ных смол позволило разработать процесс литья в оболочковые формы);

требования к увеличению ресурса деталей при их эксплуатации (создание Альфин-процесса позволило повысить моторесурс автомобильного поршня с 200 до 500 тыс. км пробега);

потребность в деталях сверхсложной конфигурации из уникальных материалов, которые невозможно получить, кроме как СВЛ.

Основные параметры некоторых специальных видов литья приведены в табл.1.1.

Таблица 1.1.Основные параметры специальных способов литья.

Вид литья	Модельная оснастка	. Литейная форма (материал)	Способ изготовле­ния формы	Способ заливки металла	Отверждение сплава
В оболочковые формы с термореак­тивными смолами	. Многоразовая; материал-металл	Одноразовая (огне­упорные пески, смо­лы, добавки)	Заполнение оснастки засыпкой с последу­ющим термическим отверждением	Гравитационный, реже центробежный или с ис­пользованием давления до 0,1 МПа	Медленное
По выплавляемым моделям	Многоразовая; модели - однора­зовые	Одноразовая (огне­упорные пески, этил- силикатное связую­щее)	Послойное нанесе­ние на модель с обсыпкой песком и сушкой. Выплавле­ние моделей и прокаливание	Гравитационный, цен­тробежный (форма на­грета до 950 °С)	Очень медлен­ное
В кокиль	Отсутствует	Многоразовая (чер­ные и цветные метал­лы)	Литье, механическая обработка	Гравитационный, под низким давлением до 0,1 МПа	Быстрое
Под давлением	Отсутствует	Многоразовая (высоколегир-ованные ста­ли)	Механическая обра­ботка	Быстрая заливка со ско­ростью до 120 м/с и дав­лением до 490 МПа	Быстрое
Центробежное	Отсутствует	Многоразовая, метал­лическая или по выплавляемым моде­лям; стрежни - песча­ные	Механическая обра­ботка	Заливка и охлаждение металлов под действием центробежных сил	Быстрое
По газифицируе­мым, моделям	Многоразовая; материал: алюми­ний, медь; модель одноразовая (пе­нопласт)	Одноразовая (огне­упорные пески, сухие, холоднотверде-ющие смеси, полимерная пленка)	Заполнение оснастки сухим песком со встряхиванием и по­следующим вакуумированием	Гравитационный	Медленное
В керамические формы по постоян­ным моделям	Многоразовая; материал: любой от пластилина до металла	Одноразовая (огне­упорные пески, этил- силикатное связую­щее, гелеобразова- тели)	Заполнение оснастки жидкой суспензией	Гравитационный	Медленное
Непрерывное и полунепрерыв-ное	Отсутствует	Многоразовая, водоохлаждае-мая (метал­лы)	Механическая обра­ботка	Гравитационный с не­прерывной подпиткой жидким металлом	Быстрое
Электрошлако-вое	Отсутствует	Многоразовая, водоохлаждае-мая (метал­лы)	Механическая обра­ботка	Гравитационный, запол­нение каплями металла, проходящими через шлак	Быстрое
Выжиманием	Отсутствует	Многоразовая (ме­таллы)	Механическая обра­ботка	Выдавливание жидкого металла между полови­нами пресс-форм	Быстрое
Под регулируемым давлением	Отсутствует	Многоразовая метал­лическая; стержни - песчаные	Механическая обра­ботка. Для стер­жней - пескодувно- пескострельный спо­соб	Заливка под давлением 0,005...0,05 МПа	Быстрое
Вакуумным всасы­ванием	Отсутствует	Многоразовая, водоохлаждае-мая (метал­лы)	Механическая обра­ботка	Заливка под вакуумом при 20...80 кПа	Медленное

Будущее литейного производства - создание технологических систем с полной автоматизацией всех операций,оптимальными режимами процесса с минимальными выделениями вредных отходов, обеспечивающих получение отливок любой номенклатуры и серийности при высокой эффективности производства. CBJI позволяют решать эту задачу эффективнее, поэтому один из пионеров этих видов литья - Н.Н. Рубцов говорил, что специальным видам литья в данном виде производства принадлежит будущее.

Прогрессивные способы литья в современных условиях

Переход на рыночные формы отношений со­провождается рядом требований к возрождаемому производству литых заготовок и качеству отливок. В первую очередь это конкурентоспособность от­ливок и прибыльность производства. На начальном этапе особое внимание уделяется товарному виду продукции, его стоимости и оперативности постав­ки, отодвигая на второй план вопросы качества металла и работоспособности литых деталей. Объ­ясняется это тем, что на месте крупных производств появилось множество мелких самостоятельных предприятий, заинтересованных в прибыльной реа­лизации продукции, которым не под силу содер­жать испытательные центры и лаборатории. Одна­ко неизбежность аттестации производств и серти­фикации продукции вынуждает предприятия решать эти проблемы.

Восстановление устаревших технологических процессов, оборудования и коммуникаций требует значительных материальных затрат, но не позволя­ет обеспечить современный уровень производства. Поэтому большой интерес вызывают процессы литья в формы из холоднотвердеющих смесей (ХТС), в формы, изготовляемые вакуум-пле­ночным процессом (ВПФ), литье по вы­плавляемым моделям (ЛВМ) и литье по газифицируемым моделям (ЛГМ). За исключением ЛВМ, эти техпроцессы не требуют при­влечения высококвалифицированных рабочих, позволяют изготовлять отливки товарного вида при сравнительно небольших затратах на организацию и производство. Они обладают определенной универсальностью и мобильностью, что очень важно при многономенклатурности и малосерийности продукции. Показатели(3...7) табл.1.1. различных видов литья при производстве отливок массой до 1...5 кг даны в сравнении с показателями процесса в сухие песчаные формы (ПФ), принятыми за единицу.

Для производства наиболее привлекательны процессы литья ВПФ и ЛГМ, первый — при литье в разъемные, а второй — в неразъемные формы. Их применение позволяет получать качество поверхности отливок на уровне ЛВМ, а процесс ЛГМ обеспечивает высокую и стабильную точность отливок. Себестоимость отливок сокращается в 1,5-2 раза. Преимущество этих процессов — в отсутствии связующего и многократное использование формовочной смеси (песка).

	Показатель	ПФ	ЛВМ	ЛГМ
	Точность (max), класс по ГОСТ 26645   Шероховатость (min, Ra) по ГОСТ 26645   Расход формовочных материалов/энерго­носителей   Трудоемкость   Стоимость модельной оснастки	6...7   10...16   1/1     -   -	4...5   3,2...5,0     2,3...2,5   2...5	3...4   3,2...6,3     0,9...1,1   2... 5^*

* При изготовлении моделей в пресс-формах.

«Учітесь, читайте і чужому научайтесь й свого не цурайтесь» Т. Г. Шевченко

Дата добавления: 2014-01-15