7. .Производство отливок из стали

Стальные литые детали широко применяют во всех областях техники. Масса отливок достигает несколько сотен тонн.

В настоящее время более 60% отливок производят из углеродистой стали 15Л-55Л, около 15% из легированной, и около 20% из высоколегированной, в том числе 15% из высоколегированной стали типа 110 Г13Л, а также из нержавеющих, износостойких и др.

Литейные свойства сталей значительно хуже, чем у серого чугуна и других сплавов. Жидкотекучесть стали меньше жидкотекучести чугуна в два раза. Усадка стали также превышает усадку серого чугуна в два раза. Сталь также склонна к ликвации и трещинообразованию.

7. . Производство отливок из алюминия

Наибольшее распространение получили сплавы алюминия с кремнием – силумины (АЛ2, АЛ4), а также сплавы на основе Al-Mg (АЛ8, АЛ13) и сплавы системы Al-Cu-Si (АЛ3, АЛ6).

Данные сплавы имеют высокую идеальную прочность, высокие литейные свойства, хорошо противостоят коррозии в атмосферных условиях. Их высокая жидкотекучесть обеспечивает получение тонкостенных и склонных по форме отливок.

Отливки из алюминия получают литьем в песчано-глинистые формы, в кокиль, под давлением. Например: поршни ДВС, крышки, корпусные детали и др.

7. . Специальные методы литья

Современные технологии литейного производства стремятся создать заготовки по форме и размерам, наиболее близким к готовым изделиям. Это позволяет сократить операции механической обработки и приводит к снижению стоимости изделий. В связи с этим все большее развитие получают специальные методы литья: литье в разовые формы и литье в постоянные формы.

3.11.1. Литье в разовые формы

Различают литьё по выплавляемым моделям и оболочковое литьё.

Литье по выплавляемым моделям – позволяет получать отливки сложной конфигурации, не требующие последующей механической обработки, особенно из труднообрабатываемых материалов.

Изготовление модели осуществляется в пресс-форме изготовленной из стали или алюминиевого сплава. Материалом для модели служат легкоплавкие вещества: парафин, стеорин, воск. Такой модельный состав имеет низкую температуру плавления, хорошую жидкотекучесть, минимальную усадку, прочен и дёшев. Его запрессовывают в пресс-форму в жидком состоянии и после застывания модель извлекают из пресс-формы. Таким образом получают большой набор моделей, которые собирают в блоки с общей литниковой системой. Затем блок погружают в огнеупорную суспензию, состоящую из 30% этилсиликата и 70% кварцевой муки. Слои суспензии для их упрочнения обсыпают сухим песком и сушат на воздухе (6-8ч.) или в атмосфере аммиака (40-50 мин.). Многократно повторяя эти операции, наносят не менее пяти слоёв, после чего модельный состав выплавляют из формы горячим воздухом при Т=120-130⁰С. Полученные формы засыпают в опоках сухим кварцевым песком и прокалывают при Т=950⁰С в течение 1-2ч. Нагретую форму подают под заливку.

Достоинства метода (по сравнению с литьем в песчано-глинистые формы): высокая точность и хорошая чистота поверхности получаемых отливок (толщина стенки 1 мм и менее), уменьшение формовочного материала.

Недостатки: процесс изготовления формы многооперационный, трудоемкий и длительный, сложность изготовления моделей и форм, повышенный расход металла на литники.

После затвердевания, отливка выбивается, форма разрушается.

Литье в оболочковые формы – на металлическую модельную плиту укладывают половинку модели, посыпают разделительной смесью и нагревают до 200⁰С. Затем модель засыпают формовочной смесью – кварцевый песок и 3-6% фенолформальдегидной термореактивной смолы. Под действием тепла смола плавится, склеивая песчинки, образуя на модели песочно-смолистую оболочку толщиной 5-20 мм. Избыток формовочной смеси удаляют встряхиванием. Модельную плиту с полумоделью загружают в печь и выдерживают 1-3 мин. при Т=400⁰С, при этом смола полимеризуется в твердое необратимое состояние.

Оболочка снимается с модельной плиты и полученные полуформы соединяются и склеиваются по разъему. Заливку металлом производят через литниковую систему, которая изготавливается одновременно с оболочками. После охлаждения отливки, для их извлечения оболочки разрушаются.

В оболочковых формах получают отливки практически из любых сплавов. Данный метод применяется для изготовления сравнительно небольших отливок: коленчатых валов, распредвалов, корпуса токарных патронов, чугунные ребристые цилиндры.

Достоинства метода: уменьшение параметров шероховатости поверхности, возможность получения отливок с тонким и сложным рельефом, уменьшение трудоемкости ряда операций технологического прцесса.

Недостатки: оболочковая форма служит один раз, высокая стоимость формовочной смеси, модельной оснастки и оборудования, выделение вредных газов при нагреве оболочек и заливке металла.