Основні види лиття для виготовлення виливків

Лиття в піщані форми

Лиття в піщані форми - дешевий, самий грубий, але наймасовіший (до 75-80% по масі одержуваних в світі виливків) вид лиття. Спочатку виготовляється ливарна модель (раніше - дерев'яна, в даний час часто використовуються пластикові моделі, отримані методами швидкого прототипування), яка копіює майбутню деталь. Модель засипається піском або формувальної сумішшю (зазвичай пісок і сполучна), що заповнює простір між нею і двома відкритими ящиками (опоками). Отвори в деталі утворюються за допомогою розміщених в формі ливарних піщаних стрижнів, які копіюють форму майбутнього отвору. Насипана в опоки суміш ущільнюється струшуванням, пресуванням або ж твердне в термічному шафі (сушильної печі). Утворилися порожнини заливаються розплавом металу через спеціальні отвори - літники. Після охолодження форму розбивають і виймають виливок. Після чого відокремлюють литниковую систему (зазвичай це обрубка), видаляють облой і проводять термообробку.

Новим напрямком технології лиття в піщані форми є застосування вакууміруемих форм з сухого піску без сполучного. Для отримання виливки даним методом можуть застосовуватися різні формувальні матеріали, наприклад піщано-глиниста суміш або пісок в суміші зі смолою і т.д. Для формування форми використовують опоку (металевий короб без дна і кришки). Опока має дві напівформи, тобто складається з двох коробів. Площина зіткнення двох полуформ - поверхня роз'єму. У полуформу засипають формувальну суміш і утрамбовують її. На поверхні роз'єму роблять відбиток промоделі (промодель відповідає формі виливки). Також виконують другу полуформу. З'єднують дві напівформи по поверхні роз'єму і виробляють заливку металу.

Лиття в кокіль

Лиття металів в кокіль - більш якісний спосіб. Виготовляється кокіль - розбірна форма (найчастіше металева), в яку проводиться лиття. Після застигання і охолодження, кокіль розкривається і з нього витягується виріб. Потім кокіль можна повторно використовувати для відливання такий же деталі.

Лиття в кокіль. кокільне лиття, спосіб отримання фасонних виливків у металевих формах - кокілях. На відміну від інших способів лиття в металеві форми (лиття під тиском, відцентрове лиття та ін.), При лиття в кокіль заповнення форми рідким металом і його затвердіння відбуваються без будь-якого зовнішнього впливу на рідкий метал, а лише під дією сили тяжіння. Основні операції і процеси: очищення кокиля від старого облицювання, прогрів його до 200-300 ° С, покриття робочої порожнини новим шаром облицювання, простановка стрижнів, закривання частин кокиля, заливка металу, охолодження і видалення отриманої виливки. Процес кристалізації сплаву при литті в кокіль прискорюється, що сприяє отриманню виливків з щільним і дрібнозернистим будовою, а отже, з хорошою герметичністю і високими фізико-механічними властивостями. Однак виливки з чавуну через що утворюються на поверхні карбідів вимагають подальшого відпалу. При багаторазовому використанні кокіль коробиться і розміри виливків в напрямках, перпендикулярних площині роз'єму, збільшуються.

У кокілях отримують виливки з чавуну, стали, алюмінієвих, магнієвих і ін. Сплавів. Особливо ефективним є застосування кокильного лиття при виготовленні виливків з алюмінієвих і магнієвих сплавів. Ці сплави мають відносно невисоку температуру плавлення, тому один кокіль можна використовувати до 10000 раз (з проставлянням металевих стрижнів). До 45% всіх виливків з цих сплавів отримують в кокілях. При лиття в кокіль розширюється діапазон швидкостей охолодження сплавів і освіти різних структур. Сталь має відносно високу температуру плавлення, стійкість кокілів при отриманні сталевихвиливків різко знижується, більшість поверхонь утворюють стрижні, тому метод кокильного лиття для стали знаходить менше застосування, ніж для кольорових сплавів. Даний метод широко застосовується при серійному і великосерійному виробництві.

Лиття під тиском

ЛПД займає одне з провідних місць в ливарному виробництві. Виробництво виливків з алюмінієвих сплавів в різних країнах становить 30-50% загального випуску (по масі) продукції ЛПД. Наступну за кількістю і різноманітністю номенклатури групу виливків представляють виливки з цинкових сплавів. Магнієві сплави для лиття під тиском застосовують рідше, що пояснюється їх схильністю до утворення гарячих тріщин і більш складними технологічними умовами виготовлення виливків. Отримання виливків з мідних сплавів обмежена низькою стійкістю прес-форм.

Номенклатура що випускаються вітчизняною промисловістю виливків дуже різноманітна. Цим способом виготовляють литі заготовки самої різної конфігурації масою від декількох грамів до декількох десятків кілограмів. Виділяються наступні позитивні сторони процесу ЛПД:

Висока продуктивність і автоматизація виробництва, поряд з низькою трудомісткістю на виготовлення однієї виливки, робить процес ЛПД найбільш оптимальним в умови масового і великосерійного виробництв.
Мінімальні припуски на мехобработка або не потребують такої, мінімальна шорсткість необроблюваних поверхонь і точність розмірів, що дозволяє домагатися допусків до ± 0,075 мм на сторону.
Чіткість одержуваного рельєфу, що дозволяє одержувати виливки з мінімальною товщиною стінки до 0,6 мм, а також литі різьбові профілі.
Чистота поверхні на необроблюваних поверхнях, дозволяє надати литві товарний естетичний вигляд.

