Opori-osveshenia.ru

Опоры освещения
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как сделать форму для литья

Как сделать форму для литья

Изготовление литейных форм, на фрезерном станке Roland Modela

Студент ФабЛаба рассказывает, как она сделала форму для литья на фрезерном станке Roland Modela, и отлила в форму металл и пластик.

Задача: Разработать произвольную фигурку или изделие, которое мы могли бы повторить несколько раз, сделав для него форму для литья.

Я решила скачать модель фигуры с Thingiverse и по-своему персонализировать её в Rhinoceros. Мне хотелось попробовать поработать с твёрдыми материалами такими как металл или жесткий пластик, поэтому сама форма для литья должна была быть мягкой. Контрформу мы делали из воска для моделирования с помощью фрезерного станка Roland Modela, а для самой формы мы использовали термостойкий силикон.

Общие рекомендации при изготовлении формы и контрформы:
1) Рассчитайте диаметр используемой фрезы. Убедитесь, что вы оставляете достаточно места между вашим изделием и стенкой контрформы.
2) Оставьте отверстие достаточного размера для заливания материала, а также дополнительное вентиляционное отверстия для выхода воздуха.
3) Стенки контрформы должны быть немного наклонены.
4) Если вы делаете форму из двух частей, не забудьте сделать шипы и пазы для точного соединения половинок.
5) Помните, что для отливки твердых изделий нужны мягкие формы.
6) Обратите внимание на соотношение смешиваемых материалов отливки.

Процесс изготовления

Изменить форму черепа я пробовала двумя разными способами, чтобы получить двустороннюю форму для отливки. Так как отливать я буду из металла, и изделие будет твердым, то сама форма должна быть мягкой. Я подготовила 3D-модель контрформы в Rhinoceros , которую буду вырезать из бруска воска для моделирования размером 7,0 X 14,1 X 3,5 см. Также я учла и оставила необходимые отверстия для заливки металла и вентиляционные отверстия.

После того, как я закончила делать 3D-модель, я стала вырезать из бруска модельного воска контрформу, на фрезерном станке Roland Modela . Для черновой обработки я использовала концевую 2-зубую фрезу диаметром 3 мм, для чистовой — сферическую фрезу диаметром 1,5 мм. Я прошлась по чистовой только в одном направлении (ху), так как на мой взгляд и этого было вполне достаточно, и дополнительная обработка была ни к чему, а время — сэкономилось. На черновую и чистовую обработку в общей сложности ушло примерно 3 часа и 20 минут .

Когда контрформа была вырезана, я начала делать собственно саму форму из термостойкого силикона. Как я упоминала ранее, форма должна была быть не только мягкой, но и очень термостойкой, поэтому я использовала силикон повышенной термостойкости Mold MAX® 60 .
Порядок действий изготовления нашей формы для литья:
1) Нанести некоторое количество универсальной разделительной смазки-спрея и дать ей подсохнуть в течение 3 минут.
2) Сделать смесь для силикона: компоненты A и B смешиваются в массовой пропорции 100A:3B (или согласно инструкции к тому силикону, который вы используете).
3) Вылить смесь в контрформу, убедившись, что внутрь не попали пузырьки воздуха.
4) На всякий случай тщательно простучать форму, пока все пузырьки воздуха не выйдут на поверхность.
5) Дать силикону застыть в течение суток.

К сожалению, в моём случае получилось так, что через сутки силикон был всё ещё незастывшим. Оказалось, что весы были испорчены, показывали неверный результат, и я смешала в неправильной пропорции! После очистки контрформы с помощью воды и мыла я постаралась сделать всё правильно.

Хоть и со второго раза, но получилось же!

