Производство заготовок литьем. Специальные виды литья. Технологические процессы производства литых заготовок, страница 6

Формы изготавливают путем многократного погружения блока моделей в огнеупорную смесь с последующей обсыпкой формовочной смесью (в 3-5 слоев) и отвердеванием на воздухе. В результате образуется оболочка, представляющая собой форму толщиной 2-8 мм без разъемов (рис. 7.2, д). Модели удаляют из форм выплавлением при нагреве в горячей воде или паром. После чего форму 6 заформовывают в опоке 7, засыпав пространство между опокой 7 и формой 6 дробью 8, прокаливают в печи в течение 6-8 ч при температуре 850-950 °С, что позволяет более полно удалить из формы остатки модельного состава, пары воды. Сразу после прокалки в горячую форму в направлении по стрелке 4 заливают металл (рис. 7.2, д). После затвердевания металла форму разрушают, а заготовки отделяют от литниковой системы и подвергают термической обработке.

Так как заливка металла ведется в горячие формы, то способ позволяет получить отливки массой от 0,02 до 100 кг с отверстиями до 1 мм и толщиной стенок до 0,5 мм. Модель и форма являются одноразовыми. Модель не имеет разъема и знаковых частей, форма полностью повторяет модель. Поверхность заготовок имеет Rz= 10-80 мкм, припуски 0,3-1 мм, Ким = 0,54, объем последующей механической обработки - 10-20%.

Недостатки литья по выплавляемым моделям: повышенная температура форм способствует образованию обезуглероженного слоя у отливок; процесс длительный и трудоемкий. Себестоимость тонны отливок до 1500 руб. (у литья в песчано-глинистые формы -120-125 руб./т, цены 1988 г.).

В связи с этим способ целесообразно применять в массовом и крупносерийном производствах при получении мелких, но сложных деталей с высокими требованиями по точности и параметрам шероховатости, которые обеспечиваются при литье без последующей механической обработки. Этот метод эффективен при производстве деталей из металлов и сплавов, не поддающихся обработке давлением, имеющих низкие литейные свойства.

7.3. ЛИТЬЕ В КОКИЛЬ

Недостатком рассмотренных методов является использование одноразовых форм, что определяет большие расходы на их изготовление.

В рассматриваемом способе металл заливают в металлическую форму - кокиль, позволяющий производить сотни и тысячи литых заготовок. Применение металлических форм многоразового использования для производства заготовок определяет особенности процесса, в которые входят следующие работы: подготовка термозащитных покрытий и красок; подготовка расплава металла; изготовление кокиля и стержней; нанесение на рабочие поверхности кокиля теплозащитных покрытий; сборка кокиля; подогрев кокиля до температуры 150...300°С; заливка расплава в кокиль; охлаждение отливки; разборка кокиля и удаление отливки; отделение литников, прибылей, выбивка стержней. После выполнения этих работ рабочие поверхности кокиля после очистки покрывают теплоизоляционным покрытием; производятся термическая обработка литой заготовки (при необходимости), очистка заготовок, контроль литых заготовок. Для производства простых по форме заготовок используют вытряхные кокили, несложных - кокили с вертикальным разъемом, крупных, простых по конфигурации - кокили с горизонтальным разъемом (рис. 7.3). Для повышения срока службы кокиля на рабочие поверхности наносят слой теплоизоляционного покрытия толщиной 0,3.. .0,8 мм. Стержни изготавливают из металла или песчано-глинистой смеси. Перед заливкой металла кокиль подогревают до 15О...ЗОО°С. Металлические стержни удаляют из отливки до ее извлечения из кокиля, после образования прочной корки в отливке. Так как заливаемый металл соприкасается с металлическими частями кокиля, то из-за интенсивного отвода теплоты расплавляемый металл охлаждается, что не дает возможности получить тонкостенные фасонные заготовки.



а)                б)                                   в)




                         г)                                                                              д)

Рис. 7.2. Последовательность получения формы для литья по выплавляемым моделям

Целесообразно отливать в кокиль массивные необрабатываемые отливки и отливки с повышенными требованиями к герметичности, чугунные отливки с отбеленной поверхностью простой конфигурации, из высокопрочного чугуна и из стали с толщиной стенок не менее 8-10 мм, алюминиевые со стенками не менее 2,5 мм.

Способ позволяет отливать заготовки с толщиной стенок 3... 100 мм и массой 0,1...500 кг. Форма используется многократно, сокращается расход смесей, а также трудоемкие операции формовки и выбивки форм. Точность отливки до 15 квалитета,Rz = 20 - 80 мкм, в 2-3 раза снижаются припуски, в сравнении с отливками в песчано-глинистые формы, при механической обработке на 40...60%, а при литье в песчано-глинистые формы до 50...80%, Квг = 0,75...0,95. Повышается плотность отливок, механические свойства возрастают до 30%. Литье в кокиль обеспечивает себестоимость 1 т шкивов в пределах 80,41 руб., а в песчано-глинистые формы - 95,03 руб. (по ценам 1988 г.).

Недостатки литья в кокиль:

Невозможно получить сложнофасонные тонкостенные заготовки из-за интенсивного затвердевания металла (интенсивность затвердевания металла в 3-5 раз выше, чем в песчано-глинистые формы); необходимость повышения жидкотекучести металла приводит к нагреву кокиля, нанесению теплоизоляции, что создает сложности в работе с кокилем; высокая скорость охлаждения приводит к образованию на чугунных отливках отбеленного хрупкого слоя с высокими остаточными напряжениями; неподатливая, газонепроницаемая форма вызывает коробление, трещины, газовую пористость в отливках; стальные отливки получать сложно из-за большой усадки стали; высокая стоимость кокиля. Низкая его стойкость (при отливке стали - 100-300 заготовок, серого чугуна - 1000-3000).

7.4. ЛИТЬЕ ПОД ДАВЛЕНИЕМ

Данный процесс производства заготовок связан с заполнением под давлением полости подогретой пресс-формы расплавом металла при температуре заливки. При этом в перечень основных работ входят: подогрев пресс-формы, камеры прессования, плунжера; нанесение на рабочие поверхности пресс-формы специального смазочного материала; заливка металла в камеру прессования с последующей подачей расплава в полость пресс-формы; выдержка до затвердевания и охлаждения отливки; открытие пресс-формы и удаление отливки; удаление литников и заусенцев; контроль литой заготовки.