СПОСОБЫ ЛИТЬЯ В СПЕЦИАЛЬНЫЕ ФОРМЫ

 

Литье в кокиль. Кокиль – это литейная форма многократного использования, изготовленная из металла. Основные достоинства кокилей по сравнению с песчаными формами – более высокая производительность труда, точность отливок, качество их поверхности.

Технология изготовления отливок в кокиле была известна еще в VII в. до н. э. Скифы таким образом отливали наконечники стрел для лука и различные украшения. Затем опыт был утрачен и возрожден в XVI в. в России для литья чугунных пушечных ядер и свинцовых пуль.

Материалы, используемые для изготовления кокилей, должны противостоять термическим ударам при заливке металла, хорошо обрабатываться, быть недефицитными и недорогими. Этим требованиям удовлетворяет чугун, иногда используют сталь, алюминиевые и другие сплавы. Кокиль бывает неразъемный и разъемный, одно и много гнездовой (рис. 66).

Процесс литья в кокиле включает следующие операции: очистка кокиля и нанесение на его рабочую поверхность огнеупорных покрытий (кварца, шамота, талька); установка песчаных или металлических стержней; сборка кокиля; заливка расплава; охлаждение кокиля сжатым воздухом, водой или эмульсией; разъем кокиля и выталкивание из него отливки; обрубка и зачистка отливки.

Подвод металла производят сверху, снизу (сифоном) или сбоку через щелевые питатели. Перед заливкой металла кокиль должен быть подогрет до необходимой температуры.

Литье в облицованный кокиль. Зазор между поверхностями рабочего гнезда кокиля и модели (разовой или многократного использования) заполняют составом, образующим после затвердевания облицовку. Облицовка повышает стойкость кокиля, дает возможность получения сложных стальных отливок.

Литье в оболочковые формы. Полуформы и стержни в виде тонкостенных оболочек делают из песчано-смоляных термореактивных смесей.

Их изготавливают путем отверждения на металлической нагреваемой оснастке слоя смеси, в котором связующее вначале расплавляется, а затем затвердевает, придавая оболочке необходимую прочность.

Литье по выплавляемым моделям. Сущность способа состоит в получении специальных моделей из легкоплавких материалов; сборке их в блоки (припаиванием литниковой системы к модели); покрытии модельных блоков огнеупорной оболочкой (окунанием в суспензию, обсыпкой зернистым материалом и сушкой до отверждения); удалении моделей, прокаливании оболочковых форм и заливке в них жидкого металла (рис. 67).

По способам удаления из оболочек различают модели: выплавляемые горячим воздухом или расплавленным модельным составом (парафиновые, стеариновые, восковые модели), растворяемые в воде (соляные модели) и выжигаемые в газовых печах (полистироловые модели).

Литье по выплавляемым моделям позволяет получать сложные отливки из различных сплавов, в том числе труднообрабатываемые резанием и ковкой. При этом повышается коэффициент использования металла, снижается себестоимость деталей. Этим способом получают отливки массой от нескольких граммов до 100 кг.

Изготовление «Медного всадника» дважды едва не завершилось провалом. Первый раз это случилось при вытапливании воска. Подмастерье, дежуривший у формы, заснул. Воск загорелся, и если бы не беспокойный Фальконе, проверявший ночью ход работы, форма была бы разрушена. Вторая авария случилась во время заливки. Прорвавшийся из формы металл вызвал большой пожар. Все разбежались, кроме литейщика Кайлова, который залил форму. В результате аварий в головах всадника и лошади образовались недоливы и намывы. Два года статуя простояла с зияющими ранами, лишь в 1777 г. ее удачно долили.

Изготовление моделей производят заливкой расплавленного модельного состава в прессформы, запрессовкой под давлением пастообразного состава или на машинах-автоматах.

Итак, данный способ используется для изготовления отливок, максимально приближенных по конфигурации к готовой детали; тонкостенных отливок повышенной точности; создания сложных конструкций, объединяющих несколько деталей в один узел.

