Литьё в кокиль

В кокилях получают примерно 45 % всех отливок из алюминиевых и магниевых сплавов, около 6 % стальных отливок и, примерно, 11 % чугунных отливок.

Кокиль – металлическая форма с естественным или принудительным охлаждением, заполняемая расплавленным металлом под действием сил тяжести (свободная заливка). Кокили изготавливаются из чугуна, стали и других сплавов.

Преимущества литья в кокиль перед литьём в песчаные формы:

1. Кокиль выдерживает большое число заливок (100…1000). Число выдерживаемых заливок определяется видом заливаемого сплава и его температурой при заливке;

2. Более высокие технико-экономические показатели производства (производительность повышается в 4 – 5 раз).

3. Лучшие санитарно-гигиенические условия труда;

4. Высокая теплопроводность (в ряде случаев это является недостатком) кокиля ускоряет процесс кристаллизации сплава и способствует получению отливок большой герметичности и с повышенным уровнем механических свойств.

5. Высокая прочность металлических форм позволяет многократно получать отливки одинаковых размеров (брак снижается на 25…35 %), т.е. литьё получается более точным.

6. Из-за минимального взаимодействия металла отливки с кокилем повышается качество поверхности отливки.

Недостатки литья в кокиль:

1. Сравнительно малая стойкость кокиля (с учётом высокой стоимости изготовления кокиля).

2. Из-за высокой скорости охлаждения в кокилях на поверхности отливок могут образоваться закалочные структуры, что затрудняет их последующую механическую обработку, ведёт к образованию внутренних напряжений, поэтому необходима последующая термическая обработка.

Кокиль чаще изготовляют из двух половин, соответствующим двум полуформам при литье в песчаные формы. Рабочая полость кокиля соответствует внешней конфигурации отливки. Для увеличения стойкости внутренней поверхности и снижения скорости охлаждения отливки формы подогревают до 200 – 250 ^оС и покрывают огнеупорной обмазкой, наносимой с помощью пульверизатора. Для образования в отливке полостей в кокиле устанавливают песчаные или металлические стержни. Для заливки кокиля жидким металлом в плоскости разъёма или в стержне выполняют каналы для литниковой системы. Сплав заполняет пространство между полостью кокиля и стержнем, образуя отливку. После затвердевания отливки кокиль раскрывают, и из него выталкивается готовая отливка. Затем все процессы повторяются.

Процесс кокильного литья значительно легче, чем литьё в песчаные формы, поддаётся автоматизации и механизации: применяются кокильные однопозиционные и карусельные машины. Карусельные машины обычно состоят из группы однопозиционных станков, установленных на вращающемся столе: в 1-й позиции – автоматически закрываются кокили; во 2-й позиции – проставляются стержни; в 3-й позиции – кокили заливаются сплавом; в 4-й позиции – отливки затвердевают; в 5-й позиции – кокили открываются, и отливки выталкиваются; в 6-й позиции – кокили продуваются воздухом; в 7-й позиции – на кокили наносят покрытия и т.д.

Область применения. Кокильное литьё экономически целесообразно в серийном и массовом производстве.