3.11.2. Литье в постоянные формы

Подразделяется: на литьё в кокиль, центробежное литьё и литьё под давлением.

Литье в кокиль (металлические формы) – получают до 40% отливок. Кокиль изготавливается из чугуна или стали и является формой многократного использования. В нём можно получить 300-500 стальных отливок массой 100-150 кг, около 500 чугунных мелких отливок или несколько десятков тысяч отливок из алюминиевых сплавов. Подготовка кокиля к заливке включает в себя: очистку, подогрев, нанесение на рабочую поверхность огнеупорного и теплоизоляционного защитного слоя, установку стержней, закрытие и закрепление частей формы.

После заливки кокиля жидким металлом и остывания формы, отливку извлекают, обрубают, очищают, контролируют и подвергают термообработке.

Данный метод применяется для изготовления опорных плит, колосников, стоек плугов, поршней и т.п. Достоинства: повышаются технико-экономические показатели производства отливок, повышается качество отливок вследствие мелкозернистой структуры, снижаются припуски на механическую обработку, не применяются формовочные смеси, возможно получение большого числа отливок.

Недостатки: высокая стоимость изготовления форм, сложность получения тонкостенных отливок, возникновение отбела в чугунных отливках.

Центробежное литье – способ производства фасонных изделий с формой тел вращения, преимущественно при крупносерийном их изготовлении.Металл заливают во вращающуюся форму. Под действием центробежных сил он прижимается к боковым стенкам формы и затвердевает, образуя отливку.

Центробежные силы, воздействующие на металл в момент заполнения формы, кристаллизации и охлаждения отливок, способствуют получению мелкозернистой структуры, увеличению плотности отливок, повышению механических свойств металла.

Рис. 3.1. Схемы центробежного литья:

а - с вертикальной осью вращения - этот способ применяют для получения отливок небольшой высоты: короткие втулки, кольца, фланцы и т.д.

б - с горизонтальной осью вращения - этим способом получают водопроводные и канализационные трубы, заготовки гильз цилиндров, облицовки судовых валов.

Достоинства: получают плотные отливки, отсутствие литниковой системы, уменьшение шлаковых раковин и газовых пор, возможность получить тонкостенные отливки, процесс может быть автоматизирован.

Недостатки: необходимы специальные машины, необходимо точное дозирование металла для получения нужного размера отливки, возникновение ликвации за счёт различного удельного веса составляющих отливки, возможность появления продольных и поперечных трещин.

Литье под давлением - наиболее производительный способ изготовления относительно небольших отливок из цветных сплавов и пластмасс с высокой точностью по размерам и чистотой поверхности. Расплавленный металл заполняет пресс-форму под давлением поршня до 300 Мпа, быстро затвердевает и образует отливку. Затем пресс-форма раскрывается, готовая отливка удаляется толкателем. Наибольшее распространение получили поршневые машины с холодными (горизонтальными и вертикальными), а также горячими камерами прессования. Литьё под давлением используется в основном для получения отливок из цинковых, алюминиевых и медных сплавов, а также из стали, титана, сплавов на основе олова и свинца.

Преимущества: высокая производительность, получение отливок сложной формы (стенка до 0,8 мм.), автоматизация и механизация процесса.

Недостатки: высокая стоимость пресс-формы, возможность образования газовых раковин, ограниченная масса отливаемых деталей до 50 кг.

Кроме вышеперечисленных способов литья существуют: полунепрерывное литье, литье выжиманием, литье вакуумным всасыванием.