Теперь всё готово к долгожданной отливке.
Для того, чтобы отлить металлические изделия я сделала следующие шаги:
1) Добавить тальк в форму.
2) Нагреть печку или сосуд, в котором будете плавить металл, подождать пока ваши заготовки расплавятся. Соблюдайте технику безопасности и работайте в перчатках!
3) Сложить обе части формы и выровняв сжать их каким-нибудь удобным для вас способом. Части формы должны быть хорошо сжаты, чтобы не допустить протечек.
4) Аккуратно и неспешно залить расплавленный металл.
5) Сразу же окунуть форму в холодную воду для охлаждения. Оставить форму в воде до тех пор, пока она достаточно хорошо не остынет и можно будет её трогать.
6) Снять форму и достать ваше изделие.

Черепа вышли очень неплохими, с хорошей детализацией. Один из них я отполировала, а второй оставила без обработки (см. рисунки).

После завершения работ с металлом, я попробовала сделать то же самое из пластика.
Процесс был проще, так как пропорция смеси для материала составляет 1:1.
Также пластиком легче оперировать, он не горячий и отливать из него проще.
Результат на картинке:

Литье в металлические формы

Литье в металлические формы (кокили), особенно при серийном и массовом производстве, дает следующие преимущества по сравнению с литьем в песчаные формы:

1) повышение качества получаемых отливок путем улучшения прочностных свойств, увеличения гладкости поверхностей, уменьшения допусков и припусков на обработку;

Читайте так же:
Аргонодуговая сварка настройка аппарата

2) повышение технико-экономических показателей производства литья за счет увеличения производительности, упрощения технологии, частичной или полной механизации процесса производства, экономии металла, уменьшения количества брака, сокращения расхода формовочных и стержневых смесей, увеличения съема с 1 м 2 площади литейного цеха (обычно в 3-5 раз);

3) улучшение условий труда в результате устранения тяжелых работ при изготовлении форм и при выбивке литья, а также за счет уменьшения количества пыли.

Экономичность кокильного литья становится тем больше, чем дешевле кокиль, чем выше его стойкость, чем меньше применяется стержней (особенно песчаных), чем выше уровень механизации и, наконец, чем меньше расход металла и объем механической обработки. Последние соображения, иллюстрируемые рис. 1, часто бывают решающими. На рис. 1 представлена сравнительная стоимость изготовления крышки резервуара из силумина в зависимости от количества отливок и способа литья.

Рис. 1. Сравнительная стоимость изготовления крышки

резервуара из силумина в зависимости от количества

отливок и способа их изготовления:

а — литье в песчаные формы;

б — литье в металлические формы

(пунктирные линии показывают стоимость

необработанного литья, сплошные-стоимость

Обычно применение металлических форм считается экономически обоснованным, если серия простых отливок составляет несколько сотен штук, а сложных отливок — 1000-2000 шт. Оно ограничивается размером и весом отливок, их очертаниями, толщиной стенок и т. п., что подробно рассмотрено в седьмой части книги.

Заливка в металлические формы должна осуществляться непрерывно, в отличие от литья в песчаные формы, когда . заливку можно производить либо непрерывно (например, с помощью движущегося транспортера), либо в определенные промежутки времени, после накопления соответствующего количества форм. С точки зрения организации производства литье в песчаные формы предоставляет большую оперативную свободу по сравнению с литьем в кокиль.

Постоянное наличие жидкого металла легко обеспечить, если плавка происходит одновременно в нескольких небольших печах или имеется возможность хранить расплавленный металл в течение длительного времени. Эти условия легче осуществить при плавке нежелезных сплавов и труднее — при плавке чугуна и стали. При чугунном литье согласование работы вагранки с темпом заливки металлических форм может встретить серьезные трудности.

Для заливки стали в металлические формы цех должен иметь печь, позволяющую получать частые плавки небольших порций металла (например, малый конвертер, небольшая электрическая печь).

Получение в металлических формах чугунных отливок сложнее, чем получение отливок из легких или медных сплавов. Это обусловлено более высокой температурой заливаемого металла, большей опасностью возникновения трещин в отливках из-за торможения усадки, опасностью возникновения отбела в тонких частях отливок и, наконец, меньшей долговечностью форм. Еще большие трудности представляет получение стальных отливок, прежде всего ввиду опасности возникновения трещин и недоливов, а также из-за малой стойкости форм.

