Получение заготовок литьем

       На рис.5 представлена конструкция створного кокиля с одной вертикальной плоскостью разъема.

     Отверстия в отливках оформляют металлическим  или песчаным стержнями. Металлические  стержни применяют для неглубоких отверстий, имеющих конусность 10^о. В остальных случаях применяют сухие песчаные стержни. Рекомендуют применять также оболочковые стержни.

     В массовом производстве закрытие и открытие кокиля и удаление отливки осуществляют автоматически. Для этого применяют  станки с пневматическим или гидравлическим приводом.

     Для повышения стойкости кокилей  их рабочую поверхность вскрывают  после изготовления каждых 50...100 отливок  огнеупорной облицовки толщиной 0,1..0,5 мм (ее состав в %-х для алюминиевых  сплавов: окись цинка  5, жидкое стекло - 2, вода - 93).

     Кроме облицовки перед каждой заливкой рабочую поверхность кокиля смазывают  тонким слоем краски на основе мела и жидкого стекла.

     Качественные  параметры отливок: точность 12...13 квалитет, шероховатость поверхности - R_z =80...20 мкм. 

     Литье по выплавляемым моделями

     Литье по выплавляемым моделям применяют  в приборостроении для  изготовления отливок различной сложности  из любых сплавов массой от нескольких граммов до нескольких килограммов  с толщиной стенок 0,4-20 мм, точностью  размеров до 12 квалитета и шероховатостью поверхности до Rz =20 мкм. Способ применяют  при любом виде производства.

     Процесс литья заключается в изготовлении моделей из легкоплавкого материала, покрытия моделей тонкой огнеупорной  оболочкой , выплавление модельного материала из огнеупорной оболочки и заливки освободившейся от моделей  полости металлом.

     В процессе литья по выплавляемым моделям  применяют две формы. Первую форму  используют для изготовления моделей, вторая форма - это литейная изготовляемая  на основе мелкого песка и связующего вещества.

     Конструкция модельной формы - прессформы зависит  от вида производства. Для опытного и единичного производства применяют  прессформы с ручным разъемом и выталкиванием, в серийном и массовом производстве изготовление моделей механизировано или автоматизировано. На рис.7.2 показана конструкция прессформы для ручной работы.

     

     Рис. 6 Прессформа для изготовления выплавляемых моделей 

     Изготовление  и заливка литейной формы

     Для изготовления литейной формы используют суспензию, состоящую из мелкозернистого  кварцевого песка - маршалита и жидкого  связующего вещества - этилсиликата, приготовляемого  на основе этилового спирта. Суспензию  на  блок наносят погружением. Для  удержания на поверхности блока  суспензии на него наносят крупнозернистый  песок, который при последующих  погружениях (4...5) способствует увеличению толщины покрытия. Обычно получают толщину формы 5...6 мм. Свеженанесенное  покрытие не обладает прочностью и  удерживается на поверхности модели только благодаря смачиванию. Для  придания прочности покрытию его  сушат, при сушке одновременно с  испарением влаги происходит затвердевание  связующего вещества этилсиликата (переход  его из золя в гель). Сушка 2-го слоя происходит 2-4 часа при температуре 18-20оС. Для ускорения затвердевания  связующего применяют аммиачную  среду. В этом случае затвердевание  протекает за 2...3 минуты. Для занесения  следующего слоя суспензии необходимо полное исчезновение запаха аммиака, что  обычно происходит за 7...10 минут на воздухе. Весь процесс  изготовления одного слоя длится 15-20 минут вместо 2-4 часов.

     Выплавление моделей осуществляют в горячей  воде или горячим воздухом или  другими способами. Наиболее часто  выплавляют модельный состав горячей  водой. Для этого блок моделей  с формой помещают литниковой частью вверх в корзину, погружаемую  на 10-15 минут в воду с температурой 85-90оС.

     После выплавления модельного состава  модельные блоки прокаливают  для удаления из них остатков модельного состава и влаги. Кроме того при  прокаливании форму нагревают до 900-1000оС, что повышает заполняемость  формы. Перед прокаливанием оболочки (формы) заформовывают, то есть засыпают в ящике-опоке наполнителем. В  качестве наполнителя применяют  смесь песка и шамотной крошки. В таком виде форма представлена на рис.9.

     

     Рис.7. Заформованная оболочковая форма для литья по выплавляемым моделям. 

     Прокаливание  длится 3-4 часа Непосредственно после  прокаливания форму заливают расплавом, полученным в электрической индукционной печи, после охлаждения блока отливок  форму разрушают и очищают  от следов керамического покрытия путем  погружения в каустическую соду на 3-4 часа. Отрезку отливок от питателей  и стояков производят тонкими  абразивными кругами.

     Литье под давлением.

     Литье под давлением является самым  производительным способом изготовления тонкостенных деталей сложной конфигурации в серийном и массовом производстве.

     Процесс литья заключается в заливке  расплавленного металла в камеру сжатия машины и последующем выталкивании его через литниковую систему  в полость металлической формы, которая заполняется под давлением. Заполнение полости происходит при  высокой скорости впуска металла, которая  обеспечивает высокую кинетическую энергию, поступающего в форму металла:

     

     где m - масса расплавленного металла,        v - скорость металла,

            p - давление,        gm - удельная масса металла. 

     Энергия движения струи при резком замедлении ее скорости в форме до нуля частично переходит в тепловую энергию, повышающую температуру металла в его  жидкотекучестъ и создает гидродинамическое  давление на стенку формы:

     

     Требования  и литейным сплавам для литья  под давлением:

     1. Достаточная прочность при высоких  температурах, чтобы отливка не  ломалась при выталкивании.

