4.2 Продукція ливарного виробництва
У сучасному ливарному виробництві існує багато варіантів виготовлення литих заготовок (відливок) кожний з яких має своє призначення та область застосування. Всі способи виготовлення поділяють на групи:
- лиття у разові форми (пісчано-глинисті, оболонкові, по виплавляємих моде-лях, по розчинюваних моделях тощо);
- лиття у постійні форми (цетробіжне, під тиском, у металеву форму-кокіль, рідким штампуванням і т.д)
Технологічний процес виготовлення відливок складається з таких основних операцій:
- виготовлення моделі відливки;
- приготування формовочних сумішей;
- виготовлення ливарних форм;
- отримання рідкого металу;
- заливка рідкого металу у форму та його охолодження;
- видобування відливки з форми.
Хімічний склад ливарних сплавів повинен забезпечувати відливкам задані фізичні та механічні властивості. Сплави повинні мати хороші ливарні властивості які характеризуються такими факторами:
- температура плавлення (залежить від хімічного складу);
- рідкотекучість – здатність розплавленого метала повністю заповнювати порожнини ливарної форми і чітко відтворювати контури відливки;
- усадка – здатність відливок зменшувати лінійні розміри та об`єм при охолод-женні (залежить від хімічного складу сплаву та технології його виплавки);
- ліквація – неоднорідність структури й хімічного складу в різних частинах відливки;
- схильність до поглинання газів-здатність ливарних сплавів у рідкому стані поглинати або розчиняти гази (O2, N2, H2).
Для виготовлення відливок використовують чавуни марок СЧ, ВЧ та КЧ, вуглецеві та леговані сталі (всі ливарні сталі додатково маркують літерою Л після позначення її марки ), бронзи, ливарні, алюмінієві та цинкові сплави та інші матеріали.
4.2.1 Лиття у разові форми
За вагою виливаємого метала найбільш поширене лиття “в землю” для якого використовують пісчано-глинисті формовочні суміші, які повинні бути міцними, вогнетривкими, газопроникними та податливими (здатними деформуватися). Процес виготовлення ливарної форми називають формовкою. Її виготовляють по моделі яка створює зовнішній контур відливки. Отвори і порожнини утворюються вставками (стержнями). Моделі найчастіше виготовляють роз`ємними для зручності формовки (Рис.4.15)
а б в
Рисунок 4.15 Виготовлення ливарної форми
а- деталь; б- модель; в – вставка (стержень)
г – формовка напівмоделі; д – формовка моделі;
е – ливарна форма
Модель разом з пристроями для виготовлення вставок створює модельний комплект. Розмір моделі й вставок враховують усадку. Тому при їх виготовленні користуються усадочними метрами. Спочатку на підмодельну плиту вкладають напівмодель, встановлюють опоку (рамку), засипають формовичною сумішю і ущільнюють. Заформовану опоку перевертають, вкладають другу напівмодель, встановлюють другу опоку, засипають формовичною сумішю і ущільнюють. Далі роз’єднують заформовані опоки, виймають напівмоделі та встановлюють стержень (вставку). У опоці, яка буде верхньою виконують ливарну систему через яку у ливарну форму попаде метал та роблять випори для відвода водяної пари і газів.
Для виготовлення відливок по виплавляємих моделях спочатку по еталону деталі 1 роблять пресформу 2 з допомогою якої виготовляють з воскопарафінової суміші точні копії (моделі) деталі 3. Їх збирають у блоки 4 з загальною ливарною системою (шишки). На блоках (Рис. 4.16) формують тонку керамічну оболонку 5 шляхом кількаразового занурення у суспензію з рідкого скла й кварцового піску та проміжною сушкою. Після остаточної сушки оболонки моделі виплавляють і заливають рідкий метал. Заготовки відзначаються високою точністю розмірів та якістю поверхонь.
Рисунок 4.16 Схема процеса виготовлення відливок по виплавляємих моделях.
Лиття в оболонкові форми використовують для виготовлення точних заготовок (до 150 кг) з чистою поверхнею. Для виготовлення оболонки використовують суміш кварцового піску з термореактивною смолою – фенолформальдегід, фуран або карбонід. Метод дуже продуктивний і піддається автоматизації.