Строгое соблюдение технологических правил при литье в металлические формы имеет еще большее значение, чем при литье в песчаные формы. Следует также помнить о том, что запуск в серийное производство новых металлических форм требует довольно длительного времени для их изготовления, для получения и проверки пробных отливок и устранения возможных дефектов формы. Темп изготовления отливок в металлических формах более быстрый, чем в песчаных формах, поэтому если новое производство недостаточно изучено и налажено, возникает опасность получения большого количества брака.

Рис. 2. Отливка в металлическую форму ролика

из алюминиевого сплава:

1- 4 — части формы

Литье в металлические формы алюминиевых и медных сплавов широко применяется для изготовления:

а) деталей газовой, гидравлической и электрической арматуры: корпусов кранов и задвижек, муфт газопроводов и водопроводов, муфт электрических кабелей, оправ электрических ламп и т. п.;

б) предметов домоустройства, оборудования железнодорожных вагонов и автомобилей: ручек, задвижек, корпусов замков, плиток, валиков, вешалок и т. п.;

в) кухонной алюминиевой посуды: сковородок, чайников и т. п.

На Рис. 2 и 3 представлены примеры такого рода отливок вместе с металлическими формами.

Получение в металлических формах отливок из алюминиевых и магниевых сплавов широко используется в машиностроении, в особенности в авиа-и моторостроении (головки цилиндров, блоки цилиндров, порщни и т. п.). В качестве примера на Рис. 11 показан цилиндр стартера газовой авиационной турбины вместе с формой.

Рис. 3. Отливка в металлическую форму кронштейна из алюминиевого сплава: А, Б — половинки формы; 1-5 — стержни.

Рис. 4. Цилиндр стартера газовой авиационной турбины из алюминиевого сплава (а) и металлическая форма для отливки цилиндра (б):

1 — основание формы; 2 — нижняя часть корпуса формы; 3 — гребенка нижней части корпуса; 4 — верхняя часть корпуса формы; 5 — гребенка верхней части корпуса; 6-9 — боковые части корпуса формы; 10 — деталь корпуса формы, прилегающая к корпусу турбины; 11, 12- детали корпуса с ребрами; 13 — откидывающаяся часть корпуса; 14 — подвижная часть; 15, 16 — стержни; 17, 23 — вкладыши; 18 — запорный кулачок; 19 — стержень, образующий среднее отверстие; 20 — стержень для вертикального канала; 21- стержень для вентиляции формы; 22 — плитка запорного кулачка.

Читайте так же:
Для чего служат диоды

Совершенно очевидно, что конструктор отливок должен хорошо разбираться в конструировании металлических форм и работать в тесном контакте с технологом-литейщиком.

Из чугуна в металлических формах изготовляют детали арматуры, кухонную посуду, предметы широкого потребления, а также детали машин (Рис. 5). До недавнего времени из чугуна отливали только небольшие детали машин.

Рис. 5. Отливка корпуса чугунного вентиля (а) и металлическая форма для нее (б).

Последние эксперименты показали, что литье в металлические формы целесообразно применять также для изготовления некоторых крупных деталей машин весом от нескольких сотен килограммов до 1-2 Т.

Обычно из стали в металлических формах изготовляют мелкие и средние отливки сравнительно несложной конфигурации и с не очень тонкими стенками.

Автор: Администрация

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Литьё металлов. Методы и способы литья металлов.

Литьё металлов

Застывая, металл сохраняет форму того сосуда, в который был залит в жидком виде. Эту особенность металла человек использовал при получении изделий способом литья.

литьё металла на Руси

каслинское литьёНаша страна издавна славилась искусными литейщиками. В Московском Кремле стоят «Царь-пушка» массой 40 т, отлитая Андреем Чоховым в конце XVI в., и «Царь-колокол» массой 200 т, изготовленный знаменитыми литейщиками Иваном и Михаилом Моториными в первой половине XVIII в. Во многих странах мира известны художественные изделия Каслинского чугунолитейного завода на Урале.

