§ 2. Центробежное литье

Если залить расплавленный металл в полость вращающейся литейной формы, то его частицы под действием центробежных сил будут удаляться от оси вращения формы и, встречаясь со стенкой

11 Зотов Б. Н.

273

Рис. 144. Схемы центробежной заливки форм

Рис. 145. Схема роликовой машины с гори­зонтальной осью вращения формы для цен­тробежного литья

формы, распределяться по ней, образуя в центре формы полость. Такое явление используется при производстве отливок центробеж­ным литьем. Заливая во вращающуюся форму необходимое коли­чество расплава, можно получить плотную, без газовых раковин и рыхлости пустотелую отливку, не устанавливая в форме стер­жень.

На рис. 144 показаны схемы центробежной заливки форм с вертикальной (а) и горизонтальной (б) осями вращения. Формы (изложницы) для центробежного литья делают металлическими и футерованными. Для их вращения применяют шпиндельные и роликовые машины. На рис. 145 изображена схема роликовой машины с горизонтальной осью вращения.

Центробежным способом литья получают в основном отливки, имеющие форму тел вращения (втулки, водопроводные и канали­зационные трубы, барабаны из чугуна, стали, бронзы и других сплавов), толщину стенки до 30—50 мм и массу до 45 т.

§ 3. Литье под давлением

Сущность литья под давлением в том, что расплавленный металл при заливке в металлическую форму (пресс-форму) посту--пает не самотеком, а под давлением до 350 МПа, создаваемым в применяемых для этой цели машинах.

Литьем под давлением можно получать отливки со стенками толщиной до 0,8 мм, практически не требующие дальнейшей меха­нической обработки. Производительность труда при литье под давлением по сравнению с другими способами литья высокая. При использовании многогнездных пресс-форм получают до 20 000 отливок из цинкового сплава в час. Санитарно-гигиенические усло­вия работы в цехе сравнимы с условиями в цехе механической обработки.

При литье под давлением отливки испытывают значительные нагрузки при усадке, плотном обжатии металлических стержней при снятии со стержней и выталкивании из пресс-формы. В связи

274

с этим применяемые литейные сплавы должны обладать высокой сопротивляемостью к образованию горячих трещин, необходимой прочностью при высоких температурах, не взаимодействовать с металлом пресс-формы и камер прессования.

Наибольшее применение при литье под давлением нашли цин­ковые, алюминиевые, магниевые сплавы, из медных сплавов — латунь. Цинковые сплавы обладают хорошими литейными свой­ствами, имеют низкую температуру плавления (400—430 °С), почти не реагируют с металлом пресс-форм и камер прессования. Из алюминиевых сплавов рекомендуются сплавы марок АЛ2, АЛ4, АЛ9, из магниевых — МЛЗ и МЛ5, из латуней — ЛЦ40С, ЛЦ16К4. Бронзы, имеющие широкий интервал кристаллизации, для литья под давлением применять не рекомендуется.

В последние годы на отечественных предприятиях, используя пресс-формы из сплавов на основе молибдена, освоили процесс литья под давлением чугуна и стали. Получены чугунные и сталь­ные отливки, по точности размеров не уступающие отливкам, изго­товленным литьем под давлением из алюминиевых, магниевых и медных сплавов.

Пресс-формы — металлические литейные формы, заполняемые расплавленным металлом под давлением, изготовляют из хро­мистых жаростойких инструментальных углеродистых сталей. Пресс-форма состоит из двух частей: подвижной и неподвижной. Для удобства извлечения отливки из пресс-формы стержни и выступы, образующие внутренний контур отливки, делают в по­движной части. Для увеличения стойкости.пресс-формы и сниже­ния прилипаемости металла к ее стенкам рабочую поверхность шлифуют, полируют, хромируют и фосфатируют. В пресс-форме предусмотрена система охлаждения ее рабочей части обдувом сжатым воздухом, а также водой, циркулирующей в каналах, устроенных внутри стенок.

Стойкость пресс-формы определяется числом полученных в ней отливок. Средняя стойкость пресс-формы при литье цинковых сплавов 250 000 отливок, алюминиевых 80 000, латунных 10 000 отливок.

