Сущность литейного производства

Литье является одним из наиболее распространенных методов формообразования заготовок. По сравнению с другими методами получения заготовок литье обладает рядом преимуществ: изготовление отливок практически неограниченных габаритов и массы; получение заготовок из сплавов, неподдающихся пластической деформации и трудно обрабатываемых резанием.

Независимо от того, каким способом получается отливка, сущность литейного производства остается неизменной: получение жидкого сплава требуемого состава и заливка его в заранее приготовленную форму.

Схема литья предусматривает четыре основных этапа. Первый — выплавка металлического сплава требуемого состава и перегрев его до температуры, обеспечивающей качественное заполнение форм. Обычно температура заливки металла в форму не превышает более чем на одну пятую температуру плавления сплава. Для приготовления литейных сплавов применяют самые разнообразные печи: шахтные, пламенные, дуговые, индукционные, оптические печи, печи инфракрасного нагрева и др.

Второй этап — изготовление формы, которая должна возможно более точно воспроизводить контуры изделия, ибо в противном случае существенно увеличиваются затраты труда на обработку отливок. Этот этап наиболее важен, ибо необходимо учитывать особенности поведения металла при заполнении формы, кристаллизации и охлаждении. Различные металлы ведут себя при кристаллизации по-разному. Одни, например, сталь, дают усадку; другие, как чугун, наоборот, расширяются. Причем величина усадки зависит от множества факторов, учесть которые заранее затруднительно.

Изготовление формы предусматривает предварительное создание модели, в размерах которой учтены особенности затвердевания металла, а конструкция должна обеспечивать легкое извлечение ее из формы. Однако изготовить модель определенных размеров еще недостаточно. Нужно создать вокруг нее достаточноогнеупорную среду, не взаимодействующую с расплав­ленным металлом и не разрушающуюся при его движении.

К огнеупорной среде, окружающей модель, предъявляется целый комплекс требова­ний. Она должна быть достаточно пластичной, чтобы точно воспроизвести топографию модели, не прилипая к материалу последней; газопроницаемой, чтобы отводились газы, выделяющиеся при охлаждении: а после охлаждения отливки огнеупорная среда (называемая часто литейной землей) должна легко и полно отделяться от металла.

Заключительные стадии технологии: заливка металла в форму, его кристаллизация, охлаждение и извлечение готовой отливки из формы.

Разнообразие приемов литья, сложившихся за длительный период развития технологии, позволяет получать как простые массовые детали, так и сложные узлы весом от десятых долей грамма до отливок, вес которых превышает 600 т. Но во всех случаях одна из главных проблем — повышение геометрической точности отливки.

В пределе вообще возможен переход от выпуска литых заготовок к выпуску литых деталей, пригодных для использования без последующей механической обработки.

Основное отличие точного литья от рядового — высокая геометрическая точность заготовок.

Помимо геометрической точности, особое внимание уделяется чистоте поверхности. Шероховатость ее зависит от способа изготовления, материалов формы, чистоты поверхности моделей пресс-форм и других факторов. Любые нарушения сплошности, особенно надрезы, — это концентраторы напряжений, которые способствуют образованию трещин.

Общепринятая классификация методов точного литья отсутствует, кроме того, суще­ствует много разновидностей одного и того же метода, поэтому целесообразно к методам точного литья отнести технологические процессы, ставящие своей задачей максимальное приближе­ние формы отливки к форме детали при предельно высоком уровне свойств металла.