Одно из главных качеств литейного материала — способность растекаться, или жидкотекучесть. Металл или сплав в жидком состоянии должен быть подвижным и невязким, легко заполнять любую сложную форму, быстро проникать в её тончайшие извилины.

Из сплава с хорошей жидкотекучестью можно получить отливку с тонкими стенками. Если металл растекается медленно, то из него тонкостенная отливка не получится: он застынет, прежде чем заполнятся все извилины формы.

чугун, чугунные чушки

Чугунные чушки.

Один из лучших литейных материалов — чугун. Он обладает отличной жидкотекучестью. У стали жидкотекучесть меньше, и приходится прибегать к различным ухищрениям, чтобы заставить сталь заполнить всю форму.

Самый древний способ литья — литьё в песчано-глинистые формы, или литье в землю. Однако этот способ, хотя его и считают простым, требует большой предварительной работы.

Литьё металла в землю

Сначала в модельном цехе из дерева или металла делают модель будущей отливки. Она должна быть несколько большего размера, чем отливка, с учетом усадки металла при охлаждении. Модель (как и будущая форма) разъемная и состоит из двух половинок. В землеприготовительном отделении литейного цеха из земли и различных добавок готовят формовочную смесь. Если у отливки должно быть внутреннее отверстие или полость, то необходимо приготовить еще одну смесь — для стержней. Назначение стержней — заполнить те места в форме, которые в детали соответствуют отверстиям или полостям.

формовочные смеси для литья

Формовочные и стержневые смеси готовят из специальных песков и глин и связующих материалов — растительных и минеральных масел, искусственной смолы, канифоли и т.д. Готовые смеси поступают к формовщикам, задача которых — изготовить литейные формы. Для этого на металлическую модельную плиту ставят одну половину модели разъёмом вниз (см. рис.), а затем металлический ящик без дна — опоку так, чтобы половина модели оказалась внутри него. Опоку плотно набивают формовочной землёй и переворачивают. Теперь половинка модели лежит в опоке разъёмом вверх. На эту опоку формовщик ставит ещё одну и скрепляет их штырями. Затем в верхнюю опоку устанавливают два деревянных конуса (на их месте в готовой форме останутся два отверстия для заливки металла и для выхода воздуха и газов) и плотно заполняют ее формовочной смесью.

заливка металла в форму

Теперь осталось вынуть из земли деревянную модель. Для этого опоки разъединяют и из каждой вынимают половинки модели. В земле остаются чёткие отпечатки двух половин детали (см. рис.). Их, а также заранее приготовленный стержень покрывают особой краской, чтобы жидкий металл не «пригорел» — не прилип к стенкам формы. В форму вставляют стержень и прорезают в земле канавку, соединяющую отверстие для заливки металла с полостью формы, — литниковый ход. На конец, верхнюю опоку снова кладут на нижнюю, соединяют их, и форма готова. Когда она немного подсохнет, в неё можно заливать металл.

готовая отливка

Чугун для литья приготовляют в специальных печах — вагранках. Если отливки стальные, то сталь для них плавят в конвертерах, мартеновских и электрических печах. Для расплавления цветных металлов существуют свои плавильные печи.

Жидкий металл заливают в форму из ковша, который движется вдоль ряда опок, а иногда опоки на конвейере движутся мимо ковша. Когда металл застывает, отливку вынимают из формы. С помощью наждачных станков, пескоструйных или дробеструйных аппаратов отливку очищают от приставшей формовочной земли.

Вместе с тем давно уже появились и успешно используются другие, более совершенные способы литья. Один из них литье в кокиль — металлическую форму (см. рис.), состоящую из двух половин, в одну из них перед заливкой металла вставляют стержни. Затем обе половины кокиля скрепляют между собой и заливают жидкий металл. Здесь он очень быстро затвердевает, и уже через несколько минут можно вынимать деталь и заливать новую порцию металла. С помощью одного кокиля получают сотни и тысячи одинаковых отливок.

