Основы литейного производства Сущность литейного производства заключается

Основы литейного производства

Сущность литейного производства заключается в том, что расплавленный металл или сплав заливают в специальную литейную форму, рабочая полость которой соответствует размерам и конфигурации требуемого изделия. Основные термины: Отливка, литейная форма, опоки, модель, стержни, литниковая система, формовочные смеси, стержневые смеси

Основные принципы проектирования и разработки технологии изготовления отливки При определении положения отливки в литейной форме необходимо придерживаться следующих правил: -наиболее ответственные части отливок следует располагать в нижней части литейной формы, отливки из сплавов с большим коэффициентом объемной усадки целесообразно помещать в форме таким образом, чтобы наиболее массивные части, требующие дополнительного питания, находились вверху, -отливка должна располагаться в форме так, чтобы обеспечивалось ее направленное затвердевание и питание жидким металлом. Припуски на механическую обработку устанавливают в зависимости от допусков размеров отливки дифференцированно для каждого элемента отливки.

• Напуском обычно называют придание геометрической форме отливки дополнительного «тела» с целью упрощения конструкции детали При этом различают следующие основные виды напусков. • Напуски, упрощающие геометрическую форму отливки, например, проточки, резьбы, мелкие отверстия, лабиринтные уплотнения, впадины и т. п. В этом случае все вышеперечисленные не выполняемые литьем элементы на чертеже зачеркивают сплошными «Х» образными линиями красного цвета. • Напуски, обеспечивающие создание формовочных уклонов с целью облегчения извлечения модели из формы. Формовочные уклоны (от 0, 5 до 3 угловых градусов в зависимости от высоты поверхности модели) выполняют на вертикальных стенках моделей отливок в направлении извлечения модели. • Напуски, обеспечивающие плавные переходы в местах сопряжения поверхностей отливки между собой (галтели). Назначаемые округления обозначают на чертеже линиями красного цвета.

Типы литниковых систем: а – верхняя; б – сифонная; в – ярусная; 1 – чаша; 2 – стояк; 3 – литниковый ход; 4 – питатель; 5 – выпор; 6 – отливка.

Литейные стержни для выполнения отверстий обычно назначаются в том случае, когда диаметр отверстия составляет не менее 20 -25 мм. Стержень, его знаки и фиксаторы обозначают буквами Ст и изображают сплошной тонкой линией синего цвета.

Режим заполнения форм расплавом регулируют посредством назначения конструкции литниковой системы и места подвода металла в форму. • Литниковая система включает в себя следующие элементы: • Литниковая чаша (воронка)– место заливки металла; • Стояк – вертикальный канал для заливки металла; • Питатель – горизонтальный канал, соединяющий шлакоуловитель с отливкой; • Выпор – вертикальный канал, на самой верхней части отливки или сбоку. Он служит для отвода газов из формы и наблюдения за ходом заполнения формы.

Технологический процесс формовки в двух опоках по неразъемной модели

Специальные способы литья Получение отливок литьем в кокиль. • Кокилем называют металлическую литейную форму (из чугуна, стали и пр. ), полость которой заполняется расплавом под действием его силы тяжести. Кокили изготавливают из серых чугунов марок СЧ 28, СЧ 33, а также жаропрочных сталей, например, 45 Х 20 Н 9 Т 10. К достоинствам кокильного литья относят: • -возможность многократного использования кокилей, • -повышенная точность размеров, • -улучшение механических свойств отливок из-за мелкокристаллической структуры, особенно в поверхностном слое; К недостаткам кокильного литья обычно относят: • -сравнительно высокую стоимость изготовления кокилей; • -быстрое охлаждение расплава при заполнении им металлической формы; • -резкое снижение стойкости кокилей по мере увеличения массы отливок.

