8. Малоотходные методы литья: в кокиль, под давлением.

Литьё в кокиль. Кокиль – это разъёмная металлическая форма, в которую заливается жидкий металл. Изготавливается кокиль из чугуна или стали. Для получения внутренних полостей используются песчаные или разъемные металлические стержни.

Метод обладает достоинствами: 1) высокая производительность и возможность механизации; 2) многократное использование металлической формы (можно отлить заготовок из медных сплавов – 3-10 тыс. шт., алюминиевых заготовок – 50-70 тыс. отливок, магниевых – более 100 тыс.); 3) хорошая точность размеров (11-12 квалитет) и качество поверхности (Rz 80…100 мм); 4) снижение объема механической обработки за счет уменьшения припусков; 5) плотная мелкозернистая структура металла за счет высокой скорости охлаждения; 6) исключение из процесса формовочной земли.

Недостатки: 1) высокая стоимость изготовления кокиля; 2) недостаточная стойкость при отливке черных металлов (крупные стальные – 25-30 шт., мелкие – 600-700; чугунные - 1500-5000); 3) трудность получения отливок из тугоплавких сплавов и получение разностенных отливок.

Литье под давлением применяется для получения заготовок сложной конфигурации массой до 100 кг из легкоплавких цветных сплавов. Это самый производительный способ литья, позволяющий получать до 400 заготовок/час.

Процесс литья заключается в том, что расплавленный металл подается под высоким давлением (300-500 МПа) в рабочую полость стальной пресс-формы (постоянной). Литье производится на специальных машинах: автоматах и полуавтоматах литья.

Достоинства метода: 1) высокая производительность; 2) возможность автоматизации; 3) высокая точность размеров (9-10 кв); 4) низкая шероховатость Rz 6,3-10 мкм; 5) толщина стенок - 0,6-1,5 мм; 6) маленькие припуски на обработку (0,3 – 0,8 мм).

Недостатки: 1) высокая стоимость и сложность изготовления пресс-форм; 2) ограничение по размерам отливок и сложности внутренних форм; 3) некоторая пористость отливок из-за газовых пузырьков, не успевающих покинуть пресс-форму.

9. Обработка давлением; прокатка, волочение, ковка

Обработка металлов давлением основана на способности металлов получать пластические (остаточные) деформации под воздействием внешних сил. Заготовка простой формы ударами или давлением преобразуется в деталь сложной формы того же объёма (минимум отходов!) и при высокой производительности. Но в процессе деформирования металл упрочняется (теряет пластичность) и дальнейшее деформирование его становится невозможно. Для восстановления пластических свойства заготовку отжигают.

Ковке и штамповке подвергается большинство материалов: стали, алюминиевые и медные сплавы, сплавы на основе титана, никеля и др. Масса поковок и штамповок колеблется в широких пределах – от 0.1 кг до 100 т; наибольший размер крупных поковок достигает 20 м.

Оборудованием для ковки и штамповки служат различной конструкции молоты, горизонтально-ковочные машины, механические и гидравлические прессы; последние могут развивать усилие до 750 МН. Тяжёлое прессовое и молотовое оборудование оснащается манипуляторами. Для нагрева заготовок применяются газопламенные или электрические печи.