Читайте так же:
Формула нахождения удельного веса

литьё металла в кокиль

Литьё металла в кокиль.

Однако таким способом можно получать отливки только из металлов или сплавов, обладающих хорошей жидкотекучестью. А для стали, например, у которой жидкотекучесть меньше, применяют литье под давлением (см. рис.). Жидкий металл под давлением сжатого воздуха или поршня хорошо заполняет любую сложную форму. Однако обыкновенный кокиль не выдерживает большого давления и разрушается. В связи с этим формы для этого способа литья — пресс-формы — делают из прочной стали. Машины для литья под давлением выпускают по нескольку тысяч отливок за смену.

литьё металла под давлением

восковая модель и опока для литьяЛитьё по выплавляемым моделям

Издавна известен способ литья по выплавляемым моделям, сделанным не из дерева или металла, а из легкоплавкого воскообразного (парафин, стеарин) вещества (см. рис.). Такую модель покрывают огнеупорной оболочкой и заформовывают в опоку. Горячий металл расплавляет воск и заполняет оболочку, в точности повторяя форму модели. При этом способе модель не надо извлекать из формы, что позволяет получать очень точные отливки. Кроме того, этот процесс легко автоматизировать.

Литьё в оболочковые формы

форма для литья

Иногда, когда отливка не требует большой точности, ее получают литьем в оболочковые формы (см. рис.). Их делают из смеси мелкого кварцевого песка с особой порошкообразной смолой. Этой смесью засыпают половинки металлических моделей, установленных на нагретой до 200—250°С металлической плите. Под действием тепла смола расплавляется, обволакивает и скрепляет зерна песка. На модели образуется песчано-смоляная корка. Затем модели вынимают, а плиту с оболочками ставят в печь, где они окончательно затвердевают. Наконец 2 полуформы оболочки соединяют между собой и заливают в полость металл.

центробежное литьё

Так же широко распространено центробежное литьё, с помощью которого делают отливки, имеющие форму тел вращения, — трубы, шестерни, зубчатые ободы и т. п. Металл заливают во вращающуюся металлическую форму, при вращении он прижимается к стенкам формы, и это позволяет получать отливки высокой точности.

электрошлаковое литьё

Один из современных способов — электрошлаковое литьё. В этом случае сначала получают жидкий металл методом электрошлакового переплава. Бездуговой переплав металлических электродов осуществляется за счет теплоты, выделяющейся при прохождении электрического тока через расплав электропроводящего шлака. Затем жидкий металл (не соприкасаясь с воздухом) поступает в водоохлаждающий медный кристаллизатор, являющийся литейной формой. Электрошлаковое литье применяется в основном для изготовления сравнительно несложных отливок, например коленчатых валов.

ЛИТЬЕ В МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ФОРМЫ

Отливки, полученные в разовой песчано-глинистой форме, имеют невысокую точность размеров и недостаточную чистоту поверхности, большие припуски на механическую обработку, крупнозернистую структуру. В связи с этим разрабатываются и все более широко внедряются способы литья, при которых повышается точность и снижается шероховатость поверхностей отливки и уменьшаются припуски на ее механическую обработку. В производстве используется много способов получения литья повышенной точности, в том числе литье в металлические формы (кокильное литье), литье под давлением, центробежное литье.

2.1. Литье в металлические формы (кокильное литье)

Сущность метода заключается в том, что вместо разовой песчано-глинистой литейной формы используют металлическую, многократно применяемую форму, называемую кокилем. Для получения в отливке внутренних полостей используют чаще всего металлические стержни. В металлических формах получают отливки из цветных сплавов, чугунов и реже сталей. Литье в кокиль имеет ряд преимуществ по сравнению с литьем в песчано-глинистые разовые формы:

• не требуются формовочные и стержневые смеси, модельно-опочная оснастка, повышается точность и чистота поверхности отливок;

• уменьшается количество пыли в литейном цехе и улучшаются санитарные условия труда; обслуживание металлических форм не требует высокой квалификации рабочих;

• значительно повышается производительность труда; сокращаются потребные производственные площади.

