Реферат: Технология литейного производства
ИНСТИТУТ СОВРЕМЕННЫХ ЗНАНИЙ
ВИТЕБСКИЙ ФИЛИАЛ
Кафедра: «Информатики и управления»Дисциплина: «Производственные технологии»КонтрольнаяработаНа тему:«Технология литейного
производства»
Студента II курса
ГолосоваС.А.
Группа ЗЭ00/4
г.Витебск
2001г.
<span Times New Roman",«serif»; mso-fareast-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US;mso-fareast-language: RU;mso-bidi-language:AR-SA">Тема:Технологиялитейного производства
TOC o «1-1» 1. Сущность литейного производства и егоразвитие… PAGEREF _Toc532195066 h 2
2. Литье в разовыепесчано-глинистые формы… PAGEREF _Toc532195067 h 3
3. Специальные способы литья… PAGEREF _Toc532195068 h 10
4. Литература… PAGEREF _Toc532195069 h 15
<span Times New Roman",«serif»; mso-fareast-font-family:«Times New Roman»;mso-ansi-language:EN-US;mso-fareast-language: RU;mso-bidi-language:AR-SA">1.<span Times New Roman"">
Литейнымпроизводством называют процессы получения фасонных изделий (отливок) путемзаливки расплавленного металла в полую форму, воспроизводящую форму и размеры будущейдетали. После затвердевания металла в форме получается отливка — заготовка илидеталь. Отливки широко применяют в машиностроении, металлургии и строительстве.
Можно получатьотливки различной массы (от нескольких граммов до сотен тонн), простой исложной формы из чугуна, стали, сплавов меди и алюминия, цинка и магния и т.д.Особенно эффективно применение отливок для получения фасонных изделий сложнойконфигурации, которые невозможно или экономически нецелесообразно изготавливатьдругими методами обработки металлов (давлением, сваркой, резанием), а также дляполучения изделий из малопластичных металлов и сплавов.
При всемразнообразии приемов литья, сложившихся за длительный период развития еготехнологии, принципиальная схема технологического процесса литья практически неизменилась за более чем 70 веков его развития и включает четыре основных этапа:плавку металла, изготовление формы, заливку жидкого металла в форму, извлечениезатвердевшей отливки из формы.
До серединынашего столетия литейный способ считался одним из важнейших методов получения фасонныхзаготовок. Масса литых деталей составляла около 60 % от массы тракторов исельскохозяйственных машин, до 70 % — прокатных станов, до 85 % — металлорежущихстанков и полиграфических машин. Однако наряду с такими достоинствами литейногопроизводства, как относительная простота получения и низкая стоимость отливок(особенно из чугуна), возможность изготовления сложных деталей из хрупкихметаллов и сплавов, он имеет и ряд существенных недостатков: прежде всегодовольно низкая производительность труда, неоднородность состава и пониженнаяплотность материала заготовок, а следовательно, и их более низкие, чемзаготовок, полученных обработкой давлением, прочностные характеристики.
За годы XIпятилетки в СССР значительно возрос выпуск литейного оборудования. Освоенопроизводство автоматических линий формовки, заливки и выбивки отливок, созданыкомплекты современного смесеприготовительного оборудования, освоен выпуск целойгаммы машин для специальных способов литья, существенно возрос уровеньмеханизации и автоматизации технологических процессов.
Основныминаправлениями экономического развития СССР на период до 2000 года предусматриваетсязначительное ускорение развития машиностроения. Немалый вклад в решениепоставленных задач может внести реконструкция и модернизация литейногопроизводства, замена устаревшего оборудования высокопроизводительными литейнымиавтоматами и полуавтоматами, робототехническими комплексами. Большой резервэкономии металла, снижения материалоемкости продукции машиностроения состоит вувеличении доли литья из легированных сталей и высокопрочного чугуна, а такжеточного литья, получаемого специальными способами.
Основнымитехнико-экономическими показателями работы литейных цехов являются: годовойвыпуск отливок в тоннах; выпуск отливок на одного работающего (производственного);съем литья с 1м2 производственной площади цеха; выход годногометалла (в процентах от массы металлозавалки и жидкого металла); доля бракалитья (в процентах), уровень механизации; доля литья, получаемого специальнымиспособами; себестоимость 1т литья.
