2.4.1. Ливарне виробництво План
Загальні відомості про ливарне виробництво.
Виготовлення виливків у разових формах,
Виготовлення виливків у кокілях.
Виготовлення виливків під тиском.
Виготовлення виливків за виплавними моделями.
Виготовлення виливків відцентрованим литвом.
Виготовлення виливків електрошлаковим литтям.
Контроль якості виливків.
Основні техніко-економічні показники і напрямки розвитку ливарного виробництва.
1. Загальні відомості про ливарне виробництво
Ливарним виробництвом називають галузь машинобудування, яка займається виготовленням заготовок технологіями лиття.
Лиття — один із найдавніших і найпоширеніших способів виготовлення виробів і заготовок.
Завдяки своїй універсальності ливарне виробництво посідає значне місце у виробництві машин та устаткування. У загальному машинобудуванні литвом одержують близько 60 % всіх виробів, у верстатобудуванні — біля 80 % продукції. Сутність ливарного виробництва полягає у виготовленні деталі або заготовки шляхом заливання рідкого металу в ливарну форму, порожнина якої за розмірами і конфігурацією відповідає готовій деталі. Деталі (або заготовки), що одержуються методами лиття, називають виливками (або відливками). Після кристалізації і затвердіння металу виливки виймають (або вибивають) із форми.
Технології ливарного виробництва забезпечують можливість:
виготовлення деталей різної форми, різної маси (від кількох грамів до сотень тонн), різної довжини (до 3 м) із стінками завтовшки від 2 до 500 мм;
використання різних металевих сплавів з різними механічними властивостями (в тому числі важкооброблюваних різанням);
виготовлення великої кількості однакових деталей;
максимального наближення форми виливка до форми готової деталі, що забезпечує мінімальні відходи металу.
Нові методи точного лиття зумовили широке застосування виливків у авіації, ракето-, судно- і приладобудуванні, радіоелектроніці та інших галузях. Багато деталей з жароміцних і корозієстійких сплавів для хімічного машинобудування можна виготовити тільки литтям.
Електрошлакове лиття (нова маловідходна технологія) дає можливість виготовляти виливки, які здебільшого не потребують механічної обробки.
Вдосконалення технологій ливарного виробництва, механізація і автоматизація процесів, освоєння і впровадження прогресивних способів виготовлення виливків знизять собівартість виливків, розширять сферу застосування ливарного виробництва.
Проте для лиття придатні лише сплави і метали з високими ливарними властивостями.
До основних ливарних властивостей сплавів належать рідкотекучість, усадка та ліквація.
Рідкотекучість — здатність рідкого металу швидко заповнювати щілиновидні порожнини ливарної форми.
Усадка — зменшення об'єму металу та лінійних розмірів виливка в процесі його кристалізації і охолодження в твердому стані.
Ліквація — неоднорідність хімічного складу металу виливка за перерізом.
Ліквація негативно впливає на механічні властивості виливка, оскільки структура металу в різних перерізах неоднакова.
Найбільшу кількість лиття — близько 70 % від маси всіх виливків — виробляють із сірого чавуну (включаючи модифікований і високоміцний), близько 20 % стальне лиття, близько 8 % лиття з ковкого чавуну, мідних, алюмінієвих, магнієвих і титанових сплавів.
В сучасному ливарному виробництві існують такі способи одержання виливків: у піщано-глинистих формах з ручним та машинним формуванням; у металевих формах (кокілях); під тиском; за виплавними моделями; в оболонкових (кіркових) формах; відцентровим виливанням; електрошлаковим виливанням під низьким тиском; вакуумним всмоктуванням; рідкою штамповкою.
Галузь використання цих способів визначають багатьма факторами: типом виробництва (одиничне, серійне, масове); вагою виливків (дрібні— до 100 кг, середні— до 1000 кг, великі— більше 1000 кг); точністю та чистотою поверхні виливка, ливарними властивостями сплавів, вартістю того чи іншого способу.
На рис. 1 подана загальна технологічна схема виготовлення виливка.
Рис. 1. Загальна технологічна схема виготовлення виливка
Технологічний процес виготовлення виливка (спрощений) складається з таких операцій:
1. Виготовлення креслення виливка на основі креслення деталі.
Виготовлення моделі на основі креслення виливка.
Виготовлення ливарної форми за моделлю.
Заливання виготовленої форми рідким металом.
Вибиття виливка з форми та його очистка.
Контроль якості готового виливка.