Литье по газифицируемым моделям. При этом способе модель заформовывается в песчаную неразъемную форму и не извлекается из нее. В качестве материала моделей используют пенополистирол. Во время заливки благодаря теплу металла материал модели испаряется, а его место занимает заливаемый в форму металл. Применение вакуума при заливке формы и охлаждении отливки позволяет создавать экологически чистые производства, что делает этот способ одним из наиболее конкурентноспособных и перспективных, в частности, при производстве отливок для автомобилестроения.

Литье выжиманием – процесс получения тонкостенных крупногабаритных отливок путем свободной заливки расплавленного металла в раскрытые металлические формы с последующим их сдвиганием и выжиманием жидкого металла. Для улучшения заполнения формы и повышения качества отливки процесс осуществляется так, чтобы геометрические размеры полости формы изменялись по мере заполнения ее расплавом и затвердевания отливки.

Процесс может быть осуществлен по двум схемам: с поворотом подвижной полуформы вокруг неподвижной оси и с плоскопараллельным перемещением одной из двух подвижных полуформ (рис. 68).

Литье в керамические формы. Существуют различные виды литья в разъемные керамические формы, изготавливаемые по постоянным моделям. Например, шоу-процесс – способ получения заготовок (в том числе крупногабаритных) повышенной точности в разовых керамических формах, изготавливаемых из жидкоподвижных смесей. Смесь (суспензия) состоит из огнеупорных порошков различной зернистости, гидролизованного раствора этилсиликата и гелеотвердителя, резко ускоряющего процесс твердения. Ее выливают в оснастку, где она затвердевает. Затем форму снимают с модели и прокаливают (поджигают). Так получают отливки повышенной точности с хорошим качеством поверхности (штампы, кокиль, пресс-формы и т. д.).

ГПСМО-процесс (горячее прессование с использованием солеметаллических моделей) – способ изготовления отливок с применением прокаленных керамических форм и стержней. Изготавливать формы можно по металлическим, соляным или керамическим моделям. Для получения тонкостенной формы прессованием модельная оснастка должна состоять из модели, формирующей полость формы, контрмодели (контурной плиты), образующей контуры формы, и устройства для удаления модели. Керамическая масса, состоящая из огнеупорного порошка оксидов, силикатов, солей или металлических порошков, парафина и стеарина, в нагретом до 60 – 65 ^ОС (термопластичном) состоянии запрессовывается в полость между моделью и контрмоделью. Полученную форму обжигают в адсорбирующем наполнителе (глиноземе) при 850 – 900 ^ОС и заливают металлом.

Литье в углеродистые формы. Графитовые формы многократного использования применяют при литье титана и тугоплавких металлов, для которых графит в большинстве случаев является единственно приемлемым материалом формы. Кроме графитовых электродов и блоков для изготовления углеродных форм используют углеродные волокна, ткани и другие материалы, обладающие широким диапазоном теплофизических свойств.

return false">ссылка скрыта

Литье в замороженные формы. Формы и стержни получают методом низкотемпературной формовки (НТФ-процесс), при котором происходит замораживание водных вяжущих керамических суспензий. Метод основан на явлении необратимой коагуляции некоторых гидрозолей окислов металлов при охлаждении до температур ниже точки их замерзания. Особенностью образующейся керамики является сравнительно высокая сквозная и ориентированная пористость, что обеспечивает хорошую газопроницаемость формы.

Литье в магнитные формы – способ изготовления отливок, при котором используются газифицируемые (пенополистироловые) модели, помещаемые в опоку – контейнер, засыпаемую стальной или чугунной дробью. Форму упрочняют с помощью постоянного магнитного поля, под действием которого дробь связывается в единое целое. При заливке модель газифицируется, полость формы заполняется расплавом. После снятия магнитного поля дробь высыпается из опоки.