В структуре себестоимости литья основную долюсоставляют затраты на металл (до 80%). Производя технико-экономический анализлитейного производства, особое внимание необходимо обращать на те стадии иэлементы технологического процесса, которые непосредственно связаны свозможными потерями металла на угар, разбрызгивание, брак и т. п.
Себестоимостьлитья зависит от объема производства, уровня механизации и автоматизациитехнологических процессов.
2.<span Times New Roman"">Литье вразовые песчано-глинистые формы является наиболее распространенным и относительнопростым способом получения отливок. Разовые песчано-глинистые формы могут бытьприготовлены либо непосредственно в почве (в полу литейного цеха) по шаблонам,либо в специальных ящиках-опоках по моделям. В почве получают отливкикрупногабаритных деталей (станин, колонн и т.д.), более мелкие отливки обычнополучают в опочных формах.
Внешнееочертание отливок соответствует углублениям формы, отверстия получают за счетстержней, вставляемых в полость формы.
Технологическийпроцесс производства отливок в опочных формах (рис.1) состоит из трех стадий:подготовительной, основной и заключительной.
Модельнаяоснастка, изготовленная в модельных цехах, представляет собой приспособления, спомощью которых изготовляют формы и стержни. К оснастке относятся модели деталей,подмодельные щитки, стержневые ящики, модели элементов литниковой системы и опоки.
Модели (рис.2,а) служат для получения полости в земляной форме, которая по размерам и внешнимочертаниям соответствует будущей отливке. Так как металл после затвердеванияусаживается (уменьшается в объеме), размеры модели делают несколько большими.
Изготовляютмодели из дерева, пластмассы или металла. Выбор материала зависит от условийпроизводства и требований, которые предъявляют к отливке в отношении точностиразмеров и чистоты поверхности. Для того чтобы модели легко извлекались изформы, их делают с формовочными уклонами и часто разъемными, из двух и болеечастей, легко скрепляемых при помощи шипов.
Для полученияотливок с отверстиями или углублениями на моделях в соответствующих местах предусматриваютвыступы — стержневые знаки, которые оставляют в форме отпечатки для установкистержней. Место, занимаемое в форме стержнем, не заполняется металлом и вотливке после удаления стержня образуется отверстие или углубление. Стержниизготовляют из особой стержневой смеси, набивая ее вручную или машиннымспособом в стержневые ящики (рис.2, б). При этом учитывают изменение размеровотливки при затвердевании металла. Размеры стержней должны быть меньшеотверстий на величину усадки металла. В зависимости от сложности изготовлениястержневые ящики делают цельными и разъемными. При небольших партиях стержнейящики делают из дерева, в массовом производстве, особенно при повышенныхтребованиях к точности литья, применяют металлические ящики (чугунные или изалюминиевых сплавов).
Модели литниковойсистемы предназначены для образования в форме каналов и полостей, служащих дляподачи металла, задержки шлака и выхода воздуха из полости формы (рис.2, в).Устройство литниковой системы обеспечивает спокойное, безударное поступлениеметалла в форму, предохраняя ее от повреждения.
Подмодельныещитки-плиты служат для размещения на них моделей и установки опоки при изготовлениилитейной формы вручную.
В массовомпроизводстве при машинной формовке эффективно применение тщательно обработанныхдеревянных или металлических модельных плит с прочно укрепленными на них иливыполненными за одно целое, моделями деталей и элементами литниковой системы(рис.2, г).
Опоки —деревянные или металлические рамки, каркасы, основное назначение которыхсостоит в удерживании песчано-глинистой смеси, обеспечении достаточнойпрочности и жесткости формы при ее изготовлении, транспортировке и заливкеметалла.
Формовочные истержневые смеси в основном состоят из кварцевого песка определеннойзернистости и жароупорности.
<img src="/cache/referats/8414/image002.gif" v:shapes="_x0000_i1025">
Рис.1 Технологическийпроцесс производства отливок в опочных формах
Формовочные истержневые смеси должны обладать пластичностью и газопроницаемостью, а формы истержни, изготовленные из них,— достаточной прочностью. Эти свойствадостигаются добавкой к основному материалу глины, льняного масла, декстрина,жидкого стекла, а также деревянных опилок или торфяной крошки. Увлажненнаяглина добавляется как связующее вещество.
