ГЛАВА 5. ЛИТЕЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО – СПОСОБ ПЕРВИЧНОГО ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ЗАГОТОВОК

5.3. Способы изготовления отливок

5.3.5. Специальныевидылитья

Точность геометрических размеров, шероховатость поверхности отливок, полученных в песчаных формах, не всегда соответствуют требованиям современной техники. Применение специальных видов литья позволяет получать отливки высокой точности, с малой шероховатостью поверхности, с минимальными припусками на механическую обработку или полностью исключая ее.

5.3.5.1. Литьеповыплавляемыммоделям

Литье по выплавляемым моделям – процесс получения отливок из расплавленного металла в формах, не требующих разъема, так как рабочая полость образуется благодаря удалению (вытеканию) легкоплавкого материала модели при ее предварительном нагревании.

Для изготовления моделей широко используют модельный состав, содержащий парафин, стеарин, церезин, воск и др. Парафино-стеариновый состав широко применяют в качестве модельного. Он хорошо заполняет полость пресс-формы и дает четкий и чистый отпечаток.

Модельный состав в пастообразном состоянии запрессовывают (рис. 5.18, б) в пресс-формы. После затвердевания модельного состава прессформа раскрывается и модель выталкивается в ванну с холодной водой. Затем модели собирают в блоки (рис. 5.18, в) с общей литниковой системой припаиванием, приклеиванием или механическим скреплением частей. В один блок объединяют 2–100 моделей. Формы по выплавляемым моделям изготовляют погружением разовой модели в специальную жидкую огнеупорную суспензию, состоящую из связующего, пылевидного кварца и других компонентов, а затем обсыпают кварцевым песком в специальной установке. Далее сушат на воздухе или в среде аммиака (рис. 5.18, г), наносят 3−5 слоев с сушкой каждого слоя.

Модели из форм удаляют, погружая в горячую воду или с помощью нагретого пара. После удаления модельного состава тонкостенные литейные формы промывают, сушат, помещают в опоки и засыпают песком (рис. 5.18, д). Затем прокаливают в печи в течение 6–8 ч при температуре 850–950 °С для спекания частичек связующего с частичками огнеупорного материала и испарения воды.

ГЛАВА 5. ЛИТЕЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО – СПОСОБ ПЕРВИЧНОГО ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ЗАГОТОВОК

5.3. Способы изготовления отливок

1

7

8

9

гд

10 12

Рис. 5.18. Схема литья по выплавляемым моделям: а – конфигурация детали и модели; 1 − деталь; 2 − модель; б – изготовление модели в пресс-форме; в – сборка моделей в блок; г – образование оболочки на моделях; д – подготовка формы к заливке; 3, 6 − нижняя, верхняя матрицы; 4, 9 − металлические стержни; 5 − направляющий штырь; 7

– поршень; 8 – модельная масса; 10 – оболочка; 11 – полость формы; 12 – накопитель

Заливку форм по выплавляемым моделям производят сразу же после прокалки в нагретом состоянии. После затвердевания залитого металла и его охлаждения, отливки удаляют из форм механическими, а затем химическими методами, обрубают и, как правило, подвергают термической обработке.

В промышленности нашли применение следующие разновидности способов получения точных отливок:

литье по выжигаемым моделям: модель не выплавляют из формы, а выжигают. Модель изготовляют из пенополистирола и заформовывают. Не извлекая модель, форму заливают жидким металлом. Модель при соприкосновении с жидким металлом испаряется, и металл занимает пространство, где была модель;

литье по растворяемым моделям: модель изготовляют из соли (NаNO3, KNO3 и др.). После изготовления формы при помощи этой модели ее растворяют и таким способом удаляют из формы;

литье по замороженным моделям: модель изготовляют из водных растворов солей. Жидкий раствор заливают в штамп и замораживают. По

ГЛАВА 5. ЛИТЕЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО – СПОСОБ ПЕРВИЧНОГО ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ЗАГОТОВОК

5.3. Способы изготовления отливок

замороженной модели изготовляют форму. Модель из формы удаляют нагреванием.

5.3.5.2. Литьевоболочковыеформы

Оболочковые формы изготовляют из формовочной смеси, которая состоит из кварцевого песка и термореактивной смолы (6–7 %) в виде порошка. Связующие материалы обладают способностью оплавляться при нагревании до 100 °C. Когда температура нагрева переходит за 160 °С, смола необратимо затвердевает.

На рис. 5.19 показана схема процесса получения оболочковой формы. На бункере 2 (I) с формовочной смесью закрепляют нагретую до 200–250 °С металлическую модельную плиту 1. После этого бункер с плитой опрокидывают на 180°, формовочная смесь 3 покрывает горячую модельную плиту (II) и начинает образовываться корочка из песка и смолы, перешедшей в жидкое состояние в пограничном с модельной плитой слое. Далее производится обратный поворот бункера на 180 °С (III) для удаления с него модельной плиты, на которой уже успела образоваться оболочковая полуформа 4. Оболочку помещают в электрическую печь и нагревают до 300–350 °С в течение одной минуты, термореактивная смола переходит в твердое необратимое состояние. С плиты удаляют готовую оболочковую полуформу 5 (IV). Две половинки оболочек соединяют скобами или склеивают. Полученную оболочковую форму заливают в вертикальном или горизонтальном положении через литниковую систему. Оболочковая форма из песчано-смоляной смеси после заливки металла легко разрушается, освобождая отливки.

2 1

4

5

Рис. 5.19. Последовательность изготовления оболочковых форм

Для крупных отливок, ввиду опасности прорыва металла во время заливки, оболочковые формы помещают в опоку и засыпают чугунной дробью.

ГЛАВА 5. ЛИТЕЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО – СПОСОБ ПЕРВИЧНОГО ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ЗАГОТОВОК

5.3.Способы изготовления отливок

5.3.5.3.Литьевкокиль

Изготовление отливок в металлических формах осуществляется различными способами. Наибольшее распространение получили литье в кокиль, под давлением, выжиманием и центробежное.

Литье в кокиль − процесс получения фасонных отливок в формах, изготовляемых из чугуна, стали или других сплавов. Метод литья в кокиль имеет ряд преимуществ перед литьем в песчаные формы: металлическая форма выдерживает большое количество заливок (от нескольких сотен до десятков тысяч) в зависимости от сплава, заливаемого в форму.

Отливки, полученные в кокиле, имеют бóльшую точность размеров и лучшую чистоту поверхности, чем при литье в песчаные формы, и требуют меньшего припуска на механическую обработку. Структура металла получается более мелкозернистой, вследствие чего повышаются его механические свойства; кроме того, устраняется необходимость в формовочной смеси, улучшаются технико-экономические показатели производства и санитарногигиенические условия труда.

Литье в кокиль имеет и недостатки. К ним относятся: большая стоимость изготовления формы; повышенная теплопроводность формы, что может привести к пониженной заполняемости форм металлом вследствие быстрой потери жидкотекучести; частое получение повышенного отбела у чугунных отливок, что затрудняет их механическую обработку.

Фасонные отливки при литье в кокиль изготовляют из стали, чугуна, медных, алюминиевых, магниевых и других сплавов.

Конструкции кокилей чрезвычайно разнообразны. Кокиль для простых отливок изготовляют из двух частей, соответствующих верхней и нижней опокам при литье в песчаные формы. Для сложных отливок форму изготовляют из нескольких разъемных частей, каждая из которых образует часть отливки. Поверхность разъема форм определяется конструкцией отливки.

4

3

Рис. 5.20. Форма для изготовления алюминиевого поршня

Для получения внутренней полости отливки применяют песчаные и металлические стержни. Для отливок из легкоплавких сплавов преиму-