25. Литьё в кокиль.

Кокиль- металлическая, многократно используемая литейная форма. Стержни, используемые для оформления сквозных и глухих отверстий, могут как металлические, так и керамические. Основные «+» кокиля- высокая скорость теплоотвода- охлаждение отливки в кокиле. Она в 6-8 раз выше скорости охлаждения в п/г формы. Это способствует получению мелкозернистой структуры с более высокой прочностью отливок. Существует рациональное отношение между усреднённой толщиной стенки отливки и кокиля. На практике при конструировании кокилей руководствуются следующими соотношениями:

Влияние V_охл (способа литья) на механические свойства отливок.

Тип сплава	, МПА	L%
Бр.ОЗЦС12
Бр.А9 ЖЗЛ
Латунь ≈38% Zn

Второе «+»: экономия материала обеспечивается за счёт уменьшения припусков размеров отливок, что является следствием высокой точности рабочих деталей кокиля и качества его поверхностей;

Литниковая система в кокилях значительно упрощена, что уменьшает затраты на литниковую систему.

Кокиля применяются в основном в крупносерийном и массовом производстве, вследствие их высокой стоимости. Однако, их применяют также в мелкосерийном производстве, упрощая конструкцию и затраты на их изготовление.

Конструкция кокиля, материал его рабочих деталей и технология их изготовления зависит от типа производства и от типа сплава, из которого изготавливают отливку.

Экономически целесообразно, с учётом высокой стоимости кокилей, отливать отливки из цветных сплавов =40% всех отливок из цветных сплавов изготавливают в кокилях. В некоторых случаях изготавливают также отливки из сталей и чугунов.

Рабочие детали кокилей изготавливают либо из чугунов, литьём без последующей механической обработки (мелкосерийное производство). Точность их размеров соответствует 14-16 квалитету. В крупносерийном и массовом производствах их изготавливают из специальных теплостойких сталей типа 3Х2В8, 5ХНМ и др механической обработкой, их точность соответствует 7-8 квт точности.

В процессе эксплуатации кокилей необходимо обеспечить определённые условия, обеспечивающие их экономически целесообразную стойкость:

1. Перед заливкой кокилей их подогревают для исключения возможности теплового удара; а также для улучшения его заполняемости расплавом; температура подогрева зависит от типа сплавов. Для алюминиевых сплавов такая температура не превышает 150-200 С. Для стали-300-350 С.

В процессе эксплуатации кокилей желательно, чтобы его температура не превышала 600-720 С, поэтому кокили охлаждают.

Способы нагрева и охлаждения кокилей зависит от типа производства. Для обеспечения высокой стойкости кокилей перед заливкой на поверхность их рабочих деталей наносят различные покрытия. Это антипригарные покрытия, толщина которых не превышает 0,1-0,2 мм. И это не оказывает никакого влияния на тепловой режим расчёта кокиля. В некоторых случаях для изменения теплового режима работы кокиля его рабочие детали покрывают теплоизолирующим слоем. Его толщина может достигать 3-6 мм. Иногда на его поверхность наносят специальные пасты,.

Конструкция кокиля зависит от типа производства, от сложности отливки.

В мелкосерийном и единичном производствах применяют упрощённые, так называемые вытряхные кокили:

Недостатки кокиля:

- высокая скорость охлаждения расплавов кокиля ухудшает жидкотекучесть;

- кокиль- неподатливая литейная форма, что требует для уменьшения корабления отливок увеличивать напуски в виде радиусов скруглений в переходных сечений;

- кокиль негазопроводен. Это ухудшает качество отливок, тк в них возникают газовые пузыри и газовая пористость.

Область применения и технологичность возможности: можно изготовить отливки из различных сплавов, в том числе из чугуна и стали. Однако, экономически целесообразно их изготавливать из цветных сплавов. Минимальная толщина стенок для цветных сплавов 3-6 мм, для стальных и чугунных 8-12. Минимальный диаметр отверстий соизмерим с минимальной толщиной стенки. Точность размеров отливок зависит от типа сплавов и составляет для цветных сплавов 5-7 класс точности, для сталей и чугунов 7-9. Rz= 40…60 мкм.

При изготовлении отливок этим способом достигаются следующие показатели:

КВГ= 80…85%, КВТ=85%, КИМ= 0,85+0,85=1,7.