Опилки,торфяная крошка, выгорая после заливки металла в формы, образуют дополнительныепоры, увеличивающие газопроницаемость смеси.
<img src="/cache/referats/8414/image004.gif" v:shapes="_x0000_i1026">
Рис.2 Модельнаяоснастка:
а – модель детали; б – стержневой ящик; в – модельлитниковой системы;
г – подмодельная плита; д – опока.
Масляныекрепители (олифа, льняное масло) обычно добавляют в стержневые смеси, которыедолжны обладать более высокой, по сравнению с формовочными, прочностью. Приготовлениеформовочных и стержневых смесей производится в землеприготовительных отделенияхлитейного цеха и включает операции предварительной подготовки (подсушивания, помола),дозирования исходных материалов и тщательного перемешивания их до получения однородногосостава. В современных литейных цехах эти операции механизированы. Приготовленныесмеси подвергают вылеживанию в бункере для более равномерного распределениявлаги, а затем после разрыхления и контроля полученных свойств, транспортируютк рабочим местам формовщиков.
По назначениюформовочные смеси подразделяют на облицовочные, наполнительные и единые. Облицовочныесмеси, непосредственно соприкасающиеся с жидким металлом, приготавливают изболее качественных свежих материалов. Наполнительной служит бывшая вупотреблении (горелая) смесь. В массовом производстве формы изготовляют изединой смеси, материалом для которой является бывшая в употреблении смесь сосвежими добавками песка, глины, крепителей и пр.
Изготовлениестержней может производиться набивкой стержневой смеси в ящик и трамбовкой вручнуюили машинным способом. Машинное приготовление стержней осуществляется напрессовых, встряхивающих, пескометных и других стержневых машинах. В массовомпроизводстве стержни изготовляют на поточных линиях, состоящих из стержневыхмашин, сушильных печей и различных транспортирующих устройств. Отформованныесырые стержни сушат при температуре 160...300 °С в сушильных печах или камерахдля придания им высокой прочности.
В последнеевремя на большинстве заводов применяется метод изготовления стержней избыстросохнущих смесей на жидком стекле. Сушка или химическое твердение стержнейв этом случае достигается продувкой их углекислым газом в течение двух-трехминут. На некоторых заводах внедрена скоростная сушка стержней с помощью токоввысокой частоты.
Применениеуказанных методов сушки способствует сокращению производственного циклаизготовления отливок в 2...5 раз, увеличению съема отливок с Гм2производственной площади цеха, снижению расходов на транспорт и энергию.
<img src="/cache/referats/8414/image006.gif" v:shapes="_x0000_i1027">
Рис.3 Технологическийпроцесс формовки втулки
Формовка —наиболее сложная и трудоемкая операция производства отливок в разовыхпесчано-глинистых формах. Трудоемкость изготовления литейных форм составляет40...60 % от общей трудоемкости получения отливок.
В условияхмассового и крупносерийного производства мелких и средних по массе отливокприменяется машинная формовка. Ручная формовка находит применение в индивидуальноми мелкосерийном производстве, а также при производстве крупных отливок. Понятие«ручная формовка» несколько устарело, так как многие работы (подача формовочнойсмеси, трамбовка, извлечение моделей, поворот и перемещение опок) в настоящеевремя механизированы.
Рассмотримпоследовательность ручной формовки для отливок детали типа втулки.