Однако наиболее важным преимуществом литья в металлические формы является многократное использование форм, высокое качество и плотность отливок. Плотность металла повышается за счет большой скорости затвердевания расплава, в десятки раз превышающей скорость затвердевания его в песчаной форме. Фронт кристаллизации в этом случае распространяется от поверхности к центру, что облегчает питание отливки жидким металлом. Благодаря повышенной скорости охлаждения растворенные в металле газы не успевают полностью выделиться, остаются в растворенном состоянии и тем самым оказывают менее вредное влияние на плотность и свойства отливок.

Наряду с преимуществами литье в кокиль имеет и ряд недостатков:

• высокая стоимость металлических форм, которые применяются поэтому только в серийном и массовом производстве;

• трудность изготовления кокилей для деталей сложной конфигурации;

• неподатливость металлических форм, что увеличивает опасность появления трещин в отливках;

• получение чугунных отливок с отбеленной поверхностью, требующих отжига, что удорожает их изготовление.

Устройство металлических форм (кокили). Металлические формы — кокили являются литейными формами многократного использования. Их изготавливают из серого, высокопрочного и легированного чугуна или стали.

Читайте так же:
Чем опасен углекислый газ

По конструкции металлические формы бывают вытряхные, неразъемные и разъемные. Вытряхные кокили (рис. 2.1, а), приме-няют для отливок, конструкция которых обеспечивает свободное удаление их из формы вместе с литниковой системой при повороте формы на 180°. Разъемные кокили делают створчатыми (рис. 2. 1, б), с горизонтальной плоскостью разъема (рис. 2.1, в) и с вертикальной плоскостью разъема (рис. 2.1, д, е) и более сложных конструкций.

Внутренняя полость кокиля (рабочая поверхность) оформляет наружную конфигурацию отливки. Отверстия, пазы и полости в отливке выполняются при помощи стержней — обычных песчаных или металлических. При этом конструкция металлических стержней должна обеспечивать их свободное извлечение из формы после затвердевания отливки. Для того чтобы можно было извлечь сложный металлический стержень 3 (рис. 2.1, е), его делают составным — из трех частей.

Металлическая форма не обладает газопроницаемостью, поэтому конструкция формы должна обеспечивать удаление воздуха и газов при ее заливке. В форме наряду с выпорами предусматривают вентиляционные пробки (венты) и тонкие риски по плоскости разъема.

Металлическая форма неподатлива и оказывает сопротивление усадке отливки при затвердевании. Это затрудняет извлечение отливки из формы. Поэтому в кокилях часто предусматривают толкатели (рис. 2.1, е).

Перед заливкой в кокиль металла рабочую поверхность кокиля окрашивают тонким слоем огнеупорной краски. Краска защищает поверхность кокиля от непосредственного контакта с жидким металлом и тем самым уменьшает износ формы. Кроме того, толщиной слоя краски можно регулировать интенсивность охлаждения отливки, так как краска менее теплопроводна, чем металлический кокиль. Окраску производят несколько раз в смену.

Полости литниковой системы, прибылей, выпоров облицовывают теплоизоляционным материалом (например, асбестом) и окрашивают более толстым слоем краски. Металл в этих каналах будет затвердевать в последнюю очередь.

Перед началом работы кокили подогревают до температуры 200…300 °С. Если перед заливкой металла форма будет холодной, то из-за большой теплопроводности формы металл потеряет жндкотекучесть раньше, чем заполнит форму. К тому же при заливке в неподогретый кокиль его поверхность при контакте с жидким металлом испытывает «термоудар», что увеличивает износ формы.

Стойкость металлической формы зависит от ее материала, температуры заливаемого сплава и массы отливки. Наименьшую стойкость имеют кокили при заливке стали 10…50 шт. при производстве крупных отливок и 400…600 шт. — мелких. При литье алюминиевых, магниевых и цинковых сплавов в кокиле можно получить от нескольких тысяч до сотен тысяч отливок.

