3. Усовершенствование и разработка новых технологических процессов и оборудования

3.1. Литьё в металлические формы (кокили)

Литьё в металлические формы является одним из прогрессивных способов получения отливок.

Сущность процесса состоит в многократном применении металлической формы, имеющей гораздо более высокую стойкость, чем обычная песчано-глинистая или полупостоянная форма.

Достоинства литья в кокиль заключаются в следующем:

– повышаются технико-экономические показатели производства отливок благодаря сокращению числа технологических операций и продолжительности технологического цикла;

–

– повышается производительность обработки резанием;

– сокращаются потери от брака.

Высокая прочность металлической формы позволяет выполнять рабочие полости формы с более точными, стабильными размерами и соответственно получать отливки с размерами до

5-го класса точности.

Минимальное физико-химическое взаимодействие металла отливки и формы способствует повышению качества поверхности отливки и полностью устраняет пригар; шероховатость поверхности отливки может достигать 3 – 5-го классов чистоты по ГОСТ 25142–82.

Наиболее распространено кокильное литьё из цветных металлов, возможно также получать отливки из чугуна различных марок и сталей.

Литьё в облицованный кокиль получило широкое распространение для сложных отливок повышенной точности при массовом производстве. К числу наиболее существенных преимуществ процесса литья в облицованный кокиль является возможность организации дифференцированного в пространстве процесса охлаждения одних и ускорения охлаждения других элементов отливки. В результате сокращается расход металла на прибыли и технологические напуски, уменьшаются термические напряжения в отливке.

3.2. Литьё в оболочковые формы

Согласно ГОСТ 18169–86 литьё в оболочковую форму – это литьё металла, осуществляемое путём свободной заливки оболочковой формы. В оболочковых формах получают отливки практически из любых сплавов и различных назначений.

Достоинства литья в оболочковые формы по сравнению с литьём в песчаные формы заключаются в следующем:

– уменьшение параметров шероховатости поверхности и существенное улучшение товарного вида отливок;

– возможность получения отливок с тонким и сложным рельефом, а также тонкостенных отливок с литыми каналами малых сечений;

– уменьшение трудоёмкости ряда операций технологического процесса (особенно таких, как приготовление формовочной смеси, изготовление форм, очистка отливок и др.);

– сокращение (в 8 – 10 раз) объёма переработки и транспортирования формовочных материалов;

– снижение (примерно в 2 раза) первоначальных капитальных затрат в потребных производственных площадях;

– уменьшение металлоёмкости формовочного оборудования;

– увеличение выхода годного литья (высокая газопроницаемость, гладкость рабочей поверхности форм, малая теплопроводность оболочковых форм – все это позволяет уменьшить размеры литниковой системы, прибылей и иногда на 20 – 30 °С снизить температуру заливаемого металла; экономия металла на литниковой системе и прибылях по сравнению с литьём в песчано-глинистые формы достигает 20 %);

– благодаря хорошим свойствам оболочковых форм и стержней при чётком выполнении технологии изготовления отливок брак снижается в среднем в 1,5 – 2 раза и соответственно увеличивается выход годного литья;

– трудоёмкость на процессы обрубки и очистки отливок сокращается в среднем на 30 – 40 %, так как нет пригара отливок, заливов металла; при заливке металла смолы, входящие в оболочковые формы и стержни, сгорают, а оболочки легко разрушаются, выбиваются и очищаются с поверхности отливок;

– при литье в обычные песчано-глинистые формы на 1 т годного литья расходуется от 5 до 12 т. формовочных и стержневых смесей, а при литье в оболочковые формы на 1 т годного литья расходуется 0,3 – 0,8 т песчано-смоляной смеси.

Это ведёт к сокращению формовочных площадей, транспортных устройств, отказу от опок, уменьшению площадей под склады песка и др.

Преимуществом является также уменьшение припусков на механическую обработку, получение плотного литья, отсутствие отбела даже в тонких сечениях.

При литье серого чугуна при использовании механизации и автоматизации процессов повышается выработка литья на 1 рабочего, съём с 1 м² производственных площадей.

При литье в оболочковые формы достижим 5-й класс точности ОСТ 1015 для размеров, не попадающих в разъём, а для размеров, попадающих в разъём, достижим 7-й класс точности (ОСТ 1010).

Шероховатость поверхности отливок находится в пределах 3 – 6-го классов чистоты (ГОСТ 25142–82), т.е. высота неровностей в среднем от 63 до 6,3 микрон.

Для сталей, например, достижимы 3 – 4-й классы чистоты, для чугунов, латуней и бронз – 4-й класс, а для алюминиевых сплавов – 5 – 6-й классы чистоты.