Наподмодельный щит 3 (рис.3, а) укладывается половина модели 2 иустанавливается нижняя опока, затем сквозь сито 4 на поверхность моделинаносится противопригарный припыл — древесно-угольная пыль, графитовый порошок(рис.3, б). Лопатой 5 наносят на модель облицовочную формовочную смесь, а затемзасыпают всю опоку наполнительной формовочной смесью (рис.3, в). Ручнойили пневматической трамбовкой 6 уплотняют смесь (рис.3, г), сгребают ее остаткии накалывают душником (шилом) 7 отверстия для лучшего выхода газов(рис.3, д). Затем нижнюю опоку с заформованноймоделью переворачивают на 180° устанавливают вторую половину модели 8 и верхнююопоку 9 (рис.3, е). После установки моделей литниковойсистемы 10 в той же последовательности заформовывают верхнюю опоку(рис.3, ж). По окончании формовки опоки разнимают, осторожно удаляютмодели, поправляют обрушившиеся места формы припыливают ее изнутри и, уложив внижнюю полуформу на место знаков 11 стержень 12 (рис.3, з), вновь устанавливают верхнюю полуформу на нижнюю искрепляют их при помощи болтов, струбцин или просто придавливают грузом, чтобыпредотвратить прорыв металла по плоскости разъема формы. В таком виде литейнаяформа готова для заливки металла.
Для получениякрупных отливок полуформы перед сборкой сушат при температуре 350 °С втечение 6...20 ч в зависимости от габаритов формы.
Машиннаяформовка экономически целесообразна в условиях серийного и массовогопроизводства, когда формовочные машины загружены в течение не менее 40...60 %рабочего времени. Однако опыт передовых заводов нашей страны показывает, чтомашинная формовка экономически оправдывает себя и в индивидуальномпроизводстве, если применяются быстросменные модельные плиты. В этом случаесмена моделей производится за 1,5...2 мин, т.е. за короткое время можноперестраиваться на получение новых отливок.
Сущностьмашинной формовки заключается в механизации основных операций: установкимодельных плит и опок, наполнения опок формовочной смесью, уплотнения смеси иудаления моделей из форм. Отдельные конструкции формовочных машин позволяюттакже механизировать некоторые вспомогательные операции: поворот опок, снятиеготовых полуформ со стола машины, передачу их на сборку и т. п.
По способууплотнения смеси формовочные машины делятся на прессовые, встряхивающие,пескометные (рис.4) и комбинированные (встряхивающие с подпрессовкой или прессовыес вибратором).
Прессовыемашины являются наиболее простыми и производительными, но дают неравномерное уплотнениесмеси по высоте опоки, встряхивающие машины менее производительны, но всочетании с подпрессовкой позволяют более равномерно уплотнять землю даже ввысоких и больших по площади опоках. Пескометы применяют для набивки средних икрупных опок. Они отличаются большой производительностью (до 50...70 м3/ч)и обеспечивают наиболее равномерное уплотнение земли по высоте опоки.
Формовочныемашины, объединенные транспортными устройствами с другими машинами и механизмами,позволяют создавать поточные (механизированные, полуавтоматические иавтоматические) участки формовки.
<img src="/cache/referats/8414/image008.gif" v:shapes="_x0000_i1028">
Рис.4 Формовочныемашины:
а – прессовые; б – встряхивающие; в – пескометные.
Машиннаяформовка не только облегчает труд рабочих-формовщиков, но и дает возможностьповышать производительность труда, получать более точные отливки с меньшими припускамина механическую обработку, снижать брак.
В общейтрудоемкости изготовления отливок на процессы плавки и заливки металла в формыприходится около 7...10 %. Тем не менее, эти процессы являются особо ответственными,так как оказывают решающее влияние на качество и себестоимость отливок.
Важнейшимилитейными сплавами являются чугун (серый, высокопрочный), сталь (углеродистая,легированная), медные сплавы (бронза, латунь), алюминиевые, магниевые, цинковыесплавы и др.
Наилучшимкомплексом литейных свойств обладают серый чугун, бронза, сплавы алюминия скремнием (силумины). Плавка чугуна производится преимущественно в вагранках ишахтных печах. Вагранка представляет собой вертикальную шахту-печь непрерывногодействия, работающую на литейном каменноугольном коксе и воздушном дутье.Производительность вагранки в зависимости от ее размеров составляет 1...30 т/ч,максимально достижимая температура— 3400...1420 °С. Интенсификация процессаплавки в вагранке осуществляется применением горячего (400...500 °С) дутьявоздухом, обогащенным кислородом.
В последнеевремя получили распространение коксогазовые и газовые вагранки, которыепозволяют еще более повысить технико-экономические показатели процессов за счетулучшения качества металла, лучшего использования шихтовых материалов иснижения продолжительности плавки.
