15.3. Специальные виды литья.

Отливки, изготовленные в разовых песчано-глинистых формах, имеют значи­тельную неточность размеров и грубую поверхность. Повышение точности отливок и уменьшения припусков на обработку в литейном производстве достигают примене­нием специальных видов литья:

• литья в металлические формы:

• литья под давлением;

• литья по выплавляемым моделям;

• литья в корковые (оболочковые) формы:

• центробежного литья и др.

153.1. Литье в металлические формы (кокильное литье).

Металлические формы (кокили) изготовляют из чугуна и стали обычных со­ставов или легированных сталей, отличаются большой износостойкостью. Для по­вышения прочности и жесткости формам придают коробчатые сечения и укрепляют ребрами жесткости или шипами 3 (рис. 15.9.); последние служат также для охлаждения кокиля. Для извлечения отливок из форм их делают разъемными и устанавливают на станки, имеющие механизм для закрывания и открывания форм. Литниковую систе­му 4 и вентиляционные каналы выполняют в плоскости разъема кокиля.

С тержни могут быть металличе­ские и песчаные. При изготовлении от­ливок из сплавов цветных металлов чаще применяют металлические стерж­ни, при изготовлении из чугуна и стали -песчаные.

П

Рис. 15.9. Общий вид металлической формы: 1 и 2 - половины формы; 3-шипы жесткости; 4-литниковая система; 5-полость формы

рименение литья в металличе­ские формы устраняет основные трудо­емкие формовочные и землеприготовительные работы, в 5-6 раз повышает производительность труда и приблизительно во столько же увеличивает объем литья с единицы площади цеха. Отливки, полученные в металлических формах, имеют лучшую поверхность и большую точность, а вследствие быстрого охлаждения и об­разования мелкозернистой структуры - и большую прочность. При литье в постоян­ные формы снижается брак.

Однако металлические формы дороги и могут окупиться при серийном и мас­совом производстве. Долговечность металлических форм падает с увеличением массы отливок и с повышением температуры запиваемого сплава. Большая скорость охла­ждения сплавов в металлических формах имеет не только положительные, но и отри­цательные стороны; ока снижает жидкотекучесть и ведет к плохой наполняемости сложных и протяженных форм. Быстрое охлаждение увеличивает температурные пе­репады в сечениях отливок, что вызывает повышенные термические напряжения. Не­податливость форм препятствует усадке металла, вследствие чего увеличивается опасность образования трещин.

В чугунных отливках большая скорость охлаждения ведет к отбелу (что может иметь как положительный так и отрицательный эффект).

В настоящее время детали и заготовки из бронз, латуней, сплавов алюминия, магния отливают преимущественно в металлические формы.

15.3.2. Литье под давлением.

С

Рис. 15.10. Схема устройства и работы машины с холодной камерой сжатия: а -положение перед запрессовкой металла в форму; б- положение в момент прессования: в- после прессования. 1-прессуюший поршень: 2-камера сжатия; 3 и 4 - половины формы: 5-литниковый канал; 6-нижний поршень: 7-удаляемый остаток металла

ущность литья под давлением заключается в том, что жидкий или полужид­кий металл подается в форму под давлением выше атмосферного. Формы и стержни - металлические, точно и тщательно изготовленные из легированных ста­лей. Давление создают специальными машинами, которые делят на две ос­новные группы: поршневые и компрес­сионные. В поршневых машинах дав­ление на металл передается поршнем, в компрессионных - сжатым воздухом.

В зависимости от устройства и расположения камеры сжатия разли­чают поршневые машины с холодной и с горячей камерами сжатия.

На рис. 15.10. представлена схе­ма устройства наиболее распростра­ненной поршневой машины с холодной камерой сжатия в трех положениях: а) перед запрессовкой металла в форму; б) в момент прессования; в) после оконча­ния прессования и раскрытия формы. Когда металл заливают в камеру сжатия 2, литниковый канал 5 перекрыт нижним поршнем (пяткой) 6, который занимает верх­нее положение благодаря пружине. При движении прессующего поршня 1 вниз пятка 6 садится в свое гнездо, литниковый канал 5 открывается и происходит запрессовка металла в форму. Затем прессующий поршень поднимается вверх, вместе с ним под­нимается пятка, срезает литниковый остаток и удаляет его до цилиндра 2. Форма, со­стоящая из двух половин 3 и 4 раскрывается, и отливка вместе с литником извлекает­ся. Время изготовления отливки составляет около одной минуты. Эти машины при­меняют для литья из сплавов на основе алюминия, магния и меди.

Поршневые машины с горячей камерой сжатия применяют для получения от­ливок из легкоплавких сплавов (свинцовых, оловянных и цинковых).

Компрессорные машины отличаются простотой устройства и высокой произ­водительностью. Полуавтоматические компрессорные машины позволяют получать до 12-15 отливок в минуту. Применяют их а основном для изготовления отливок из цинковых и алюминиевых сплавов.

Литье под давлением характеризуется высокой точностью и чистотой поверх­ности и, как правило, не нуждаются в дополнительной механической обработке, у отливок также повышается на 25-35% прочность из-за образования прочной литей­ной корки и мелкозернистой структуры. Это самый высокопроизводительный метод из всех специальных видов литья.

Основные недостатки. Под действием высоких температур и давлений быстро изнашиваются камеры сжатия машин и дорогостоящие формы. Стойкость их резко падает с повышением температуры заливаемого металла и увеличением массы отлив­ки. Отливки, полученные литьем под давлением не рекомендуется термически обра­батывать, из-за возможного раскрытия дефектов.