Лекция 8. Специальные способы литья

Специальные способы литья имеют, как правило, узкую область применения и предназначены для решения конкретных тахнических задач: повысить точность и качество поверхности отливки, получить определенную микроструктуру, твердость, получить тонкостенные отливки и др.

Литье по выплавляемым моделям, в оболочковую форму, в кокиль и под давлением подробно изучается на лабораторной работе. Рассмотрим другие специальные способы литья.

8.1. Литье в облицованный кокиль

При этом способе литья на рабочую поверхность металлической формы наносят разовую песчаную облицовку, толщина которой соизмерима с тощиной отливки и составляет на практике от 3 до 10 мм. Материал облицовки – песчано-глинистая формовочная смесь, ЖСС, сухие песчано-смоляные термореактивные (оболочковые) смеси. Наибольшее применение получили последние. Изменяя толщину облицовки, можно управлять процессом затвердевания и охлаждения отливки, повысить стойкость кокиля при литье черных сплавов с 500–2000 до 500000 заливок, снять проблему отбела при литье чугуна. Облицованные кокили бывают с горизонтальной или вертикальной плоскостью разъема.

Способ применяется при литье сложных ответственных отливок из черных сплавов в массовом и крупносерийном производстве: коленчатые и распределительные валы автомобильных и тракторных двигателей, корпуса водяных насосов, ступицы колес, гильзы двигателей внутреннего сгорания, стальные буксы вагонов и др.

Состав облицовочной оболочковой смеси:

• песок кварцевый – 97%;

• смола фенолформальдегидная термореактивная 3%.

Исходные материалы смешивают по специальной технологии, в результате чего получают плакированную оболочковую смесь, главное достоинство которой – отсутствие пыли.

Рабочая поверхность металлической формы обычно литая, без последующей механической обработки. Облицовку наносят на предварительно нагретую металлическую форму (до 250 С) пескодувным способом по горячей металлической модели. Толщина облицовки соответствует зазору между моделью и рабочей поверхностью кокиля (рис. 8.1.). Сухую облицовочную смесь вдувают в указанный зазор с помощью сжатого воздуха через систему вдувных отверстий (диаметр 10–15 мм) или щелей. Пескодувная головка 4 снабжена специальным вдувными соплами 5 с наконечниками из термостойкой резины.

После надува и выдержки в течение 30–45 сек модель из кокиля извлекается, кокиль собирается. При необходимости в форму устанавливают песчаные стержни. На собранные кокили с горизонтальным разъемом устанавливается отдельно изготовленная литниковая чаша. Для автоматизации технологического процесса применяют, в основном, автоматические литейные линии (рис.8.2.).

После заливки металла в форму, затвердевания и охлаждения отливки до заданной температуры форма раскрыватся и отливка из кокиля удаляется. Облицовка при контакте с расплавленным металлом частично разрушается, смола выгорает. Однако часть оболочки остается на поверхности кокиля и ее удаляют с помощью специальных штырей – толкателей. Очистка поверхности кокиля от остатков облицовки – одна из проблем при автоматизации технологического процесса.

Достоинства процесса: повышенные точность размеров и качества поверхности отливки; сокращение времени затвердевания и охлаждения отливки в 5–10 раз; возможность управлять процесом затвердевания отливки; снимается проблема стойкости кокиля при литье черных сплавов; отсутствие отбела при литье чугуна; снижение расхода оболочковой смеси в 5–10 раз по сравнению с литьем в оболочковые формы; возможность полной автоматизации процесса; высокая производительность (до 50 форм в час).

Недостатки: процесс рационален только в условиях масссового производства (проблемы автоматизации при многоменклатурном производстве); ограничение отливок по размерам (до 1500 мм) и массе (до 100–150 кг); сложность стабилизации температуры кокиля; нерешенность проблем экологии.