Индукционныепечи для выплавки чугуна, работающие на токах промышленной частоты, являютсянаиболее перспективными плавильными агрегатами. Их применение позволяет выплавлятьчугун однородного состава с высокими механическими свойствами и тем самымзначительно снизить массу отливок. Высокая температура нагрева в индукционныхпечах дает возможность использовать недорогостоящие стальные отходы и путемнауглероживания их получать чугун необходимого химического состава.
В цехахкрупного и среднего литья из углеродистой и низколегированной стали (частичновысоколегированной) применяются кислые и основные мартеновские печи емкостью до80 т, Для получения мелких и средних отливок из углеродистой инизколегированной стали используются электродуговые печи, для неответственныхотливок — малые бессемеровские конвертеры, чугун в которые поступает извагранок. В цехах особо ответственного стального литья применяются индукционныевысокочастотные печи и установки электрошлакового переплава.
Сплавы цветныхметаллов в зависимости от их свойств (температуры плавления, химической активностии т, п.) и масштабов производства плавятся в тигельных печах, пламенных и электрическихотражательных печах, индукционных, вакуумно-дуговых, вакуумных электронно-лучевыхпечах.
Все плавильныеагрегаты, применяемые в литейном производстве, должны отвечать определенным общимтребованиям: обеспечивать необходимую для расплавления и перегрева металлатемпературу, обладать достаточной производительностью, быть экономичными (минимальныйрасход топлива и энергии на 1т жидкого металла и минимальный угар металла), болееили менее надежно предохранять расплавленный металл от загрязнения газами и неметаллическимивключениями.
На участокзаливки форм расплавленный металл подается в разливочных ковшах различнойвместимости.
Качествоотливок во многом зависит от соблюдения правил заливки. Металл в форму заливаютплавно, непрерывной струей до тех пор, пока он не покажется в выпорах иприбылях. Температура заливки всегда выше температуры плавления сплава, однако,перегрев его должен быть минимальным для обеспечения хорошего заполнения формы.При слишком высокой температуре заливки происходит обильное газовыделение,формовочная смесь пригорает к поверхности отливки, увеличивается ее усадка.Контроль температуры заливаемого металла осуществляется оптическими пирометрамиили термопарами.
Послезатвердевания и охлаждения до определенной температуры, при которой отливкиприобретают достаточную механическую прочность, производится выбивка их изформ; стержни выбиваются позднее, после дополнительного охлаждения отливок.
Выбивкаотливок — одна из самых тяжелых операций литейного производства, сопровождающаясябольшими выделениями теплоты и пыли. По трудоемкости операции выбивки, обрубкии очистки составляют 30… .40 % от общей трудоемкости изготовления отливок.
Сущностьпроцесса выбивки заключается в разрушении формы, освобождении отливок отокружающей их формовочной земли. В современных литейных цехах процесс выбивкимеханизирован и осуществляется на различных вибрационных машинах, чаще всего,на встряхивающих решетках. Формовочная смесь проваливается через решетку,попадает на ленточный конвейер и транспортируется в формовочное отделение дляповторного использования.
После выбивкипроизводится обрубка и очистка отливок. Обрубка заключается в отделении ототливок прибылей, выпоров и заливов.
Обрубка —тяжелая операция, трудно поддающаяся механизации. Ее производят с помощьюпневматических зубил, ленточных и дисковых пил, прессов, газовой резки.
Очисткаотливок, осуществляемая после обрубки, заключается в удалении пригара формовочнойземли (корки), окалины, мелких заусениц. Основная цель очистки — уменьшениетрудоемкости последующей механической обработки и снижение интенсивностиизнашивания режущего инструмента. Очистку отливок от пригоревшей земли иокалины производят во вращающихся (галтовочных) барабанах, на пескогидравлическихи дробеметных аппаратах, а также химической и электрохимической обработкойвнутренних поверхностей отливок, труднодоступных при других способах очистки.
Зачисткамелких заусениц, неровностей, оставшихся после обрубки, производится на переносныхи стационарных шлифовальных станках крупнозернистыми абразивными кругами.
Передотправкой в механические цехи стальные отливки обязательно подвергаются термическойобработке — отжигу или нормализации—для снятия внутренних напряжений и измельчениязерна металла. В отдельных случаях термической обработке подвергаются отливки ииз других сплавов.