Також виділяють наступні негативний вплив особливостей ЛПД, що призводять до втрати герметичності виливків і неможливості їх подальшої термообробки:

Повітряна пористість, причиною утворення якої є повітря і гази від вигоряючої мастила, захоплені потоком металу при заповненні форми. Що викликано неоптимальними режимами заповнення, а також низьку газопроникність форми.
Усадкові пороки, які проявляються через високу теплопровідності форм поряд з утрудненим умовами харчування в процесі затвердіння.
Неметалеві і газові включення, що з'являються з-за неретельному очищення сплаву в роздавальної печі, а також виділяються з твердого розчину.

Поставивши собі за мету отримання виливки заданої конфігурації, необхідно чітко визначити її призначення: чи будуть до неї пред'являтися високі вимоги по міцності, герметичності або ж її використання обмежиться декоративної областю. Від правильного поєднання технологічних режимів ЛПД, залежить якість виробів, а також витрати на їх виробництво. Дотримання умов технологічності литих деталей, має на увазі таке їхнє конструктивне оформлення, яке, не знижуючи основних вимог до конструкції, сприяє отриманню заданих фізико-механічних властивостей, розмірної точності і шорсткості поверхні при мінімальній трудомісткості виготовлення і обмеженому використанні дефіцитних матеріалів. Завжди необхідно враховувати, що якість виливків, одержуваних ЛПД, залежить від великого числа змінних технологічних факторів, зв'язок між якими встановити надзвичайно складно через швидкість заповнення форми.

Основні параметри, що впливають на процес заповнення та формування виливки, такі:

тиск на метал під час заповнення і підпресування;
швидкість пресування;
конструкція литниково-вентиляційної системи;
температура заливається сплаву і форми;
режими змащування і вакуумування.

Поєднанням і варіюванням цих основних параметрів, домагаються зниження негативних впливів особливостей процесу ЛПД. Історично виділяються наступні традиційні конструкторсько-технологічні рішення щодо зниження браку:

регулювання температури що заливається сплаву і форми;
підвищення тиск на метал під час заповнення і підпресування;
рафінування та очищення сплаву;
вакуумирование;
конструювання литниково-вентиляційної системи;

Також, існує ряд нетрадиційних рішень, спрямованих на усунення негативного впливу особливостей ЛПД:

заповнення форми та камери активними газами;
використання подвійного ходу замикаючого механізму;
використання подвійного поршня особливої конструкції;
установка замінної діафрагми;
проточка для відводу повітря в камері пресування;

Литво по виплавленої моделі

Ще один спосіб лиття металів - по виплавленої моделі - застосовується у випадках виготовлення деталей високої точності (наприклад лопатки турбін і т. П.) З легкоплавкого матеріалу: парафін, стеарин і ін. (В найпростішому випадку - з воску) виготовляється точна модель вироби і литниковая система. Найбільш широке застосування знайшов модельний склад П50С50 що складається з 50% стеарину і 50% парафіну, для крупногобарітних виробів застосовуються сольові склади менш схильні до викривлення. Потім модель занурюється в рідку суспензію на основі сполучного і вогнетривкого наповнювача. В якості сполучного застосовують гідролізований етилсилікат марок ЕТС 32 і ЕТС 40, гідроліз ведуть в розчині кислоти, води та розчинника (спирт, ацетон). В даний час в ЛВМ знайшли застосування кремнезоля що не потребують гідролізі в цехових умовах і є екологічно безпечними. Як вогнетривкого наповнювача застосовують: електрокорунд, дістенсіліманіт, кварц і т. Д. На модельний блок (модель і ЛПС) наносять суспензію і виробляють обсипання, так наносять від 6 до 10 шарів. З кожним наступним шаром фракція зерна обсипання змінюються для формування щільної поверхні оболонкової форми. Сушка кожного шару займає не менше півгодини, для прискорення процесу використовують спеціальні сушильні шафи, в які закачується аміачний газ. З сформувалася оболонки виплавляють модельний склад: в воді, в модельному складі, випалюванням, паром високого тиску. Після сушіння і витоплення блок прокаливают при температурі приблизно 1000 для видалення з оболонкової форми речовин здатних до газоутворення. Після чого оболонки надходять на заливку. Перед заливанням блоки нагрівають в печах до 1000. Нагрітий блок встановлюють в піч і розігрітий метал заливають в оболонку. Залитий блок охолоджують в термостаті або на повітрі. Коли блок повністю охолоне його відправляють на вибивання. Ударами молота по літніковой чаші проводиться відбиття кераміки, далі відрізка ЛПС.Такім чином отримуємо виливок.

В силу великої витрати металу і дорожнечі процесу ЛВМ застосовують тільки для відповідальних деталей.