Литье в оболочковые формы. Технология литья в оболочковые формы : приготовление специальной песчано-смоляной смеси; формирование на модельной оснастке тонкостенных оболочковых форм и стержней; сборка форм и их подготовка к заливке. Преимущества литья в оболочковые формы по сравнению с литьем в песчано-глинистые разовые формы заключаются в следующем: • -уменьшение параметров шероховатости поверхности и существенное улучшение внешнего товарного вида отливок; • -возможность получения отливок с тонким и сложным рельефом, а также толстостенных отливок с литыми каналами малых сечений; • -сокращение в 8 -10 раз и более объема переработки и транспортирования формовочных материалов; Основные недостатки метода литья в оболочковые формы: • -относительно высокая стоимость смоляного связующего; • -сложность модельной и стержневой оснастки; • -повышенное выделение вредных химических веществ в ходе термического разложения смоляного связующего; • -недостаточная прочность оболочек при получении тяжелых отливок; • -склонность к появлению некоторых специфических видов дефектов, сопровождающих низкую газопроницаемость литейной формы.

Литье под давлением. При литье под давлением металлическая форма, называемая пресс-формой, заполняется расплавом под давлением до 300 МПа. Это один из самых продуктивных способов изготовления небольших и точных по размерам отливок (с отверстиями до 2 мм и толщиной стенок до 0, 5 мм), в основном, из сплавов цветных металлов. К преимуществам этого метода литья можно отнести все позиции, перечисленные в параграфе "литье в кокиль", а также улучшение условий заполнения литейной формы металлом и снижение усадочной пористости отливок. К недостаткам метода помимо ограничений в выборе литейных сплавов, сложности изготовления и высокой стоимости прессформ, а также машин, обычно относят: • -возможность замешивания воздуха в расплав из-за высоких скоростей его движения и затрудненностью отвода воздуха из формы; • -неравномерность затвердевания различных зон отливки, вследствие их разного удаления от источника воздействия;

Центробежное литье. Центробежным литьем называют способ изготовления отливок, при котором залитый в форму расплав подвергается воздействию центробежных сил при вращении литейной формы с определенной скоростью. Преимущества процесса центробежного литья: • -улучшение заполняемости и питания литейных форм расплавом; • -устраняется брак отливок по усадочной пористости и газовым раковинам; • -возможность получения тонкостенных отливок с четкой проработкой геометрических контуров; • -измельчение кристаллической структуры металла под действием принудительных конвективных потоков, вызванных центробежной силой и вращением формы; • -интенсивное очищение расплава от металлических включений, происходящее за счет развития эффекта центрифугирования; • -возможность получения изделий, имеющих форму тел вращения (трубы, втулки и т. п. ) без использования литниковых систем и стержней; • -повышение точности и стабилизация размеров отливок; • -высокая производительность и степень автоматизации. Однако центробежное литье имеет и определенные недостатки: • -необходимы специальные машины для литья; • -формы должны быть повышенной прочности, герметичности и закрыты ограждениями; • -необходимо точное дозирование металла для получения нужного размера внутреннего отверстия отливки.

Литейные свойства сплавов: • - жидкотекучесть - способность металлов и сплавов в жидком состоянии заполнять литейную форму сложной конфигурации и точно воспроизводить в отливке ее очертания; • - усадка: • Объемная усадка: . • Линейная усадка: .

- склонность к образованию усадочной раковины, склонность к образованию пузырей, склонность к ликвации – дендритной и зональной, которая представляет собой неоднородность сплавов по составу, - склонность к образованию флокенов, - склонность к искажению геометрии и конфигурации отливки – короблению. Свойства формовочных материалов и смесей: • -огнеупорность – способность смеси не сплавляться с металлом отливки после заливки формы; • -газопроницаемость – способность смеси пропускать газы через стенки формы; • -пластичность – способность смеси передавать форме точные очертания модели под воздействием внешних сил и сохранять принятую форму после удаления модели; • -прочность – способность формы не разрушаться от внешних усилий; • -поверхностная прочность – способность формы сопротивляться истирающим усилиям движущейся струи металла; • -податливость – способность смеси сокращаться в объеме и не препятствовать свободной усадке отливки; • -долговечность – способность формовочных смесей сохранять свойства после многократного использования.