Брак можетвозникать по различным причинам на всех стадиях литейного производства, приэтом бывает брак исправимый и неисправимый. Основными видами дефектов вотливках являются: коробление; газовые, усадочные, земельные и шлаковыераковины; трещины; недолив металла и спай; отбел поверхности (У чугунныхотливок). Поверхностные неглубокие дефекты устраняются заваркой, запрессовкой(эпоксидными смолами), металлизацией. Коробление иногда можно исправитьправкой. Отбел ликвидируют дополнительным отжигом отливок.
При внутреннихи глубоких наружных дефектах отливки отправляют на переплавку. Годные отливкинаправляют в механические цехи для дальнейшей обработки или на склад готовойпродукции.
3.<span Times New Roman"">В последниегоды в литейном производстве повсеместно внедряются специальные способы литья,имеющие ряд преимуществ по сравнению с традиционным литьем в разовые песчано-глинистыеформы. Удельный вес отливок, получаемых специальными способами, неуклонноувеличивается.
К специальнымспособам относят литье: а) в постоянные металлические формы (кокиль), б)центробежное, в) под давлением, г) в тонкостенные разовые формы, д) по выплавляемым моделям, е) корковое, или оболочковое,ж) электрошлаковое литье.
Специальныеспособы литья позволяют получать отливки более точных размеров с хорошимкачеством поверхности, что способствует уменьшению расхода металла итрудоемкости механической обработки; повысить механические свойства отливок иуменьшить потери от брака; значительно снизить или исключить расход формовочныхматериалов; сократить производственные площади; улучшитьсанитарно-гигиенические условия и повысить производительность труда. ...
Большинствоопераций при специальных способах литья легко поддается механизации и автоматизации.
Экономическая целесообразность замены литья вразовые песчано-глинистые формы тем или иным специальным способом зависит отмасштаба производства, формы и размеров отливок, применяемых литейных сплавов ит.п. Она определяется на основе тщательного технико-экономического анализа всехзатрат, связанных с новым технологическим процессом.
Одним изнаиболее распространенных является литьев кокиль. Кокилем называют цельную или разъемную металлическую форму,изготовленную из чугуна или стали.
Кокилипредназначены для получения большого количества одинаковых отливок из цветныхили железоуглеродистых сплавов. Стойкость кокилей зависит от материала иразмеров отливки и самого кокиля, а также от соблюдения режима егоэксплуатации. Ориентировочно стойкость чугунных кокилей составляет 200000оловянно-свинцовых, 150000 цинковых, 50000 алюминиевых или 100...5000 чугунныхотливок. Кокили целесообразно применять как в массовом, так и в серийномпроизводстве (при партии отливок не менее 300...500 штук).
Перед заливкойметалла кокили подогревают до температуры 100...300 °С, а рабочие поверхности,контактирующие с расплавленным металлом, покрывают защитными обмазками.Покрытие обеспечивает увеличение срока службы кокиля, предупреждениеприваривания металла к стенкам кокиля и облегчение извлечения отливок. Подогревпредохраняет кокиль от растрескивания и облегчает заполнение формы металлом. Впроцессе работы необходимая температура кокиля поддерживается за счет теплоты,выделяемой заливаемым металлом. После затвердевания отливку извлекаютвытряхиванием или при помощи выталкивателя.
Кокильноелитье позволяет снизить расход металла на прибыли и выпоры, получать отливкиболее высокой точности и чистоты поверхности, улучшить их физико-механическиесвойства. Вместе с тем этот способ литья имеет и недостатки. Быстрое охлаждениеметалла затрудняет получение тонкостенных отливок сложной формы, вызываетопасность появления у чугунных отливок отбеленных труднообрабатываемыхповерхностей.
Литье под давлением — один из наиболеепроизводительных методов получения точных фасонных отливок из цветных металлов.Сущность способа заключается в том, что жидкий или кашицеобразный металлзаполняет форму и кристаллизуется под избыточным давлением, после чего формураскрывают и отливку удаляют.
По способусоздания давления различают: литье под поршневым и газовым давлением, вакуумноевсасывание, жидкую штамповку.
