Вопросы для повторения

1. Какие Вы знаете способы выбивки отливок из форм?

2. Какое оборудование существует для механизированной выбивки от­ ливок?

3. Почему тонкостенные ажурные отливки следует выдерживать в форме до полного охлаждения?

4. Как осуществляют обрубку художественных отливок?

5. Почему питатели от тонкостенных отливок отрезают, а не отламывают?

6. Как очищают отливки от пригоревшей смеси?

7. Как происходит очистка отливок в галтовочных барабанах?

8. Можно ли очищать в галтовочных барабанах тонкостенные отливки?

9. Как удаляют стержни из отливок?

10. Когда очищают отливки вручную?

11. В чем принцип гидравлической очистки?

12. Как проводится очистка отливок в дробеструйном аппарате?

13. Когда и как производится химическая очистка?

14. Для чего необходим контроль отливок?

15. Какие Вы знаете виды дефектов художественных отливок?

16. От чего образуются газовые раковины в отливках?

17. Каковы причины образования шлаковых и песчаных раковин?

18. Какие причины образования спая в отливках?

19. Почему шероховатость поверхности тонкостенных художественных от­ ливок считается неисправимым браком?

20. Как отличить горячие трещины от холодных?

Глава

18

СПЕЦИАЛЬНЫЕ СПОСОБЫ ЛИТЬЯ

Увеличению выпуска и качества отливок в значительной мере способствовало развитие и широкое применение в литейном производстве специальных способов литья: в кокили (металли­ческие формы), по выплавляемым и выжигаемым моделям, в обо­лочковые формы, центробежного, под давлением и др.

Эти способы пока не нашли применения в производстве худо­жественных отливок, однако некоторые из них могли бы быть использованы для получения архитектурных отливок и их частей. Следует заметить, что в прошлом в художественном литье как и во многих более сложных процессах производства, существовали секреты, ревностно сохраняемые и передаваемые старыми масте­рами лишь по наследству. В отдельных промыслах традиция сохранять технологические секреты дошла и до наших дней и часто является помехой в распространении опыта и обмена им между отдельными предприятиями.

В известной мере этим объясняется некоторое отставание производства художественных отливок в техническом оснащении, использовании прогрессивных способов получения отливок, ши­роко известных и применяемых для получения машиностроитель­ных отливок.

§ 1. Литье в кокиль

Литейные формы, изготовленные из металла, называют коки­лями. В отличие от разовых форм, которые разрушают после одной заливки, в одной металлической форме можно получить в зависи­мости от размеров, сложности и применяемого сплава от 50 до 5000 отливок. Кроме того, при литье в кокиль повышается чистота поверхности и точность отливок, уменьшается объем их механи­ческой обработки, увеличивается механическая прочность, в не­сколько раз повышается производительность труда, экономится площадь литейного цеха (не нужны участки приготовления фор­мовочной смеси и изготовления литейных форм). Недостатки литья

270

0=

Рис. 142. Типы кокилей:

а — вытряхной; б — створчатый с вертикальным разъемом; в —• с горизонтальным разъемом; г — с комбинированным разъемом

*

в кокиль — высокая стоимость кокиля, ограниченный срок его службы, сложность получения тонкостенных отливок вследствие высокой теплопроводности стенок кокиля, быстрая кристаллиза­ция металла отливки.

Технологический процесс получения отливки в кокиле вклю­чает следующие операции: подготовку кокиля; сборку кокиля для заливки; заливку кокиля расплавом; удаление отливки из кокиля; обрубку, очистку и при необходимости термическую обработку отливки.

Классификация кокилей. В зависимости от сложности формы отливаемого изделия кокили могут быть цельными (неразъемными) и разъемными. Неразъемные, или вытряхные кокили, применяют при изготовлении простых по форме отливок, удаление которых из кокиля производится вытряхиванием при повороте кокиля на 180°. Вытряхной кокиль для получения деталей ажурной стенки из чугуна показан на рис. 142, а. Вытряхные кокили, конструкция которых обладает большой жесткостью, не коробятся, дают точные по размерам отливки. При использовании стержней, облегчающих процесс удаления отливки из кокиля, вытряхные кокили используют и для изготовления более сложных деталей.

Разъемные кокили применяют для литья более сложных изделий, имеющих части, которые затрудняют удаление отливки из кокиля способом вытряхивания. В зависимости от конструкции отливаемого изделия разъем кокиля может быть вертикальным, горизонтальным и комбинированным. По принципу разъема частей кокили подразделяют на створчатые и с параллельным разъемом. На рис. 142, б представлен створчатый кокиль с вер­тикальным разъемом для литья винтов герметической дверки отопительного прибора. Половинки такого кокиля крепятся шарнирно на стержне 1, части стягиваются зажимами. При от-

271

ливке головки винта в знак 2 на разъеме кокиля устанавливают металлический стержень с резьбой, который заливается в отлива­емой головке винта.