Особенности технологии получения отливок в металлических формах. Перед заливкой поверхность металлической формы покрывают специальной краской с целью изолирования ее от соприкосновения с жидким металлом и увеличения срока службы формы, улучшения поверхности отливки или, в некоторых случаях, для уменьшения скорости охлаждения.

Во избежание отбела чугунных отливок необходимо подобрать соответствующий химический состав чугуна, обеспечивающий протекание процесса графитизации в условиях повышенной скорости охлаждения. С этой же целью перед заливкой чугуна кокиль нагревают до 250…300 °С и время выдержки отливок в кокиле сокращают до минимума. При получении в металлических формах отливок из силуминов отпадает необходимость модифицирования их натрием, так как быстрое охлаждение приводит к самопроизвольному измельчению кремния в образующейся эвтектике. При литье в кокиль медных сплавов полость формы покрывают жирными красками. Между металлом и кокилем образуется газовая прослойка, предотвращающая пригар и способствующая получению гладкой поверхности.

Весь технологический процесс получения отливок в металлических формах состоит из таких последовательно выполняемых операций: очистка кокиля от старой облицовки, подогрев формы, покраска формы, установка стержней, сборка формы, заливка, удаление отливки из формы.

2.2. Литье под давлением

Сущность метода состоит в том, что жидким металлом принудительно (под давлением) заполняют металлическую пресс-форму. Принудительное питание отливки жидким металлом устраняет образование усадочных раковин, рыхлот и пустот и дает возможность отказаться от прибылей. Ускоренная кристаллизация отливки способствует образованию мелкозернистой структуры и повышает ее механические свойства. Благодаря внешнему давлению растворенные в металле газы не выделяются и остаются в растворе, что снижает газовую пористость, повышает плотность, а следовательно, и прочность отливок. Детали, отлитые под давлением, обладают высокой точностью (10…12 квалитет точности) и шероховатостью поверхностей отливки Rz > 10 мкм. Поэтому в большинстве случаев они не нуждаются в механической обработке и направляются непосредственно на сборку. Литьем под давлением можно изготовить отливки с глубокими полостями, малыми отверстиями (диаметром до 2 мм),резьбой и толщиной стенок до 0,5 мм. К преимуществам этого вида литья также относится высокая производительность и взаимозаменяемость получаемых деталей. Металлические пресс-формы довольно сложны и дороги. Поэтому этот метод применяется в массовом производстве для получения тонкостенных отливок небольшой массы (до 50 кг) из цветных сплавов, обладающих сравнительно невысокой температурой плавления.

Литье под давлением осуществляется на специальных машинах, основными узлами которых являются: камера сжатия, металлическая пресс-форма и устройство для выталкивания отливок. По способу создаваемого давления машины делят на поршневые (широко используемые в практике) и компрессорные. Поршневые гидравлические машины бывают с горячей и холодной камерами сжатия. Машины с горячей камерой сжатия применяются в основном для по­лучения отливок из сплавов с низкой температурой заливки (на основе цинка, олова, свинца), а с холодной камерой сжатия — для получения отливок из всех цветных сплавов.Устройство и работа поршневых машин. Поршневые машины могут быть выполнены с вертикальной и горизонтальной камерой сжатия.

Читайте так же:
Не работает зарядное устройство шуруповерта интерскол

На машинах с вертикальной холодной камерой сжатия камера отделена от печи с расплавленным металлом (рис. 2.2, а).

Рис. 2.2. Поршневые машины для литья под давлением с холодной камерой сжатия

Сплав 2 заливают мерной ложкой в камеру сжатия 3 (положениеI). Верхний поршень 1, опускаясь, оказывает давление на сплав, а нижний поршень 10, перемещаясь, открывает литниковый канал. Сплав заполняет полость формы, состоящей из двух половин 4 и 5 (положение II). После затвердевания металла подвижная полуформа 4 отходит в сторону, и отливка 7, вместе с литником 8, выталкивается толкателями 6, а излишек металла 9 —поршнем 10 (положение III). Процесс литья под давлением на машине с горизонтальной холодной камерой сжатия (рис. 2.2, б) протекает в той же последовательности.