Наиболеераспространено формообразование отливок под поршневым давлением — в машинах сгорячей или холодной камерой сжатия. Сплавы, применяемые для литья под давлением,должны обладать достаточной жидкотекучестью, узким температурно-временныминтервалом кристаллизации и химически не взаимодействовать с материаломпресс-форм. Для получения отливок рассматриваемым способом используют цинковые,магниевые, алюминиевые сплавы и сплавы на основе меди (латуни).
Литьем поддавлением производят детали приборов: барабанчики счетных машин, корпусыфотоаппаратов и корпусные детали массой до 50 кг, головки цилиндровмотоциклетных двигателей. В отливках можно получать отверстия, надписи,наружную и внутреннюю резьбу.
<img src="/cache/referats/8414/image010.gif" v:shapes="_x0000_i1029">
Рис.5 Специальныеспособы литья
а – под давлением; б – центробежный.
На рис.5, апоказана последовательность получения отливки на поршневой машине (с холоднойвертикальной камерой сжатия). Расплавленный металл подается порцией в вертикальнуюкамеру прессования 2. При движении вниз поршень 1 давит на металл, перемещаетвниз пяту 4, в результате чего открывается питательный канал 3 и металлпоступает в полость пресс-формы 5. После заполнения пресс-формы и выдержки втечение 3...30 с поршень и пята поднимаются, при этом пята отрезает литник ивыталкивает пресс-остаток б. Подвижная часть пресс-формы 8 отходит вправо, иотливка 7 легко извлекается. Внутренние полости и отверстия в отливках выполняютсяс помощью металлических стержней.
Перед началомработы пресс-форму подогревают и смазывают. В процессе работы поддерживается необходимаятемпература и пресс-форма периодически смазывается.
Пресс-формыизготовляют из легированных инструментальных сталей (3Х2В8, ХВГ, Х12М и др.) иподвергают закалке с высоким отпуском. Стоимость пресс-формы в 3...5 разпревышает стоимость кокиля.
Стойкостьпресс-форм в зависимости от размеров и формы отливок составляет при литье изцинковых сплавов 300...500 тыс. отливок, из алюминиевых — 30...50 тыс., медных— 5...20 тыс. отливок. Производительность поршневых машин достигает 500 отливокв час.
В условияхмассового производства экономически оправдано применение литья под давлением,так как этот способ позволяет снизить трудоемкость получения отливок в 10...12раз, а трудоемкость механической обработки — в 5...8 раз.
За счетвысокой точности изготовления и обеспечения повышенных механических свойствотливок, полученных под давлением, достигается экономия до 30...50 % металла посравнению с литьем в разовые формы. Создается возможность полной автоматизациипроцесса.
Центробежный способ литья применяетсяглавным образом для получения полых отливок типа тел вращения (втулок, обечаекдля поршневых колец, труб, гильз) из цветных и железоуглеродистых сплавов, атакже биметаллов. Сущность способа состоит в заливке жидкого металла вовращающуюся металлическую или керамическую форму (изложницу). Жидкий металл засчет центробежных сил отбрасывается к стенкам формы, растекается вдоль них изатвердевает.
Длинные трубыи гильзы отливают на машинах с горизонтальной осью вращения, короткие втулки,венцы большого диаметра — на машинах с вертикальной осью вращения.
Прирассматриваемом способе литья отливки получаются плотными, очищенными от газови неметаллических включений, с мелкозернистой структурой.
Центробежноелитье высокопроизводительно (за I ч можно отлить 40...50 чугунных трубдиаметром 200...300 мм), дает возможность получать полые отливки без применениястержней и биметаллические отливки последовательной заливкой двух сплавов(например, стали и бронзы).
Как и прикокильном литье, металлические формы перед заливкой жидкого металла подогреваютсяи на них наносятся защитные покрытия. После заливки формы иногда охлаждаютводяным душем для увеличения производительности машин и предохранения их от перегрева.
Наряду свысокой производительностью и простотой процесса центробежный способ литья посравнению с литьем в стационарные песчано-глинистые и металлические формы обеспечиваетболее высокое качество отливок, почти устраняет расход металла на прибыли и выпоры,увеличивает выход годного литья на 20...60 %.