Кокили с горизонтальным разъемом (рис. 142, в) применяют для получения изделий с большими внутренними полостями, так как горизонтальный разъем кокиля позволяет удобно устанавли­вать в нем стержни.

Кокили с комбинированным разъемом используют для литья сложных отливок. Для удобства удаления отливок такие кокили имеют несколько частей, причем часть из них составляют песчаные стержни. Кокиль, изображенный на рис. 142, г, имеет четыре металлические части и два стержня.

Изготовление кокилей. Кокили изготовляют из серого чугуна, стали и алюминия способом механической обработки специальных заготовок или литьем (с готовой рабочей поверхностью) в кера­мических формах. Игольчатые кокили изготовляют путем сборки из проволочных элементов в специальных опоках.

С целью повышения срока службы кокиля, предохранения его от разъедания расплавленным металлом и приваривания металла к стенкам кокиля, регулирования времени затвердевания отдель­ных частей отливки на рабочую поверхность кокиля наносят слой огнеупорного покрытия (в виде облицовки и краски). Для при­готовления облицовки и краски в качестве наполнителей при­меняют пылевидный кварц, тальк, графит, асбест, в качестве связующих — жидкое стекло, глину, сульфитную барду. Для лучшего сцепления со стенкой кокиля в состав облицовки добав­ляют кремнефтористый натрий, буру и борную кислоту. Обли­цовку слоем 0,3—1 мм наносят на стенку кокиля один раз в смену, краску на облицовку — после каждой заливки. По сравнению с красками облицовки делают более огнеупорными и менее тепло­проводными. Стержни, применяемые в кокилях, могут быть песчаными, керамическими и металлическими, сухими или под­сушенными. Сырые стержни, имеющие низкую прочность, при­меняют редко. Для увеличения газопроницаемости металлической формы на ее рабочей поверхности и поверхности стержня делают небольшие риски, на плоскостях разъема —• каналы глубиной 0,3—1 мм.

Заливка кокилей. Для лучшего заполнения полости кокиля расплавом его перед заливкой подогревают: при заливке чугу­ном — до 200—400 °С, при заливке сталью — до 150—300 °С, при заливке алюминиевыми сплавами — до 200—400 °С. Заливку форм осуществляют через литниковую систему, изготовленную чаще всего в стержне. Вследствие быстрого охлаждения расплава, заливаемого в кокиль, сечение питателей его литниковой системы делают больше, чем сечение питателей литниковой системы песча­ных форм, на 25—30 %.

Механизация литья в кокили. Ручные операции технологиче­ского процесса литья в кокили, трудоемки и выполняются на

272

Рис. 143. Пневматический кокильный станок конструкции МВТУ вы» Баумана

оборудовании, нагретом до 400 °С. Поэтому в современных литей­ных цехах для раскрытия и закрытия кокилей, нанесения на их поверхность облицовочного слоя, установки металлических стерж­ней и удаления отливки применяют специальные механизирован­ные кокильные станки.

Привод механизированных кокильных станков может быть пневматическим, электрическим и гидравлическим. На рис. 143 представлен пневматический кокильный станок. На станине / станка смонтированы две половины кокиля с вертикальным разъемом: подвижная 4 и неподвижная 2. Подвижная половина кокиля по направляющим 5 перемещается к неподвижной под действием штока поршня пневматического цилиндра 6. Спарива­ние половин кокиля производится по штырям 3, установленными в неподвижной половине кокиля.

В серийном производстве применяют высокопроизводительные карусельные установки, конвейерные автоматические кокильные линии. Литье в кокили может быть использовано в производстве мелких художественных отливок из алюминиевых сплавов, чу­гунных архитектурных отливок, газонных решеток, головок колонок деталей ажурных стенок и других небольших деталей.

В настоящее время разработан способ литья в кокили и более сложных по форме художественных отливок типа небольших статуэток и бюстов из сплавов с низкой температурой плавления. Заливка производится в кусковую литейную форму из медного сплава (подобно пресс-форме, применяемой для изготовления выплавляемых моделей). Для заливки формы используют легко­плавкие цинковые сплавы. Готовую отливку извлекают путем разборки формы. Пустотелые художественные отливки несложной формы с полостью, выходящей наружу, отливают в кокилях без стержней способом намораживания металла на внутренней стенке формы.