Процес лиття по виплавлюваних моделях базується на наступному основному принципі:

• Копія або модель кінцевого вироби виготовляються з легкоплавкого матеріалу.

• Ця модель оточується керамічною масою, яка твердне і утворює форму.

• При подальшому нагріванні (прокалке) форми модель виливка розплавляється і віддаляється.

• Потім в залишилася на місці вилученого воску порожнину заливається метал, який точно відтворює вихідну модель виливка.

Лиття за газифікованими (випалюваною) моделям

На 1 тонну придатного литва витрачається 4 види модельно-формувальних (неметалевих) матеріалів:

кварцового піску - 50 кг,
противопригарного покриття - 25 кг,
пінополістиролу - 6 кг,
плівки поліетиленової - 10 кв.м.

Відсутність традиційних форм і стрижнів виключає застосування формувальних і стрижневих сумішей, формування складається з засипки моделі піском з повторним його використанням на 95-97%.

Відцентрове лиття і відцентровий метод лиття

Відцентровий метод лиття (відцентрове лиття) використовується при отриманні виливків, що мають форму тіл обертання. Подібні виливки відливають з чавуну, стали, бронзи і алюмінію. При цьому розплав заливають у металеву форму, що обертається зі швидкістю 3000 об / хв.

Під дією відцентрової сили розплав розподіляється по внутрішній поверхні форми і, кристаллизуясь, утворює виливок. Відцентровим способом можна отримати двошарові заготовки, що досягається почергової заливкою в форму різних сплавів. Кристалізація розплаву в металевій формі під дією відцентрової сили забезпечує отримання щільних виливків.

При цьому, як правило, в виливках не буває газових раковин і шлакових включень. Особливими перевагами відцентрового лиття є отримання внутрішніх порожнин без застосування стрижнів і велика економія сплаву з причини відсутності літніковойсистеми. Вихід придатних виливків підвищується до 95%.

У нашому виробництві використовують машини з горизонтальними осями обертання. Широким попитом користуються виливки втулок, гільз та інших заготовок, що мають форму тіла обертання, вироблені за допомогою методу відцентрового лиття. Що таке відцентрове лиття?

Відцентрове лиття - це спосіб отримання виливків у металевих формах. При відцентровому литті розплавлений метал, піддаючись дії відцентрових сил, відкидається до стінок форми і твердне. Таким чином виходить виливок. Цей спосіб лиття широко використовується в промисловості, особливо для отримання пустотілих виливків (з вільною поверхнею).

Технологія відцентрового лиття забезпечує цілий ряд переваг, часто недосяжних при інших способах, наприклад:

Висока зносостійкість.
Висока щільність металу.
Відсутність раковин.
В продукції відцентрового лиття відсутні неметалеві включення і шлак.

Відцентровим литтям отримують литі заготовки, що мають форму тіл обертання:

втулки;
вінці черв'ячних коліс;
барабани для виробництва паперу машин;
ротори електродвигунів.

Найбільше застосування відцентрове лиття знаходить при виготовленні втулок з мідних сплавів, переважно олов'яних бронз.

У порівнянні з литтям в нерухомі форми відцентрове лиття має ряд переваг: підвищуються заповнюваність форм, щільність і механічні властивості виливків, вихід придатного. Однак для його організації необхідно спеціальне обладнання; недоліки, властиві цьому способу лиття: неточність розмірів вільних поверхонь виливків, підвищена схильність до ліквації компонентів сплаву, підвищені вимоги до міцності ливарних форм.

Лиття в оболонкові форми

Лиття в оболонкові форми - спосіб отримання фасонних виливків з металевих сплавів у формах, що складаються з суміші піщаних зерен (зазвичай кварцевих) і синтетичного порошку (зазвичай фенолоформальдегидной смоли і пульвер-бакеліта). Краще застосовувати плакованих піщаних зерен (покритих шаром синтетичної смоли).

Оболонкову форму отримують одним з двох методів. Суміш насипають на металеву модель, нагріту до 300 ° С, витримують протягом декількох десятків секунд до утворення тонкого зміцненого шару, надлишок суміші видаляють. При використанні плакованої суміші її вдувають в зазор між нагрітою моделлю і зовнішньої контурної плитою. В обох випадках необхідно доупрочненіе оболонки в печі (при температурі до 400 ° С) на моделі. Отримані оболонкові напівформи скріплюють, і в них заливають рідкий сплав. Щоб уникнути деформації форм під дією сплаву, що заливається перед заливкою їх поміщають в металевий кожух, а простір між його стінками і формою заповнюють металевим дробом, наявність якої впливає також на температурний режим охолоджується виливки.

Цим способом виготовляють різні відливання масою до 25 кг. Перевагами способу є значні підвищення продуктивності в порівнянні з виготовленням виливків литтям в піщані форми, управління тепловим режимом охолодження виливки і можливість механізувати процес.

Портал трубоводной арматури Armtorg.ru

м Чернівці, Заводський 9-й проїзд, 5г / 8.

+7 (3852) 567-734; +7 (3852) 226-927

Схожі статті

Попередня ◈ Наступна