К недостаткамспособа следует отнести высокую стоимость форм и оборудования и ограниченностьноменклатуры отливок.
Литье по выплавляемым (вытапливаемым)моделям состоит в следующем. Металл заливают в разовую тонкостеннуюкерамическую форму, изготовленную по моделям (также разовым) излегкоплавящегося модельного состава. Этим способом получают точные, практическине требующие, механической обработки отливки из любых сплавов массой от несколькихграммов до 100 кг.
Точностьразмеров и чистота поверхности получаемых отливок таковы, что позволяют сократитьобъем механической обработки или отказаться от нее, что особенно важно при изготовлениидеталей из труднообрабатываемых сплавов;
Технология,производства отливок по выполняемым моделям включает следующие этапы:изготовление пресс-форм для моделей; получение восковых моделей запрессовкоймодельного состава в пресс-формы; сборка блока моделей на общий питатель (вслучае мелких отливок); нанесение огнеупорного покрытия на поверхностьединичной модели или блока; вытапливание моделей из огнеупорных (керамических)оболочек-форм; прокаливание форм; заливка металла в горячие формы.
Разъемныепресс-формы изготовляют из стали или других сплавов по чертежу детали или ееэталону с учетом усадки модельной массы и металла отливки.
Модельныйсостав (например, из парафина с добавками церезина, нефтяного битума, канифоли,полиэтилена) в пастообразном состоянии запрессовывают с помощью шприца или назапрессовочном станке.
Полученныемодели извлекают из пресс-форм и облицовывают в несколько слоев огнеупорнымпокрытием, окуная несколько раз в связующий состав и обсыпая кварцевым песком.Каждый слой покрытия подсушивается. Модель мелких отливок перед нанесениемпокрытия собирают в блоки, соединяя их (припаивая) с общей литниковой системой,а затем облицовывают блок.
Вытапливаниемоделей из керамических оболочек производится горячим воздухом или горячейводой. Модельный материал собирается для повторного использования, а полученнаякерамическая литейная форма с гладкой рабочей поверхностью поступает напрокаливание. Последнее необходимо для придания форме механической прочности иокончательного удаления модельного материала. Форму помещают в стальной ящик,засыпают кварцевым песком, оставляя литниковую чашу доступной для заливкиметалла, и прокаливают при температуре 850...900 °С.
Заливкаметалла производится в горячую форму, что способствует улучшению жидкотекучестиметалла и позволяет получать сложнейшие тонкостенные отливки.
Послеохлаждения отливку очищают от слоя огнеупорного покрытия ударами вручную или напневмовибраторах. В полостях и отверстиях остатки формы удаляются выщелачиваниемв кипящем растворе едкого натра, затем отливку промывают в теплой воде сдобавлением соды.
Отделениелитниковой системы от отливок может производиться на токарных и фрезерныхстанках, вулканитовыми абразивными кругами и на вибрационных установках.
Литьем повыплавляемым моделям получают разнообразные сложные отливки для автотракторостроения,приборостроения, для изготовления деталей самолетов, лопаток турбин, режущих иизмерительных инструментов.
Стоимость 1тотливок, получаемых по выплавляемым моделям, выше, чем изготовляемых другими способами,и зависит от многих факторов (серийности выпуска деталей, уровня механизации иавтоматизации литейных процессов и процессов механической обработки отливок).
В большинствеслучаев снижение трудоемкости механической обработки, расхода металла и металлорежущегоинструмента при применении точных отливок взамен поковок или отливок,полученных другими способами, дает значительный экономический эффект. Наибольшийэффект достигается при переводе на литье по выплавляемым моделям деталей, вструктуре себестоимости которых большую долю составляют затраты на металл ифрезерную обработку, особенно при применении труднообрабатываемых конструкционныхи инструментальных материалов.
Внедрениюлитья по выплавляемым моделям уделяется большое внимание, так как большинствоопераций легко поддается механизации и автоматизации. Совместными усилиямиработников научно-исследовательских институтов и передовых заводов создаютсявысокоэффективные автоматические линии и автоматизированные цехи для литья повыплавляемым моделям.
Литье в оболочковые формы при