- •ОГЛАВЛЕНИЕ
- •ВВЕДЕНИЕ
- •2.5.3. Чугуны
- •ГЛАВА 3. ПРОИЗВОДСТВО МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
- •ГЛАВА 4. СПОСОБЫ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ЗАГОТОВОК ДЕТАЛЕЙ МАШИН
- •ГЛАВА 5. ЛИТЕЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО – СПОСОБ ПЕРВИЧНОГО ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ЗАГОТОВОК ИЗ ЖИДКОПОДВИЖНЫХ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
- •5.3.3. Модельный комплект
- •5.3.5.1. Литье по выплавляемым моделям
- •5.3.5.3. Литье в кокиль
- •5.3.5.4. Литье под давлением
- •5.3.5.5. Центробежное литье
- •6.5.2.1. Прессование
- •6.5.2.2. Волочение
- •ГЛАВА 7. ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ СВАРНЫХ И ПАЯНЫХ ЗАГОТОВОК
- •7.2.1. Электродуговая сварка
- •7.4. Пайка
- •ГЛАВА 8. КОМБИНИРОВАННЫЕ СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАГОТОВОК
- •ГЛАВА 9. ПОЛУЧЕНИЕ ЗАГОТОВОК ДЕТАЛЕЙ МАШИН ИЗ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ И КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
- •9.1.3. Спекание
- •ГЛАВА 10. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК В СОВРЕМЕННОМ МАШИНОСТРОЕНИИ. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
- •10.1.8. Смазывающе-охлаждающие технологические среды
- •10.9.1. Резьбонарезание
- •10.9.2. Зубонарезание
- •ГЛАВА 12. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ФОРМИРОВАНИЯ ЗАДАННЫХ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ ПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЕВ
- •ГЛАВА 13. ОСНОВЫ СБОРОЧНЫХ РАБОТ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ ПРОИЗВОДСТВА
- •ГЛАВА 14. ПРОБЛЕМЫ СОВРЕМЕННОГО МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА И ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ
- •БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ГЛАВА 5. ЛИТЕЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО – СПОСОБ ПЕРВИЧНОГО ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ЗАГОТОВОК
5.3. Способы изготовления отливок
5.3.5. Специальныевидылитья
Точность геометрических размеров, шероховатость поверхности отливок, полученных в песчаных формах, не всегда соответствуют требованиям современной техники. Применение специальных видов литья позволяет получать отливки высокой точности, с малой шероховатостью поверхности, с минимальными припусками на механическую обработку или полностью исключая ее.
5.3.5.1. Литьеповыплавляемыммоделям
Литье по выплавляемым моделям – процесс получения отливок из расплавленного металла в формах, не требующих разъема, так как рабочая полость образуется благодаря удалению (вытеканию) легкоплавкого материала модели при ее предварительном нагревании.
Для изготовления моделей широко используют модельный состав, содержащий парафин, стеарин, церезин, воск и др. Парафино-стеариновый состав широко применяют в качестве модельного. Он хорошо заполняет полость пресс-формы и дает четкий и чистый отпечаток.
Модельный состав в пастообразном состоянии запрессовывают (рис. 5.18, б) в пресс-формы. После затвердевания модельного состава прессформа раскрывается и модель выталкивается в ванну с холодной водой. Затем модели собирают в блоки (рис. 5.18, в) с общей литниковой системой припаиванием, приклеиванием или механическим скреплением частей. В один блок объединяют 2–100 моделей. Формы по выплавляемым моделям изготовляют погружением разовой модели в специальную жидкую огнеупорную суспензию, состоящую из связующего, пылевидного кварца и других компонентов, а затем обсыпают кварцевым песком в специальной установке. Далее сушат на воздухе или в среде аммиака (рис. 5.18, г), наносят 3−5 слоев с сушкой каждого слоя.
Модели из форм удаляют, погружая в горячую воду или с помощью нагретого пара. После удаления модельного состава тонкостенные литейные формы промывают, сушат, помещают в опоки и засыпают песком (рис. 5.18, д). Затем прокаливают в печи в течение 6–8 ч при температуре 850–950 °С для спекания частичек связующего с частичками огнеупорного материала и испарения воды.
Технология конструкционных материалов. Учебное пособие |
-130- |
ГЛАВА 5. ЛИТЕЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО – СПОСОБ ПЕРВИЧНОГО ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ЗАГОТОВОК
5.3. Способы изготовления отливок
|
|
б |
|
в |
|
а |
|||||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
1
7
8
9
2 |
|
6 |
|
|
5 |
|
||
|
|
4 |
|
|
3 |
гд
10 12
2 |
11 |
|
Рис. 5.18. Схема литья по выплавляемым моделям: а – конфигурация детали и модели; 1 − деталь; 2 − модель; б – изготовление модели в пресс-форме; в – сборка моделей в блок; г – образование оболочки на моделях; д – подготовка формы к заливке; 3, 6 − нижняя, верхняя матрицы; 4, 9 − металлические стержни; 5 − направляющий штырь; 7
– поршень; 8 – модельная масса; 10 – оболочка; 11 – полость формы; 12 – накопитель
Заливку форм по выплавляемым моделям производят сразу же после прокалки в нагретом состоянии. После затвердевания залитого металла и его охлаждения, отливки удаляют из форм механическими, а затем химическими методами, обрубают и, как правило, подвергают термической обработке.
