3.2 Литейные сплавы, выбор материалов и способов литья.

Выбор литейного сплава при конструировании детали зависит прежде всего от характера нагрузок, которым она подвергается в процессе эксплуатации, ее конфигурации, определяющей технологию изготовления, условий кристаллизации жидкого металла, физических, механических, литейных свойств сплавов, а также его стоимости.

Применяемые в литейном производстве сплавы можно разделить на пять групп:

1) чугуны и стали;

2) бронзы и латуни;

3) сплавы алюминия;

4) магниевые сплавы;

5) сплавы на основе титана, хрома, молибдена, цинка, олова и других металлов.

К наиболее распространенным сплавам для изготовления отливок относятся сплавы группы 1: около 75 % всех отливок (по массе) изготовляются из чугуна и около 20 % - из стали. Однако применение цветных сплавов (сплавы групп 2 - 4) имеет важное значение для авиационной, автомобильной, судостроительной, приборостроительной и других отраслей промышленности. Наиболее полные сведения о физических, механических, литейных свойствах сплавов, технологии их изготовления, подготовке к заливке и стоимости можно найти в специальной литературе.

При выборе способа литья необходимо учитывать влияние особенностей формирования структуры металла отливки, технологических, физико-механических, литейных свойств сплава на конструкцию литой заготовки. Характеристики и области применения различных способов литья приведены в табл. 3.3.

Технико-экономические показатели процесса литья зависят от типа производства, массы отливок и их конструктивных особенностей (габаритных размеров, конфигурации, точности размеров, шероховатости поверхности и др.), а также уровня механизации и автоматизации производства.

3.3 Общие технологические требования к отливкам.

При обеспечении технологичности конструкции отливки необходимо прежде всего учитывать выбранный способ литья, исходные механические и эксплуатационные свойства (стойкость к абразивному изнашиванию, агрессивным средам, жаропрочность и др.), влияющие на уровень производственных и эксплуатационных затрат. Отливки должны иметь очень близкую к очертаниям готовых деталей конфигурацию, высокую размерную точность, обусловливающую минимальные припуски на механическую обработку, и малую шероховатость поверхности.

Конструкция детали должна отвечать следующим основным технологическим требованиям:

1. иметь простое внешнее очертание - без резких углов, поворотов, высоких ребер и выступов, а также минимальное число внутренних полостей;

Таблица 3.3

Характеристики и области применения различных способов литья

Способ литья	Область применения	Характеристика
В песчаные формы Под давлением В кокиль В оболочковые формы По выплавляемым моделям	От опытного до крупносерийного производства отливок массой от 0,2 кг до десятков тонн В массовом и крупносерийном производстве сложных по конфигурации отливок массой до 50 кг В массовом и крупносерийном производстве разнообразных несложных по конфигурации отливок массой до 5 т В крупносерийном и массовом производстве отливок массой до 100 кг В крупносерийном и поточном массовом производстве отливок массой 0,02 - 100 кг, а также в мелкосерийном производстве, когда отливку другим способом получить невозможно	Универсальный способ литья деталей практически из любых сплавов. Большой расход формовочных материалов, необходимость больших производственных площадей и высококвалифицированных рабочих. Высокопроизводительный способ, хорошо автоматизируется и механизируется. Отливки изготовляют из цветных сплавов и стали очень точными, с высоким качеством поверхности. Большая трудоемкость при изготовлении пресс-форм Способ литья деталей из чугуна, стали и цветных сплавов. Отливки имеют мелкозернистую структуру, повышенные механические характеристики, минимальные припуски на механическую обработку Позволяет получать тонкостенные отливки (толщина стенки 6 - 8 мм) из любых сплавов. Очень хорошо автоматизируется и механизируется. Отливки используют практически без механической обработки Позволяет получать отливки из любых сплавов, в том числе из жаропрочных недеформируемых, с минимальными припусками на механическую обработку (0,2 - 0,7 мм) и высоким качеством поверхности. Дает возможность снизить трудоемкость изготовления деталей, уменьшить отходы дорогостоящих и дефицитных металлов, а также объединить отдельные детали в целые, неразъемные литые узлы

2. обеспечивать направленное затвердевание металла и достаточную сопротивляемость усадочным и термическим напряжениям;

3. отливки следует изготовлять по возможности небольшой массы; последующая механическая обработка должна быть минимальной. Необходимо предусматривать технологические уклоны, обеспечивающие легкое извлечение модели из формы или стержня из них. Стенки должны быть оптимальной толщины, удовлетворяющей условиям заливки металла в соответствии с выбранным способом литья;

4. обеспечивать технологичность моделей, а также возможность изготовления и применения простой и дешевой оснастки.