     2.   Минимальная усадка.

     3.   Высокая жидкотекучесть при небольшом  перегреве. 

     4.   Небольшой интервал кристаллизации

     5. Этим требованиям удовлетворяют  сплавы на основе цинка, алюминия, магния и меди.

     Технологические требования к конструкции отливок 

     Одними  из основных параметров, определяющих технологические требования к конструкции  отливок, являются литейные свойства сплавов.

     Эти свойства определяют следующее основные требования:

1. равностенность;
2. радиусы закругления;
3. плавные переходы:
4. уклоны (или конусность);
5. отверстия;
6. армирование.

     Равностенность - требование заключается в назначении одинаковой толщины стенок на всем протяжении и в различных основных плоскостях

     Плавные переходы. Переходы от толстых сечений  к тонким для предупреждения образования  трещин в граничных зонах при  охлаждении отливки должны быть выполнены  постепенно

     Уклоны  на внутренние поверхности больше уклонов  на наружные поверхности 

     Отверстия отливают всегда с целью предупреждения вскрытия усадочных раковин и  пористости в сплошной отливке, уменьшения объема последующей обработки, уменьшения массы.

           Армирование - это  процесс заливки в полости  отливки металлических деталей, улучшающих свойства отливки. Заливаемые металлические детали называют арматурой  в должны иметь сравнимые величины усадки  при охлаждении. Армирование  наиболее широко применяют при литье  под давлением для уменьшения объема последующей сборки, для создания  специальных физических свойств (заливка  медных трубок циркуляции охлаждающей  жидкости, заливка бронзовых втулок в корпус ин цинкового сплава уменьшает  трение) или для исключения усадочных  раковин.

Заключение

1. В данной работе был тщательно рассмотрен такой способ получения заготовок как литье и подробно разобраны следующие темы:
2. Технологические возможности основных способов литья металлов. Meтaллы и cплaвы, гaбapиты, мacca, тип пpoизвoдcтвa, пoкaзaтeли кaчecтвa oтливoк.
3. Литeйныe  cвoйcтвa  мeтaллoв и cплaвoв и влияниe иx нa кaчecтвo oтливки.
4. Ocoбeннocти и тexнoлoгичecкиe вoзмoжнocти литья пo  выплaвляeмым мoдeлям,    иcпoльзуeмыe    cплaвы,    тexнoлoгичecкиe тpeбoвaния к кoнcтpукции oтливки
5. Ocoбeнeнocти и тexнoлoгичecкиe вoзмoжнocти литья в кoкиль, иcпoльзуeмые cплaвы, тexнoлигичeкcкиe тpeбoвaния к кoнcтpукциям oтливoк. Kaчecтвo oтливoк.
6. Цeнтpoбeжнoe литьe :  ocoбeннocти и тexнoлoгичecкиe вoзиoжнocти.
7. Литьe пoд дaвлeниeм :  ocoбeннocти,  cпocoбы,  тpeбoвaния к мeтaллaм и cплaвaм,  пoкaзaтeли кaчecтвa, тexнoлoгичecкиe тpeбoвaния к кoнcтpукции oтливoк.
8. Технологические требования к конструкции отливок

     В современных условиях перед литейным производством поставлена одна из важнейших  задач в решении намеченной партией основной проблемы — перевода экономики страны на интенсивный путь развития на основе широкого внедрения новейших достижений науки и техники. За последние десять лет общий объем выпуска отливок из чугуна, стали и сплавов цветных металлов увеличился по стране в целом на 21 %. Высокими темпами в литейных цехах развиваются процессы литья в разовые песчаные формы, изготавливаемые прогрессивными методами уплотнения формовочной смеси. От дальнейшего совершенствования этих процессов, охватывающих до 80 % объема выпуска отливок, в значительной степени зависит повышение эффективности литейного производства, характеризуемого простотой, экономичностью, невысокой трудоемкостью и возможностью получать отливки практически любой сложности. Продолжают интенсивно развиваться специальные виды литья: по выплавляемым моделям, в оболочковые формы, под давлением, в кокиль, центробежное литье и т.д. Современное машиностроение невозможно без применения литых заготовок, обеспечивающих рациональное использование металла (70—80 %) и эффективное снижение массы изделий за счет рациональной конструкции детали, применения литейных сплавов с более высокими технологическими, физико-механическими и служебными свойствами.

     Литье является одним из наиболее распространенных методов формообразования. По сравнению с другими методами получения заготовок литье обладает рядом преимуществ: изготовление отливок практически неограниченных габаритов и массы; получение заготовок из сплавов, не поддающихся пластической деформации и трудно обрабатываемых резанием. Современный уровень литейного производства позволяет изготавливать литьем многие ответственные детали машин и детали специального назначения, например магниты. Многие художественные произведения монументальной скульптуры тоже являются отливками.

     Изготовление  отливок разного размера, различной  степени сложности из сплавов, отличающихся по многим свойствам, нельзя осуществлять одним и тем же производственным способом. Однако независимо от того, каким способом получается отливка, сущность литейного производства остается неизменной: получение жидкого сплава требуемого состава и заливка его в заранее приготовленную форму. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Список  литературы

1. Афонькин М. Г.  Магиицкая М. В.  Производство заготовок в машиностроении. Л.: Машиностроение, 1987 г.,
2. Материалловедение: Учебник для высших технических заведений. Под ред. Арзомасова Б.Н. -М.: «Машиностроение», 1986 г.
3. Кондратьев Е.Т. Технология конструкционных материалов. -М.:, «Колос», 1983 г

 

Также использовались интернет ресурсы:

http://revolution.allbest.ru/manufacture/00064828_0.html и др.