Машины для литья под давлением бывают двух типов: с горя­чей и холодной камерой прессования. Машины с горячей камерой прессования, принцип работы которых показан на рис. 146, а, применяют для получения отливок из легкоплавких сплавов на основе цинка, свинца и олова. В машине камера прессования / расположена в подогреваемом тигле 2 с расплавленным металлом. При верхнем положении поршня 8 металл в камеру прессования поступает через отверстие 7. При движении поршня 8 вниз он перекрывает входное отверстие и выпрессовывает металл из камеры прессования по трубе 3 через мундштук 6 в полость 4 пресс-формы. После затвердевания отливки пресс-форма раскрывается, из ее подвижной части толкателями 5отливка удаляется из пресс-формы. При подъеме поршня 8 в прежнее положение входное отверстие

11* 275

L

Рис. 146, Схемы работы машин для литья под давлением

открывается, металл поступает в камеру прессования для следую­щей прессовки.

Машины с холодной камерой прессования применяют для изго­товления отливок из сплавов алюминия, меди, магния, стали и чугуна. В зависимости от расположения камеры прессования раз­личают машины с вертикальной и горизонтальной камерами прес­сования. Принцип работы машины с вертикальной камерой прес­сования показан на рис. 146, б.

В последнее время широкое применение нашли машины с гори­зонтальной камерой прессования, позволяющие создавать большие усилия прессования. В современных машинах с горизонтальной камерой прессования при литье алюминиевых и медных сплавов давление прессования достигает 200—350 МПа. Высокое давле­ние обеспечивает получение плотных отливок. Для увеличения стойкости пресс-формы металл в камеру прессования заливают в полужидком состоянии. Пресс-форма машины состоит из двух частей: подвижной 3, укрепленной на плите 5, и неподвижной 2, расположенной на плите / машины. В подвижной части пресс-формы (рис. 147, а) расположен металлический стержень 4, об­разующий полость в отливке. Для удаления отливки из пресс-формы в плиту 6 вмонтированы выталкиватели 7.

Процесс получения отливки следующий. После прогрева и смазывания пресс-формы подвижная часть прижимается запорным механизмом к неподвижной В камере прессования 8 через зали­вочное отверстие 9 (рис. 147, б) мерным ковшом вручную или с помощью специального дозирующего устройства подается необ­ходимая доза расплава. Включается механизм прессования; при этом плунжер 10 перемещается вперед, перекрывает заливочное отверстие, создает в камере высокое давление, вследствие чего металл проходит через литниковый вход и заполняет полость пресс-формы.

276

Г)

Рис. 147. Схема литья под давлением на машинах с горизонтальной камерой прессования

После затвердевания отливки подвижная часть 3 пресс-формы отводится вместе с отливкой (рис. 147, в); при этом плунжер 10, продвигаясь вперед, выталкивает из камеры прессования пресс-остаток //. Плита 6 толкателей, дойдя вместе с подвижной частью пресс-формы до упора 12, останавливается. Пресс-форма, продол­жая двигаться до соприкосновения с плитой 6, оставляет отливку 13 на вышедших толкателях (рис. 147, г), с которых она попадает на приемный конвейер.

Процессы литья под давлением в настоящее время осуществляют на механизированных и автоматизированных машинах с автомати­ческой дозировкой и подачей расплава в камеру прессования, опе­рацией извлечения из пресс-форм отливок и подачей их в штамп обрезного пресса с помощью механических рук, с плавильными печами, с регулированием температуры расплава в раздаточной печи.

Простота процесса литья под давлением дает возможность полностью его автоматизировать.

К недостаткам этого способа получения отливок относятся: сложность и продолжительность процесса изготовления пресс-форм (вследствие чего они имеют высокую стоимость), трудность выпол­нения отливок со сложной полостью и поднутрениями на поверх­ности (наличие газовых раковин и рыхлот в стенках отливок).

277

Применение литья под давлением в производстве художествен­ных отливок из чугуна пока ограничено трудностью изготовления сложных (с большим числом частей) металлических форм, трудно­стью получения пустотелых отливок в связи с невозможностью использования металлических стержней.