ТЕХНОЛОГИЯ ЛИТЬЯ И СВАРКИ

Литейное производство – отрасль машиностроения, технологическими про­цессами которой получают литые заготов­ки (отливки) для деталей машин: станины прокатных станов, станины металлорежу­щих станков, корпуса гидротурбин и дру­гие отливки массой в десятки от сотен тонн до мелких деталей массой в несколько граммов для радиоэлектронной промыш­ленности, часовой промышленности и других отраслей.

Характерной особенно­стью литейного производства является универсальность – возможность получе­ния самых разнообразных по массе, кон­фигурации, механическим и эксплуатаци­онным свойствам фасонных заготовок (отливок) из чугуна, стали и сплавов цвет­ных металлов.

Сущность литейного про­изводства заключается в приготовле­нии расплавленного металла необходимо­го качества и заливке его в специальную литейную форму. При охлаждении зали­тый металл затвердевает и в твердом состоянии сохраняет конфигурацию той по­лости, в которую он был залит. В процессе кристаллизации формируются механиче­ские и эксплуатационные свойства литых заготовок, определяемые макро- и микро­структурами сплава, его плотностью, на­личием и расположением в нем неметал­лических включений, развитием в отливке внутренних напряжений, вызываемых не­однородным охлаждением ее частей. Об­щая схема изготовления отливок пред­ставлена на рис. 1.1.

Рис. 1.1 – Общая технологическая схема изготовления отливок.

Для изготовления отливок применяют множество способов литья: в песчаные формы, в оболочковые формы, по выплав­ляемым моделям, в кокиль, под давлени­ем, центробежное литье и пр.

Область применения того или иного способа литья определяется объемом производства, тре­бованиями к геометрической точности и шероховатости поверхности отливок, эко­номической целесообразностью и другими факторами.

Литейное производство очень древнее ремесло. Первые отливки обнаруженные археологами были изготовлены более 5 тыс. лет назад.

Началось литье с использования глиняных форм, так как уже было известно гончарное дело, а затем стали использовать каменные формы.

3,5 тыс. лет тому назад возникло искусство формообразования отливок по выполняемым моделям.

Когда в V-III вв. до н.э. у скифов возникла потребность в изготовлении множество бронзовых наконечников стрел – они стали использовать металлические формы – кокиль.

Восьмым чудом света, по мнению Герадота является огромный бронзовый котел, отлитый скифскими литейщиками. Диаметр котла 2,5 м, толщина стенки – 6 пальцев, высота ~ 30 м. Масса котла превышала 10т. Его прозвали Царь- котел.

Высокого мастерства достигли литейщики России.

На Урале отлита часть молота – шабот весом 600т. Для этой отливки использовали металл 14 печей (1873г.). Двадцать шестого января она была залита и лишь в мае она полностью остыла. «Медный всадник» (Фальконе). Царь-колокол (205т), царь – пушка (40т) – для нее предназначались ядра массой ~ 2т, при заряде пороха 0,5т. На Урале была отлита чугунная пушка массой 45 т из нее было произведено 314 выстрелов.

На востоке был отлит царь лев – длиной 5,5м, высотой 6,1 м и массой ~ 100т – отливке этой 1000 лет.

Пример искусства русских литейщиков – касслинское литье. Каслинский павильон в Свердловской картинной галерее – В 1900г он демонстрировался на Мировой выставке в Париже и ему была присуждена высшая награда. – Гран - при.

Значение литейного производства в народном хозяйстве чрезвычайно велико. Нет такой отрасли машиностроение, приборостроение, строительства, где бы не применялись отливки. В современных машинах отливки составляют до 60% от их общего веса. Распространение литых деталей в машиностроение объясняется их сравнительной дешевизной, а также тем, что литейное производство имеет ряд преимуществ по сравнению с другими методами производства заготовок для деталей машин.

По сравнению с ковкой и штамповкойлитейное производство имеет следующие преимущества:

1. Можно получить заготовки любой сложной формы, максимально приближенные к форме готового изделия.

2. Припуски на механическую обработку в литейных изделиях могут быть минимальными, а отливки, изготовляемые некоторыми прогрессивными способами литья, не требуют механической обработке, которая является самым дорогим циклом технологического процесса изготовление изделий.

3. Литейное производствоне требует дорогостоящего оборудования, как ковочно-штамповочное.

4. Отливки можно изготовить из любого, кроме самых тугоплавких металлов, в то время как обработке и давлением могут подвергаться лишь пластичные металлы. Для чугуна и некоторых других сплавов литейное производство является единственно возможным способом получение заготовок.

Следует отметить, что, наряду с указанными преимуществами, литейное производство имеет и отрицательные стороны:

1. В отливках более вероятно появление внутренних дефектов, чем в заготовках, полученных обработкой давлением.

2. Отливки имеют более крупнозернистое строение, и значит остаточные внутренние напряжения, скрытие раковины и неметаллические включения. С точки зрения прочности и эксплутационной надежности, отливки в большинстве случаев уступают кованым и штампованным.

Однако указанные отрицательные свойства отливок могут быть в значительной мере устранены при правильном конструировании литых деталей. Современные технологии литья позволяют получить отливки, не уступающие по своей прочности и надежности, кованным и штампованным заготовкам.