Литейное производство

Способы обработки металлов

Магнитно-мягкие материалы

а) технически чистое железо. Содержит не более 0,1 % примесей. В зависимости от технологии получения различают электролитическое и карбонильное железо (обычно выпускают в виде порошка, из которого прессуют сердечники для ВЧ полей);

б) электротехническая сталь – содержит до 0,05 % С и 0,7…4,8 % Si.

Кремний улучшает магнитные свойства, повышает электрическое сопротивление, но одновременно увеличивает хрупкость сплава, что затрудняет механическую обработку.

Выпускают в виде листов, рулонов и ленты, часто с нанесением электроизоляционного покрытия.

в) магнитно-мягкие сплавы:

- пермаллои – железо-никелевые сплавы, имеющие высокие магнитные характеристики. Применяются для малогабаритных сердечников;

- альсифер – сплав алюминия, кремния и железа. Очень твёрдый и хрупкий, детали выполняют отливкой или прессованием из порошка со связующим. Имеет близкие к пермаллоям магнитные свойства;

- ферриты – металлокерамика типа МеО×Fe₂O₃, где Ме – двухвалентный металл: Mn, Co, Mg, Ni, Zn. Очень твёрдые и хрупкие. Применяют для ВЧ сердечников и магнитных антенн.

2)Магнитно-твёрдые материалы

а) закалённые высокоуглеродистые стали: хромистые, вольфрамовые и кобальтовые. В настоящее время применяют ограниченно из-за высокой стоимости и сравнительно низких магнитных свойств;

б) специальные сплавы на основе Fe-Ni-Al, а также на основе Al-Ni-Co-Fe. Сплавы подвергают термомагнитной обработке;

в) металлокерамические магниты – получают спеканием порошков из сплавов Fe-Ni-Al-Co. Изделия закаливают, а затем отпускают. Применяют при массовом изготовлении небольших изделий сложной формы;

г) магнитотвердые ферриты. В основном используют феррит бария BaO×6Fe₂O₃. Имеет стабильные характеристики и значительно дешевле металлических магнитов.

Недостатки: высокая хрупкость и чувствительность к резким изменениям температуры.

Процесс получения фасонных отливок в результате твердения расплавленного металла залитого в форму.

Для литья применяют металлы с высокой жидкотекучестью и малыми усадками (1...2 %) при твердении: чугуны, литейные стали, медные, алюминиевые, титановые и магниевые сплавы.

Различают:

I Литьё в разовые формы, изготовленные из формовочной смеси, которая состоит из кварцевого песка, глины, молотого кокса и формовочной земли. Возможна формовка всырую и всухую.

1) При мелкосерийном производстве применяют ручную формовку.

Характерные операции:

а) половинку модели устанавливают разъёмом вниз на подмодельную доску, затем устанавливают опоку (ящик без дна с ручками) и набивают её формовочной смесью;

б) переворачивают набитую опоку, устанавливают вторую половинку модели, круглые конические колышки для литника и выпора, вторую опоку, скрепляют её с первой, и набивают формовочной смесью;

в) вынимают колышки, разъединяют опоки и осторожно вынимают половинки моделей. Литники соединяют с полостью формы, прорезая литниковые ходы;

г) устанавливают на место изготовленные отдельно стержни, верхнюю опоку на нижнюю, скрепляют их и заливают металл.

2) При крупносерийном производстве, применяют машинную формовку по модельным плитам, к которым прикреплены половинки моделей.

При изготовлении стальных отливок используют смеси из огнеупорных материалов, а в формах предусматривают прибыли для подпитки жидким металлом (ликвидируются усадочные раковины). От готовых деталей прибыли отрезают. Затем стальные отливки отжигают (для измельчения зерна металла и снятия внутренних напряжений).

Плавку металлов ведут в мартеновских печах и конверторах (углеродистые стали), в дуговых электропечах (легированные стали), в тигельных, пламенных и индукционных печах (сплавы цветных металлов). Чугун обычно плавят в вагранках (шахтных печах).

II. Специальные виды литья:

1) Отливка в металлические формы – кокили. Используют для получения точных отливок, чаще из сплавов цветных металлов. Кокили изготавливают из стали или чугуна. Перед заливкой металла их подогревают до 300 – 500 ⁰С.

2) Центробежное литьё - жидкий металл заливают во вращающуюся форму (трубы, колёса, шкивы, втулки и т.п.)

3) Литьё под давлением - применяют при массовом изготовлении деталей из сплавов цветных металлов.

Литьё точное, не нуждается в механической обработке (детали автомашин, паровой и водяной аппаратуры и т.п.)

4) Литьё по выплавляемым или выжигаемым моделям - применяют для получения точных отливок сложной формы. Модели изготавливают из легкоплавких материалов (воск, парафин) или выжигаемых (пенопласт), затем их покрывают краской, опыляют корундовым порошком и заформовывают в опоке. Форму нагревают, модель расплавляется или выжигается и в полость формы заливают металл (режущие инструменты, лопатки газовых турбин и т.п.).

5) Литьё в оболочковые формы - модель вместе с подмодельной плитой нагревают до ~200 ⁰С и засыпают формовочной смесью из кварцевого песка и термореактивной смолы. Слой смеси прилегающий к модели оплавляется, образуя корку толщиной 10 – 12 мм. Полученную форму упрочняют нагревом до ~350 ⁰С, затем собирают, заформовывают в опоку и заливают металл. Применяют для точных отливок из любых металлов.