Литейное производство

Основные способы получения отливок

В литейном производстве широко применяют специаль­ные способы литья: в металлические формы (кокили), цен­тробежное литье, литье под давлением, литье по выплав­ляемым моделям и др. Такими способами можно получить отливки высокой точности, с минимальными припусками по размерам, с высокой чистотой поверхности. Это сокра­щает или совсем исключает механическую обработку на ме­таллорежущих станках, дает экономию металла, особенно важную при использовании дорогостоящих и дефицитных сплавов, снижает трудоемкость и стоимость детали.

Технологический процесс получения отливок в разовых песчано-глинистых формах

Технологический процесс производства отливок В зем­ляных формах включает следующие операции: изготовление модельно-стержневой оснастки; приготовление формовочных и стержневых смесей; получение, отделка» в некоторых

случаях и сушка форм; приготовление стержней; плавка металла и заливка его в формы; выбивка, обрубка и очистка отливок; контроль отливок. Литейные стальные детали и отливки из ковкого чугуна подвергают, кроме того, термической обработке.

Модельно - стержневая оснастка. Внутреннюю пустоту (полости) в земляной форме создают при помощи модели (рис. 17). Последняя является как бы копией будущей от­ливки, но по размерам больше ее на величину усадки ме­талла, которая для углеродистой стали составляет 1,8— 2%, для чугуна — 0,8-1,2%.

Для изготовления металлических моделей применяют чугун, алюминиевые сплавы, бронзу, латунь, сталь и дре­весину.

Наибольшее распространение получили алюминиевые сплавы, имеющие малый удельный вес, легко поддающие­ся механической обработке и устойчивые в эксплуатации. Внутренние поверхности в отливках образуются стержня­ми. Эти стержни изготавливают из особой стержневой сме­си, набиваемой в стержневые ящики.

М

Рис. 17. Модели

атериалом для временных литейных форм служит песчано-глинистая смесь. Основа смеси — песок, а увлаж­ненная глина -— ее связывающее вещество.

Необходимый для заливки литейных форм жидкий ме­талл получают в различных плавильных агрегатах.

Заливка —- это процесс заполнения собранных и подго­товленных литейных форм расплавленным металлом, по­даваемым в ковшах.

Выбивка и очистка литья. После охлаждения отливки извлекают из опок, разрушая земляную часть формы. 0р_й этом удаляют и песчаные стержни. Такая операция называется выбивкой.

В ряде случаев отливки подвергают термической обра­ботке. Например, стальным массивным отливкам свой­ственно крупнозернистое строение, фасонному литью с раз­ной толщиной стенок — внутреннее

напряжение, чугунное литье может иметь отбеленную поверхность и т. д.

Во всех случаях, подвергая отливку отжигу и норма­лизации, улучшают ее механические свойства, придают ей мелкозернистость, снимают внутреннее напряжение, лик­видируют отбел в чугунных отливках.

Прогрессивные способы получения заготовок литьем

Литье в металлические формы

(кокильное литье )

Кокильное литье— это способ получения отливок в постоя иных металлических формах — кокилях, материалом для которых служит чугун или сталь. Металлическая форма овладеет большой стойкостью, что позволяет сделать в ней 600-700 мелких стальных» 1500-5000 чугунных или несколько сотен тысяч отливок из легкоплавких (цветных) сплавов. Обычно кокиль состоит на двух частей с горизонтальной или вертикальной плоскостью разъема. Внутренние пустоты отливок создаются стержнями, устанавливае­мыми в рабочей полости кокиля» Обычно применяют зем­ляные стержня, но иногда (для алюминиевого и магниевого

литья) используют в металлические. Кокильные отливки имеют мелкозернистую структуру (вследствие быстрого охлаждения), чистую поверхность н точные размеры, что сокращает или делает ненужной по­следующую термическую обработку.

Литье под давлением является разновидностью кокиль­ного литья. При этом процессе металл подают в постоян­ную форму под давлением 10-500 атм. и выше. Для литья под давлением используют пресс-формы из жаростойкой стали, устанавливаемые на литейных машинах. Этот спо­соб применяется в массовом производстве для изготовления отливок из сплавов цветных металлов.

Он обеспечивает высокую точность размеров отливок, большинство которых натребует дальнейшей механической обработки

Литье по выплавляемым моделям. Заготовки сложных конструктивных форм я небольших габаритов, весом ме­нее 500 г, экономично получать при помощи литья по вып­лавляемым моделям. Сущность этого метода заключается в том, что модель изготовляют из какого-либо очень легкоплавкого материала (воска, стеарина, парафина и т. п.) н после заформовывания не извлекают обычным способом» я вытапливают, в результате чего образуется полость со­ответствующей конфигурации. Отсутствие у формы плос­костей разъема позволяет получить точную отливку — без смещения, заусениц, перекосов, с допусками ±0.05 мм - почти из всех литейных сплавов. Готовые отливки имеют очень чистую поверхность, что позволяет резко сократить объем механической обработки отливок перед сборкой.

Процессы сварки плавлением

Среди процессов сварки плавлением широкое примене­ние получила электродуговая сварка, при которой источ­ником тепла является электрическая дуга, которая обра­зуется между двумя электродами в той или иной среде.

Температура электрической дуги зависит от материала электродов. В центре дуги по ее оси температура достигает 6000-7000 "С. При электродуговой сварке на нагревание и расплавление металла используется 60-70% тепла. Ос­тальное количество тепла (30-40%) рассеивается в окру­жающем пространстве.

Наиболее распространенными способами электродуго­вой сварки являются ручная дуговая сварка автоматическая сварка под слоем флюса, электрошлаковая сварка, сварка в защитных газах и др.

Рис. 18. Ручная дуговая сварка

Ручная дуговая сварка. Наибольший объем среди других видов сварки занимает ручная дуговая сварка. Сварку ^г дополняют электродами, которые вручную подают в зону Прения дуги и перемещают вдоль свариваемого изделия . _рис. 18).

Дуга горит между стержнем электрода 1 и ос­новным металлом 2. Под действием тепла дуги электрод и основной металл плавятся, образуя металлическую свароч­ную ванну 3.

Газовая сварка металлов

Газовая сварка находит широкое применение при свар­ке деталей малой толщины, чугуна, цветных металлов и сплавов.

При газовой сварке металл нагревают высокотемпера­турным газовым пламенем, которое получается при сгора­нии горючего газа в атмосфере кислорода.

В качестве горючих газов можно использовать природ­ные газы, водород, пары бензина и керосина, нефтяные газы, ацетилен и др.

Для сварочных работ получил наибольшее применение ацетилен, С₂Н₂, так как он обладает наивысшей теплотвор­ной способностью по сравнению с другими газами и дает самую высокую температуру при сгорании, равную при­мерно 3200 °С.