Понятие о литье в многократные формы

Размещено на http://www.allbest.ru

Лекция

Изготовление отливок в многократных формах

План

1. Понятие о литье в многократные формы

2. Изготовление отливок в металлических многократных формах

3. Специальные методы литья в металлическую форму

1. Понятие о литье в многократные формы

литейный отливка многократная металлическая форма

Для повышения производительности труда получения сырья и чистоты поверхности и снижения его себестоимости в литейном производстве большое развитие получили прогрессивные методы изготовления отливок.

2. Изготовление отливок в металлических многократных формах

Изготовление отливок в многократных формах (выдерживающих несколько сот или тысяч раз использования) имеет свои особенности:- их изготавливают, из металлов обладающих высокой жесткостью и прочностью, с точными размерами, малой шероховатостью и, как правило, сложной конструкцией;- интенсивность охлаждения отливок в металлических формах в 3-5 раз выше, чем в песчано-глинистых;- получаются отливки с повышенной точностью (с минимальными припусками на механическую обработку);- сокращается расход металла на литниковую систему;- сокращаются затраты на приготовление и использование смесей и на завершающие операции;- трудоемкость снижается на 40-50 %.Литье в металлические формы включает в себя литье в кокиль, литье под давлением (высоким и низким), жидкую штамповка (штамповка в период кристаллизации), литье вакуумным всасыванием, литье с направленно-последовательной кристаллизацией, литье выжиманием, центробежное, а также непрерывное и полунепрерывное литье, литье методом жидкой прокатки.

Сущность способа литья в кокиль заключается в получении отливок из расплавленного металла в металлических формах -- кокилях. Рабочая поверхность кокиля покрывают огнеупорными материалами и красками. Допуски на отливки в кокиль от 0,2 до 0,4 мм. Срок службы кокиля определяется материалом (температурой плавления) отливки. Для отливок из стали может доходить до 1000 шт.; из чугуна и меди - десятки тысяч; из сплавов алюминия и магния - сотни тысяч штук. По конструкции кокиль бывают неразъемные и разъемные. Разъемы могут быть горизонтальными и вертикальными. Для прочного соединения полу форм используют замки. Полости и каналы в полу формах образуют литую форму. При необходимости в кокиль вставляют металлические или песчано-глинистые стержни для обеспечения получения отверстий в полученной заготовке (отливке). Формирование отливки происходит в условиях интенсивного отвода теплоты от расплавленного металла и от затвердевающей и охлаждающейся отливки к массивному металлическому кокилю.

Литье в кокиль по сравнению с получением отливок в песчаных формах дает следующие качественные и количественные преимущества:

- повышение физико-механических и эксплуатационных свойств отливок;

- увеличение выхода использованного для изготовления отливок металла, т. е. отношения массы полученной отливки к залитому в форму расплаву;

- повышение размерной точности и качества поверхностей отливок;

- уменьшение допусков и припусков на механическую обработку;

- частичное или полное исключение формовочных материалов из производства;

- увеличение производительности труда и съема отливок с производственной площади;

- улучшение санитарно-гигиенических условий труда.

Недостатки литья в кокиль: высокая стоимость кокиля, сложность и трудоемкость его изготовления; ограниченная стойкость кокиля, измеряемая числом годных отливок, которые можно получить в данном кокиле, от стойкости кокиля зависит экономическая эффективность процесса; сложность получения отливок с поднутрениями, для выполнения которых необходимо усложнять конструкцию формы - делать дополнительные разъемы, использовать вставки, разъемные металлические или песчаные стержни; неподатливый кокиль приводит к появлению в отливках напряжений, а иногда к трещинам. Этот способ литья применяют, как правило в серийных и массовых производствах.

3. Специальные методы литья в металлическую форму

Металлические формы -- кокиль являются литейными формами многократного использования. Их изготавливают из стали, чугуна и алюминиевых сплавов.

По конструкции металлические формы бывают неразъемные (вытряхные) и разъемные. Вытряхные кокиль применяют для отливок, конструкция которых обеспечивает свободное удаление их из формы вместе с литниковой системой при повороте формы на 180°. Разъемные кокиль делают створчатыми, с горизонтальной плоскостью разъема и с вертикальной плоскостью разъема и более сложных конструкций.

