10 Кокильное литье
Кокильное литье, или литье в металлические формы - это литье металла, осуществляемое свободной заливкой кокилей. Кокиль - металлическая форма с есгесщеннмм или принудительным охлаждением, заполняемая расплавленным мс! а.шч под действием гравитационных сил. Основные элементы кокиля полуформы, плиты, вставки, стержни и т.д. - обычно изготавляются из чугуна или стали Перед заливкой расплава новый кокиль подготавливают к работе поверхность рабочей полости и разъем тщательно очищают от следов загрязнение масла, проверяют легкость перемещения подвижных частей.
точность их центрирования, надежность крепления. Затем на поверхность рабочеи поверхности и металлических стержней наносят слой огнеупорного покрытия облицовки и краски
Перед нанесением огнеупорного покрытия кокиль нагревают газовыми горелками
или электрическими нагревателями до температуры 150. 280 °С Краски наносят на кокиль обычно в виде водной суспензии через пульверизатор.
После нанесения огнеупорного покрытия кокиль нагревают до рабочей температуры, зависящей в основном от состава заливаемого сплава, толщины стенки отливки, ее размеров и требуемых свойств. Затем в кокиль устанавливают песчаные или керамические стержни (рисунок 3.4), если таковые необходимы для получения отливки; половины кокиля соединяют (рисунок 3.4, в) и скрепляют специальными зажимами, а при установке кокиля на кокильной машине с помощью ее механизма запирания, после чего заливают расплав в кокиль. После охлаждения отливки до заданной температуры кокиль раскрывают, полностью извлекают металлический стержень и удаляют из кокиля отливку (рисунок 3.4, d). Из отливки выбивают песчанный стержень, обрезают литники, прибыли, выпоры, контролируют качество отливки. Затем цикл повторяется.
Перед повторением цикла осматривают рабочую поверхность кокиля, плоскость разъёма. Обычно огнеупорную краску наносят на рабочую поверхность кокиля 1-2 раза в смену, изредка восстанавливая ее в местах, где она отслоилась от рабочей поверхности.
При оценке возможности изготовления отливок в металлических формах необходимо учитывать особенности формирования отливок: интенсивность теплообмена между отливкой и кокилем в 3-10 раз выше, чем при литье в разовые песчано-глинистые формы; в связи с этим металл отливок имеет более мелкозернистую структуру, что существенно повышает их механические свойства; в то же время высокая скорость может привести к неравномерным по сечению стенки отливки свойствам, а в чугунных отливках - к отбелу; быстрое охлаждение заливаемого металла стенками кокиля снижает жидкотекучесть расплава, поэтому толщина стенок отливок при кокильном литье больше, чем при литье в песчано-глинистые формы. Минимальная толщина стенок отливок из алюминиевых и магниевых сплавов 3...4 мм, чугуна - 6 мм, стали - 8...10 мм. Снижение жидкотекучести затрудняет получение крупногабаритных отливок. Это ограничивает применение для кокильного литья сплавов с пониженной жидкотекучестью.
По сравнению с литьем в песчано-глинистые формы литье в металлические формы обладает рядом технических и технологических преимуществ: многократное использование форм; повышение точности размеров отливок, уменьшение шероховатости поверхности, что позволяет снизить припуск намеханическую обработку в два-три раза, а иногда и полностью ее устранить; увеличение выхода годного литья до 75-95 %; повышение плотности отливок, улучшение структуры отливок и повышения их механических свойств на 15- 30%, сокращение, а в некоторых случаях полное исключение формовочных материалов и стержневых смесей; исключение трудоемких операций формовки, сборки и выбивки форм; наличие возможности комплексной механизации и автоматизации технологического процесса, что приводит к росту производительности труда и снижению трудоемкости почти в три раза.
Вместе с тем изготовление отливок в металлические формы имеет и свои сложности: трудность получения отливок с поднутрениями, для выполнении которых необходимо применять стержни и вставки; снижение жидкотекучести сплавов приводящее к усложнению процесса получения тонкостенных, большой протяженности отливок; неподатливая, газонепроницаемая форма вызывает появление в от ливках дефектов (коробления, трещин, газовой пористости); высокая стоимость литейных форм, сложность и длительность их изготовления. Кокили позволяют получать отливки со стабильными и точными размерами до 12 квалитета. Параметр шероховатости может достигать Rz =20мкм
Kокильное литье целесообразно применять в условиях серийного производства при получении и с каждой формы не менее 300 -500 мелких или 50-200 средних отливок в год, а также для изготовления отливок простой конфигурации из медных алюминиевых и магниевых сплавов, а также из стали и чугунов.