Способы получения заготовок. Литье.

Различают следующие основные способы получения заготовок:

1) получаемые литьем (отливки);

2) получаемые обработкой давлением (кованые и штампован­ные заготовки);

3) заготовки из проката;

4) сварные и комбинированные заготовки;

5) получаемые методами порошковой металлургии.

Литьем получают заготовки практически любых размеров, как простой, так и очень сложной конфигурации практически из всех металлов и сплавов.

Качество отлитой заготовки характеризуют рядом показателей качества, важнейшими из которых являются:

1) точность размеров основных поверхностей;

2) отклонения пространственного расположения основных поверхностей;

3) шероховатость основных поверхностей;

4) глубина дефектного слоя основных поверхностей;

5) твердость основного материала.

Так, например, качество отливки зависит от условий кристаллизации металла в форме, определяемых способом литья. В некоторых случаях внутри стенок отливок возможно образование дефектов (усадочные рыхлоты, пористость, горячие и холодные трещины), которые обнаруживаются только после черновой механической обработки.

В литейном производстве для получения металлических отливок применяют более 50 разновидностей литья: литье в песчаные формы, в оболочковые формы, по выплавляемым моделям, литье в кокиль, центробежное литье, литье под давлением и др.

Литейная форма — это применяемая в литейном производстве форма для получения отливок, состоит из собственно формы для воспроизведения наружных контуров отливок и литейных стержней для образования внутренних полостей и отверстий. Литье в песчаные формы - это способ получения отливок в литейных формах, изготовленных из песчано-глинистых формовочных материалов и используемых для получения одной отливки Слайд 1

Рабочая часть литейной формы представляет собой полость, в которой материал, охлаждаясь, затвердевает и принимает требуемые конфигурацию и размеры.

Последовательность изготовления формы (формовка): а - эскиз детали; б - эскиз полу-модели; в - стержень (часть литейной формы, оформляющая внутренние полости отливки); г - изготовление нижней полу-формы; д - изготовление стержня; е - форма в сборе; 1 - базовый выступ; 2 - базовая впадина; 3 - знак; 4 - модельная плита; 5 - стержневой ящик; 6 - стержень; 7 - нижняя опока; 8 - зажимной болт; 9 - верхняя опока; 10 - вентиляционный канал; 11 - выпар; 12 - литниковая система; 13 - базовый штифт; 14 –полу-формы.

Заливка литейной формы заключается в равномерном заполнении литейной формы расплавленным металлом. Важное значение при заливке имеет обеспечение рациональной температуры заливки расплавленного металла, которая должна быть примерно на 100... 150° С выше температуры отвердения. Слайд 2

Для крупных отливок из серого чугуна температура заливки обычно находится в пределах 1230...1300°С, для мелких и средних отливок из серого чугуна — 1320... I400°С, для тонкостенных отливок — 1360...1450°С. Высокопрочный и белый чугун заливают при температуре 1320...1450º С, углеродистую и низколегированную стали — при температуре 1520...1560° С. Для тонкостенных отливок из легированной коррозионностойкой стали 12Х18Н9ТЛ температура заливки достигает 1620° С.

Бронзу и латунь обычно заливают при температуре 1000...1100° С, алюминиевые и магниевые сплавы — при 680...760° С, титановые сплавы — при 1800...1860° С.

Небольшие отливки охлаждаются в форме в течение нескольких минут, а крупные, массой до 60 т — в течение нескольких суток и даже недель. Слайд 3

Литье по выплавляемым моделям — это способ получения фасонных отливок из металлических сплавов в неразъемной обо­лочковой форме, рабочая полость которой образована удалением литейной модели выжиганием, растворением или выплавлением в горячей воде Слайд 4

Последовательность изготовления отливок литьем по выплавляемым моделям: а - чертеж отливки; б - изготовление модели; в - модель; г - блок; д - получение мягкой оболочки; е - форма в сборе: 1 - пресс-форма; 2 - стержень; 3 - модель; 4 - литниковая система; 5 - мягкая оболочка; 6 - контейнер; 7 - песок; 8 - керамическая оболочка.

Выплавляемую модель 3 получают путем заполнения (запрессовки) металлической пресс-формы 1 смесью парафина и стеарина в равных пропорциях. В пресс-формах модельный состав затвердевает и остывает. Затем отливки моделей 3 извлекают и объединяют в блоки путем соединения с отдельно изготовленными выплавляемыми моделями литниковой системы 4. За-тем на блок наносят несколько слоев огнеупорных материалов.

Полученная керамическая оболочка 8 имеет толщину стенок формы 2... 5 мм. После сушки последнего слоя модель выплавляют. Легкоплавкий состав удаляют в ваннах с горячей водой или перегретым паром под высоким давлением при температуре до 120º С. Затем оболочковую форму подсушивают на воздухе и помещают в контейнер 6. После этого форму помещают в печь для прокаливания при температуре 800... 1100° С в целях удаления остатков модельных составов, влаги, а также завершения процессов ее твердения.

Заливка металла осуществляется в горячие формы. Температура формы зависит от состава литейного сплава. При заливке стали она составляет 800...900° С, сплавов на основе никеля — 900... 1000º С, меди — 600...700° С, алюминия и магния — 200... 250° С.

Достоинствами литья по выплавляемым моделям являются возможность получения отливок сложной конфигурации из практически любых сплавов, высокие качество поверхности и точность размеров отливок.