Внутренняя полость кокиля (рабочая поверхность) оформляет наружную конфигурацию отливки. Отверстия, пазы и полости в отливке выполняются при помощи стержней -- обычных песчаных или металлических. При этом конструкция металлических стержней должна обеспечивать их свободное извлечение из формы после затвердевания отливки. Для того чтобы можно было извлечь сложный металлический стержень, его делают составным -- из трех частей.

Металлическая форма не обладает газопроницаемостью, поэтому конструкция формы должна обеспечивать удаление воздуха и газов при ее заливке. В форме наряду с выпорами предусматривают вентиляционные пробки (венты) и тонкие риски по плоскости разъема.

Металлическая форма неподатлива и оказывает сопротивление усадке отливки при затвердевании. Это затрудняет извлечение отливки из формы. Поэтому в кокилях часто предусматривают толкатели.

Перед заливкой в кокиль металла рабочую поверхность кокиля окрашивают тонким слоем огнеупорной краски. Краска защищает поверхность кокиля от непосредственного контакта с жидким металлом и тем самым уменьшает износ формы. Кроме того, толщиной слоя краски можно регулировать интенсивность охлаждения отливки, так как краска менее теплопроводна, чем металлический кокиль. Окраску производят несколько раз в смену.

Полости литниковой системы, прибылей, выпоров облицовывают теплоизоляционным материалом (например, асбестом) и окрашивают более толстым слоем краски. Металл в этих каналах будет затвердевать в последнюю очередь.

Перед началом работы кокиль подогревают до температуры 200--300 °C. Если перед заливкой металла форма будет холодной, то из-за большой теплопроводности формы металл потеряет жидкотекучесть раньше, чем заполнит форму. К тому же при заливке в не подогретый кокиль его поверхность при контакте с жидким металлом испытывает «термоудар», что увеличивает износ формы.

Стойкость металлической формы зависит от ее материала, температуры заливаемого сплава и массы отливки. Наименьшую стойкость имеют кокили при заливке стали 10--50 шт. при производстве крупных отливок и 400--600 шт. -- мелких. При литье алюминиевых, магниевых и цинковых сплавов в кокиле можно получить от нескольких тысяч до сотен тысяч отливок.

Металлические формы устанавливают на кокильных станках или механизированных кокильных машинах, которые имеют механический, пневматический или гидравлический приводы. Привод осуществляет закрывание, раскрывание, кантование кокиля, извлечение металлических стержней и выталкивание отливки.

Общий вид кокильной машины конструкции МВТУ им. Баумана. На раме установлены две стойки с пневмоцилиндрами. Неподвижная полу форма прикреплена к плите стойки, а подвижная полу форма смонтирована на стойке тележки, которая штоком передвигается по швеллерам-рельсам. Металлическая форма запирается пневморычажным механизмом. Отрыв кокиля и металлических стержней от отливки осуществляется усилителями. Выталкиватели устанавливают на плите, а стержни -- на плитах.

При крупносерийном и массовом выпуске отливок кокильные машины монтируют на карусельные установки или конвейеры.

Литье в металлические формы имеет следующие особенности. Скорость охлаждения отливки в кокиле в несколько раз выше, чем при литье в разовые формы. Поэтому отливки получаются более плотные, с мелкозернистой структурой, что повышает механические свойства сплавов. Однако при литье чугунных отливок высокая скорость охлаждения приводит к отбели поверхностного слоя отливки, для устранения которого необходима термическая обработка.

Повышенную интенсивность охлаждения металла в форме нужно учитывать при конструировании отливки и выборе сплавов (сплавы должны обладать хорошими литейными свойствами).

Точность размеров и чистота поверхности отливок при литье в кокиль выше, чем при литье в песчаные формы. Это позволяет в 2--3 раза снизить припуск на механическую обработку.

Литье в кокиль является производительным процессом, трудоемкость изготовления отливок в кокилях меньше, чем при литье в песчаные формы, условия труда лучше. Однако из-за высокой стоимости изготовления металлической формы литье в кокиль экономически целесообразно только в серийном и массовом производствах.

Разновидностью литья в кокиль является способ изготовления отливки в облицованных металлических формах. Внутренняя поверхность кокиля облицовывается тонкостенной оболочкой (3--5 мм) из песчано-смоляной смеси. Форма приобретает податливость и газопроницаемость. Кроме того, оболочка уменьшает отвод тепла от залитого металла, что позволяет получить чугунные отливки без отбели. Стойкость таких кокилей при заливке чугуна и стали значительно увеличивается.

Размещено на Allbest.ru