Рис. 2.3. Поршневая машина с горячей камерой прессования

В машинах с горячей камерой сжатия камера размещается непосредственно в ванне с жидким металлом и подвержена его воздействию. На рис. 2.3 изображена схема работы такой машины. Чугунный тигель 1 для поддержания постоянной температуры жидкого сплава снизу подогревается. При верхнем положении поршня 4 .через отверстие 2 сплав заполняет цилиндр 3 и канал 5. Перед заливкой форма 7 закрывается и конец мундштука 6 заходит в канал 5. При опускании поршень вытесняет сплав из цилиндра и канала в полость формы. После затвердевания отливки поршень поднимается, форма раскрывается, и отливка выталкивается из формы толкателями 8.

К преимуществам машин с горячей камерой сжатия относится возможность большей автоматизации, большая производительность, меньшие потери металла и улучшение условий труда. Однако на них нельзя получать отливки из сплавов с температурой плавления выше 450 °С и, кроме того, поршень, находящийся в расплаве, быстро изнашивается.

В машинах с холодной камерой поршень непродолжительно соприкасается с расплавом и поэтому изнашивается меньше. В этих машинах можно применять большие давления, что обеспечивает хорошую плотность отливок.

Центробежное литье

Сущность метода заключается в том, что жидкий металл заливают в форму, вращающуюся с определенной скоростью. Заполнение формы и кристаллизация металла происходит под действием центробежных сил, что обеспечивает значительное уплотнение и повышение прочности отливок. Газы и неметаллические включения (окислы, шлак), будучи более легкими, оттесняются тяжелым металлом к внутренней полости отливки, скапливаются там и затем удаляются при механической обработке. Преимуществом центробежного литья является высокий выход годного литья (до 90 %) благодаря почти полному устранению расхода металла на литники и прибыли.

Ось вращения формы может быть расположена горизонтально и вертикально. Если диаметр отливки значительно меньше ее длины (трубы, гильзы), то ось вращения располагают горизонтально (рис. 2.4, а). Если диаметр отливки больше ее высоты (колеса, шкивы, шестерни), то ось вращения располагают вертикально (рис. 2.4, б). В обоих случаях ось вращения совпадает с осью отливки, и внутренние ее очертания достигаются без применения стержней. Толщина стенки отливки определяется количеством подаваемого в форму металла. Этот метод применяют при получении отливок, имеющих форму тела вращения.

При получении фасонных отливок ось вращения может не совпадать с геометрической осью отливки (рис. 2.4, в).Внутренние очертания отливка получает при помощи стержней. Такой способ называется центрифугированием.

Центробежное литье труб. Наибольшее распространение центробежное литье получило при производстве литых чугунных труб. На рис. 2.4, г изображена схема центробежной машины для отливки чугунных труб с вращающейся от электродвигателя металлической формой 3 без футеровки. Форма имеет уклон до 5° для облегчения течения металла и извлечения отливки. Жидкий чугун из ковша по неподвижному желобу 1 попадает в форму, охлаждаемую водой из трубы 2. По мере заполнения металлом форма перемещается по рельсам влево.

По окончании заливки форма находится в крайнем левом положении и еще некоторое время вращается до полной кристаллизации металла. Затем электродвигатель выключают, а трубу вместе со стержнем 4, предназначенным для образования раструба, клещами извлекают из формы.

Рис. 2.4. Центробежное литье: а—ось вращения горизонтальная; б—ось вращения вертикальная в—центрифугирование; г — центробежное литье чугунных труб

Труба выдвигается влево, а форма движется вправо, в исходное для заливки положение (как показано на схеме). Чугунные трубы, полученные этим способом, с внешней поверхности отбеливаются, и в них возникают значительные внутренние напряжения. Поэтому после извлечения из формы отливки подвергают отжигу при температуре 850…920 °С.

Дата добавления: 2019-02-08 ; просмотров: 1845 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector