104

Рис. 4.5. Формовка и изготовление отливки в песчано-глинистой форме

После заливки металла в форму и его застывания форма разбивается, выбиваются стержни, отливка (рис. 4.5, е) поступает на обрубку литника 8 и выпора 9 и на зачистку.

4.3.3. Литье в оболочковые формы. Литье в оболочко-

вые формы применяют при массовом производстве отливок небольших размеров (до 1 м и массой до 200 кг), преимущественно тонкостенных. На рис. 4.6 приведена схема получения оболочковой формы. Поворотный бункер 1 (рис. 4.6, а) наполняется формовочной смесью из песка и термореактивной фенолоформальдегидной смолы. Затем нагретую до 150–220°С металлическую плиту 2 с закрепленной на ней металлической моделью устанавливают над бункером (4.6, б) и переворачивают вместе с ним (рис. 4.6, в). Формовочная смесь падает на нагретую модель, плавится, обволакивает тонким слоем модель и образует на ее поверхности пленку толщиной 6–8 мм. При обратном повороте бункера в нем остается избыток смеси, а на форме образуется оболочка (3, рис. 4.6, г). Для завершения реакции образования пленки оболочку вместе с плитой помещают на 30–40 сек. в печь 4 (рис. 4.6, д), нагретую до 250-300°С. Затвердевшую оболочку снимают с плиты толкателем (рис. 4.6, е), спаривают с другой оболочкой (полуформой) зажимами или склеивают и получают форму.

105

Рис. 4.6. Схема получения оболочковой полуформы

Собранную форму помещают в металлический ящик, засыпают песком и заливают металлом. После затвердевания отливки легко освобождаются от оболочки. В оболочковые формы заливают чугун, сталь, а также сплавы цветных металлов.

Литье в оболочковые формы имеет ряд преимуществ: формовка легко автоматизируется с выдачей до 500 оболочек в час; точность отливок в оболочковые формы составляет 0,3– 0,7 мм на 100 мм размера при высоком качестве поверхности, поэтому сокращается или отпадает необходимость механической обработки; расход формовочных материалов в сравнении с формовкой в опоках сокращается в 8–18 раз, отпадает необходимость в опоках.

4.3.4. Литье по выплавляемым (выжигаемым) моде-

лям. Сущность литья состоит в том, что модель изготавливается из легкоплавкого или сгораемого материала, выплавляющегося (или сгорающего) при заливке формы металлом (рис. 4.7).

Литье по выплавляемым (выжигаемым) моделям применяют при производстве отливок сложной конфигурации из любых литейных сплавов, в том числе из высоколегированных сталей, имеющих высокую температуру плавления и трудно поддающихся механической обработке и ковке. Получаемые отливки отличаются высокой точностью изготовления и чистотой обработки.

106

Рис. 4.7. Литье по выплавляемым моделям Технологический процесс состоит из этапов:

1)изготовление пресс-формы для производства моделей деталей и литниковых систем;

2)изготовление выплавляемых моделей путем заполне-

ния пресс-формы легкоплавким жидким или пастоообразным составом (чаще из смеси стеарина с парафином);

3)изготовление моделей литниковой системы того же

состава;

4)сборка моделей и литниковой системы и покрытие их огнеупорным составом из порошкообразного кварцевого песка с добавкой раствора этилсиликата или жидкого стекла в качестве связующего; этот облицовочный состав при прокаливании форм образует прочную оболочку и обеспечивает точность отливки;

5)установка модели в опоке и засыпка ее песком;

6)заливка металлом с выплавкой (или выжиганием) моде-

ли.

Литьем по выплавляемым (выжигаемым) моделям изготавливают режущий инструмент, лопатки турбин и т.д.

4.3.5. Изготовление отливок центробежным литьем.

Сущность метода состоит в том, что жидкий металл заливают во вращающуюся литейную форму. Она вращается до застывания металла отливки. При этом металл центробежной силой прижи-

107

мается к стенкам формы, что обеспечивает получение плотных, с повышенной прочностью отливок, так как газы и неметаллические включения, обладающие меньшей плотностью, вытесняются во внутренние полости отливки и затем их удаляют механической обработкой.

Ось вращения формы может быть горизонтальной, вертикальной и наклонной. Если диаметр отливки значительно меньше ее длины (трубы, гильзы, втулки), то ось вращения формы размещают горизонтально (рис. 4.8, а, в). Если же диаметр отливки больше, чем ее высота (колеса, шкивы, шестерни), то ось вращения располагают вертикально (рис. 4.8, б).

в

Рис. 4.8. Схемы центробежного литья:

1 – электродвигатель, 2 – стержень, 3 – форма, 4 – неподвижный желоб, 5 – заливаемый чугун

В обоих случаях ось отливки совпадает с осью вращения формы, и внутренняя полость получается без стержней, а толщина стенки отливки определяется количеством заливаемого металла. Этот способ используют при изготовлении отливок, имеющих форму тела вращения. Использование высокопроизводительных центробежных установок, отсутствие стержней и работ, связанных с их производством, намного повышают производительность труда, а отсутствие литниковой системы значительно экономит металл.

108

Центробежное литье применяют в массовом, серийном и индивидуальном производстве отливок из различных сплавов в металлических и песчаных формах. Этим способом отливают фановые трубы (рис. 4.8, в), цилиндровые втулки, шестерни, шкивы, орудийные стволы и т.д.

4.3.6. Изготовление отливок в металлических фор-

мах (кокилях). Сущность заключается в том, что вместо разовой песчано-глинистой формы используют металлическую форму, называемую кокилем. Обладая по сравнению с песча- но-глинистыми формами приблизительно в 60 раз более высокой теплопроводностью, кокиль обеспечивает мелкозернистую структуру отливок, что повышает их прочность. При кокильном литье отпадает необходимость в модельно-опочной оснастке, в формовочных и стержневых смесях, что дает большую экономию, повышает точность изготовления и чистоту поверхности. Обслуживание кокилей не требует высокой квалификации. Недостаток кокилей – их высокая стоимость, что позволяет применять их только в серийном и массовом производстве. Кроме того, при этом способе могут появляться трещины на отливке при ее остывании из-за неподатливости металлических прессформ. Литье в кокиль применяется при массовом производстве отливок из черных и цветных металлов.

Кокиль изготавливают из чугуна или стали. При литье из легких сплавов применяют стальные и чугунные стержни, при литье из стали, чугуна и медных сплавов – песчаные стержни.

На рис. 4.9 приведена форма, подготовленная к заливке. Она состоит из двух разъемных половинок кокиля 1,2; стержня 3 и крышки 4 с отверстиями для заливки. Для предотвращения отбела чугуна и разгара кокиля на его поверхность наносят тонкую песча- но-смоляную облицовку или краску. После заливки и остывания металла кокиль открывается и вынимается отливка, причем она не требует дальнейшей обработки. При литье из легкоплавких сплавов цветных металлов кокиль выдерживает десятки тысяч заливок, из стали и чугуна – от 100 до 5000 заливок в зависимости от размера отливок.