В промышленности нашли применение следующие разновидности способов получения точных отливок:
литье по выжигаемым моделям: модель не выплавляют из формы, а выжигают. Модель изготовляют из пенополистирола и заформовывают. Не извлекая модель, форму заливают жидким металлом. Модель при соприкосновении с жидким металлом испаряется, и металл занимает пространство, где была модель;
литье по растворяемым моделям: модель изготовляют из соли (NаNO3, KNO3 и др.). После изготовления формы при помощи этой модели ее растворяют и таким способом удаляют из формы;
литье по замороженным моделям: модель изготовляют из водных растворов солей. Жидкий раствор заливают в штамп и замораживают. По
Технология конструкционных материалов. Учебное пособие |
-131- |
ГЛАВА 5. ЛИТЕЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО – СПОСОБ ПЕРВИЧНОГО ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ЗАГОТОВОК
5.3. Способы изготовления отливок
замороженной модели изготовляют форму. Модель из формы удаляют нагреванием.
5.3.5.2. Литьевоболочковыеформы
Оболочковые формы изготовляют из формовочной смеси, которая состоит из кварцевого песка и термореактивной смолы (6–7 %) в виде порошка. Связующие материалы обладают способностью оплавляться при нагревании до 100 °C. Когда температура нагрева переходит за 160 °С, смола необратимо затвердевает.
На рис. 5.19 показана схема процесса получения оболочковой формы. На бункере 2 (I) с формовочной смесью закрепляют нагретую до 200–250 °С металлическую модельную плиту 1. После этого бункер с плитой опрокидывают на 180°, формовочная смесь 3 покрывает горячую модельную плиту (II) и начинает образовываться корочка из песка и смолы, перешедшей в жидкое состояние в пограничном с модельной плитой слое. Далее производится обратный поворот бункера на 180 °С (III) для удаления с него модельной плиты, на которой уже успела образоваться оболочковая полуформа 4. Оболочку помещают в электрическую печь и нагревают до 300–350 °С в течение одной минуты, термореактивная смола переходит в твердое необратимое состояние. С плиты удаляют готовую оболочковую полуформу 5 (IV). Две половинки оболочек соединяют скобами или склеивают. Полученную оболочковую форму заливают в вертикальном или горизонтальном положении через литниковую систему. Оболочковая форма из песчано-смоляной смеси после заливки металла легко разрушается, освобождая отливки.
2 1
4
5
3 |
4 |
|
|
|
|
I |
II |
III |
Рис. 5.19. Последовательность изготовления оболочковых форм
Для крупных отливок, ввиду опасности прорыва металла во время заливки, оболочковые формы помещают в опоку и засыпают чугунной дробью.
Технология конструкционных материалов. Учебное пособие |
-132- |
ГЛАВА 5. ЛИТЕЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО – СПОСОБ ПЕРВИЧНОГО ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ЗАГОТОВОК
5.3.Способы изготовления отливок
5.3.5.3.Литьевкокиль
Изготовление отливок в металлических формах осуществляется различными способами. Наибольшее распространение получили литье в кокиль, под давлением, выжиманием и центробежное.
Литье в кокиль − процесс получения фасонных отливок в формах, изготовляемых из чугуна, стали или других сплавов. Метод литья в кокиль имеет ряд преимуществ перед литьем в песчаные формы: металлическая форма выдерживает большое количество заливок (от нескольких сотен до десятков тысяч) в зависимости от сплава, заливаемого в форму.
Отливки, полученные в кокиле, имеют бóльшую точность размеров и лучшую чистоту поверхности, чем при литье в песчаные формы, и требуют меньшего припуска на механическую обработку. Структура металла получается более мелкозернистой, вследствие чего повышаются его механические свойства; кроме того, устраняется необходимость в формовочной смеси, улучшаются технико-экономические показатели производства и санитарногигиенические условия труда.
Литье в кокиль имеет и недостатки. К ним относятся: большая стоимость изготовления формы; повышенная теплопроводность формы, что может привести к пониженной заполняемости форм металлом вследствие быстрой потери жидкотекучести; частое получение повышенного отбела у чугунных отливок, что затрудняет их механическую обработку.
Фасонные отливки при литье в кокиль изготовляют из стали, чугуна, медных, алюминиевых, магниевых и других сплавов.
Конструкции кокилей чрезвычайно разнообразны. Кокиль для простых отливок изготовляют из двух частей, соответствующих верхней и нижней опокам при литье в песчаные формы. Для сложных отливок форму изготовляют из нескольких разъемных частей, каждая из которых образует часть отливки. Поверхность разъема форм определяется конструкцией отливки.
|
|
2 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
4
3
Рис. 5.20. Форма для изготовления алюминиевого поршня
Для получения внутренней полости отливки применяют песчаные и металлические стержни. Для отливок из легкоплавких сплавов преиму-
Технология конструкционных материалов. Учебное пособие |
-133- |