3. Литейное производство

3.1. Введение

Отливка изделий известна человечеству с незапамятных времён. Ещё за VI веков до нашей эры производство отливок было поставлено на высоком уровне. В России литье металлов известно со времён Киевской Руси, когда началась отливка пушек в начале из бронзы, а затем из чугуна.

Царь-пушка отлита Андреем Чоховым в 1586 г. её вес 39400 кг., вес ядра 1970 кг., заряд пороха 490кг. Моторин И. Отлил в 1735г. Царь-колокол весом 196800 кг. В 1782г. был отлит памятник Петру –1, огромная пустотелая статуя весом 22100кг. толщина стенки 7,5 мм. (Фальконе). Основоположником литейной науки является Д.К.Чернов.

Сущность литейного производства состоит в получении отливок – литых металлических изделий путем заливки расплавленного металла в литейную форму.

Основные способы литья: в разовые песчаные формы, в оболочковые формы, по выплавляемой модели, под давлением, центробежное литье, литье в кокиль. Наибольший процент отливок получают литьем в песчаные формы. Рассмотрим модельно-опочную оснастку, с помощью которой производится изготовление отливок в песчано-глинистых формах.

3.2. Основы литейного производства (терминология)

Модельный комплект – комплект формовочных приспособлений, необходимых для образования при формовке литейной формы, включающий: модель, стержневой ящик, литниковую систему, контрольные и сборочные шаблоны.

Отливка – литая деталь, заготовка, получаемая после затвердевания металла в литейной форме.

Литейная форма – это система образующих рабочую полость, при заливке которой расплавленным металлом формируется отливка. Форму изготавливают из формовочной смеси (песок, глина, связующие материалы и т. п.).

Формовочные материалы – совокупность природных и искусственных материалов, используемых для приготовления формовочных смесей, засыпаемых в литейные опоки, где с помощью модели изготавливают отпечаток будущей отливки, основными формовочными материалами являются песок и глина.

Формовочная смесь – многокомпонентная смесь формовочных материалов, состав которой соответствует условиям технологического процесса изготовления литейных форм.

При массовом производстве форм обычно изготавливают однородную смесь с повышенной прочностью и огнеупорностью, которую называют единой. Кроме того на заводах применяют быстротвердеющие формовочные смеси, т.е. единая смесь с добавками цемента или жидкого стекла. В состав смеси входят: песок, глина, связующие материалы, вода и специальные добавки. Смеси должны обладать следующими свойствами:

- пластичностью – повышается с добавлением связующих материалов и воды, а также зависит от размера и формы зерен песка;

- текучестью – зависит от природы и количества связывающего материала, а также размера и формы зерен песка;

- газопроницаемостью – увеличивается с уменьшением содержания глины;

- прочностью – увеличивается с поывшением содержания глины, а также при добавлении жидкого стекла, синтетических смол;

- противопригарностью – возрастает при добавлении противопригарных добавок (каменный уголь, огнеупорная глина, графит);

Литейная опока – приспособление для удержания формовочной смеси при изготовлении литейной формы.

Модель – элемент для образования внутренних полостей отливки, изготавливается из металла или дерева.

Модели служат для образования внешних контуров отливки в форме. В серийном и массовом производстве применяют модели из металла, а в индивидуальном и мелкосерийном – деревянные. По конструкции модели различают: цельные, разъемные, с отъемными частями. При изготовлении модели учитывают: 1 – припуск на механическую обработку, 2 – литейную усадку металла, 3 – простоту извлечения модели из формы, применяют формовочные уклоны: на металлические модели до 1 градуса, на деревянные 1-2 градуса. По ГОСТ, для различного вида литья модели окрашивают в разный цвет: для чугуна в красный, для стали в синий, для цветных металлов в желтый, стержневые знаки в черный цвет.

Стержень – элемент для образования внутренних полостей отливки, изготавливается в стержневом ящике из стержневой смеси.

Стержневые смеси – состоят из кварцевого песка и связующих материалов. По сравнению с формовочными смесями к ним предъявляются повышенные требования.

Подразделяются: на затвердевающие в горячих стержневых ящиках – связующие добавки – органические и органоминеральные материалы;

Затвердевающие в холодном состоянии – связующие материалы - синтетические смолы-катализаторы.

Приготовление смесей включает в себя: просушка, дробление, перемешивание в определенных пропорциях, рыхление, добавка связующих материалов.

Литниковая система – система каналов для подвода расплавленного металла к полости литейной формы и питания отливки при затвердевании. Литниковая система включает в себя: литниковую чашу, стояк, шлакоуловитель, питатели, выпор, прибыли.