1.8.4 Литье в металлические кокили.

Литье в металлические кокили применяют в условиях массового и крупносерийного производства разнообразных несложных по кон­фигурации отливок с толщиной стенок 3—100 мм и массой до 5 т из чугуна, стали и цветных сплавов.

Что такое кокиль? Какими преимуществами обладают кокили по сравнению с песчаными формами? Кокилем называют металли­ческую литейную форму, в которую расплав заливается из разли­вочного ковша под действием собственной силы тяжести. Обладая более высокой теплопроводностью по сравнению с песчаными фор­мами (теплопроводность чугунного кокиля 42, а песчано-глинистой формы 0,65 ккал/м-ч-°С), кокили обеспечивают более мелкозернис­тую структуру, а следовательно, более высокие механические свой­ства отливок.

Кокили давно известны литейщикам:, их впервые стали приме­нять в XVI в. для отливки чугунных пушечных ядер, а в первой четверти XIX в. — прокатных валков с отбеленной поверхностью. В качестве материала для кокилей наиболее широко используются обыкновенный серый и высокопрочный чугун с шаровидным графи­том, а также стали. В годы второй мировой войны был предложен способ литья в алюминиевые кокили, в которых получают отливки из различных сплавов массой от 10 г до 160 кг, с толщиной стенок до 1,6 мм. Для повышения термической стойкости на рабочей по­верхности алюминиевого кокиля электролитическим способом соз­дают пленку окиси алюминия, обладающую высокой твердостью и жаростойкостью. Ввиду повышенной теплопроводности алюминие­вых кокилей (по сравнению с чугунными) получаемые в них отлив­ки отличаются еще более мелкозернистой структурой и более вы­соким качеством поверхности, чем при литье в чугунные и стальные кокили. Для получения в отливках отверстий или внутренних полос­тей при кокильном литье применяют песчаные и металлические стержни. Первые обычно используют при литье из чугуна и стали, а вторые — при получении отливок из цветных сплавов. Кокили изготавливают путем отливки в стержнях, в песчаных и металличе­ских формах, а также путем механической обработки. Стойкость чугунных кокилей составляет от 5000 (мелкие отливки) до 50 (круп­ные отливки) заливок. В зависимости от характера получаемых от­ливок в литейных цехах применяют кокили самых разнообразных конструкций. (рис. 5). Для обеспечения заданного теплового ре­жима литья в современных конструкциях кокилей предусматривают системы подогрева и охлаждения, а для легкого извлечения отли­вок из кокиля — толкатели.

Технологический процесс получения чугунных отливок в кокилях отличается большой простотой и складывается из следующих опе­раций:

а) нанесение на рабочую поверхность кокиля огнеупорного защитного покрытия или тонкого слоя сажи (огнеупорную облицов­ку наносят кистью, пульверизатором на подогретую до температу­ры 200—300°С форму, а слой сажи — ацетиленовой горелкой;

б) сборка формы, включающая операции установки стержней, со­единения половин кокиля и их скрепления; в) заливка формы; г) вы­держка с целью проведения процессов кристаллизации расплава и формирования отливки; д) раскрытие кокиля и выталкивание из него отливки. После некоторой выдержки для охлаждения кокиля начинают новый цикл литья.

В современных литейных цехах серийного производства процес­сы литья ,в кокиль механизируют с помощью механических, пневма­тических (рис. 6) и гидравлических станков. В условиях крупно­серийного и массового выпуска отливок процессы литья в кокиль осуществляются на карусельных установках, литейных конвейерах и линиях, позволяющих применять высокопроизводительные поточ­ные методы труда. За последние годы в нашей стране созданы ори­гинальные конструкции универсальных кокильных линий моделей: 5922 (внедрена на Киевском авиационном заводе), 5924 (внедрена на Казанском моторостроительном заводе), 5966 (внедрена на Ал­тайском моторостроительном заводе), а также комплексно-механи­зированная линия для кокильной отливки деталей из высокопроч­ного и обыкновенного серого чугуна модели А-35 и др.

Рис. 5. Основные типы металлических кокилей:

а — неразъемный вытряхной, 6 — с вертикальной плоскостью разъема, в — с горизонтальной плоскостью разъема, г — с комбинированной плоскостью разъема, д — стопочный; / — стер­жень, 2— кокиль, 3— поворотные цапфы; 4— половины кокиля (матрицы), 5 — ушки для крепления кокиля на машине, 6 — охлаждающие матрицу пальцы, 7 — питатель, 8 — литни­ковый ход, 9 — штыри, 10 — полость кокиля, // — заливочная воронка, 12 — выпор, 13 —поддон, 14 — песчаная засыпка

Рис. 6. Пневматический кокильный станок:

/ — неподвижная стойка, 2 — неподвижная часть кокиля, 3 — подвижная часть коки­ля, 4 — передняя бабка, 5—плита толкателей, 6 и 7—шток и цилиндр, служащие для перемещения подвижной части кокиля, 8 и Р — вентилятор и система стальных труб, направляющих воздух (см. стрелки) на рабочую поверхность кокиля с целью

.его охлаждения