2.9. Литьё под регулируемым давлением

Рассмотренные ранее процессы литья под высоким давлением практически не позволяют регулировать величину давления на расплав, поэтому литейщики создали специальные способы литья под регулируемым давлением, получившие название:

1. Литьё под низким давлением.

2. Литьё вакуумным всасыванием.

3. Литьё под низким давлением с противодавлением.

Во всех случаях давление на расплав осуществляется воздухом или газом, что дает широкие возможности управления заполнения формы расплавом. Чаще всего при этом литейная форма соединена металлопроводом с расплавом, находящимся в герметичной камере.

При литье под низким давлением в камеру подают сжатый газ под избыточным давлением Р_избдо 0.1 МПа, который оказывает воздействие на поверхность расплава и вытесняет его по металлопроводу в полость формы. Расплав за счет разности давлений заполняет форму до необходимого уровня (рис. 2.50, а).

При литье вакуумным всасыванием герметизируют только форму, в которой создают вакуум величиной Р_атм- Р. При этом камеру соединяют с атмосферой и заполнение формы происходит за счет разницы давлений. Можно вообще исключить герметизацию камеры (рис. 2

Рис. 2.50. Схема литья под регулируемым газовым давлением:

а - низким давлением, б - вакуумным всасыванием, в - с противодавлением,

1 - металлопровод, 2 - форма, 3 - герметичная камера, 4 - камера

.50, б).

При литье с противодавлением в обеих герметичных камерах создают в начале одинаковое избыточное давление Р - Р_атм. Затем подача воздуха в камеру 4 прекращается, а в камеру 3 продолжается, что приводит к повышению давления в ней. Тогда расплав будет подниматься по металлопроводу вследствие разницы давлений. Того же результата можно достичь понижая давление в камере 4 и оставляя постоянным давление в камере 3 (рис. 2.50, в).

Литьë под регулируемым давлением позволяет заполнять формы тонкостенных отливок, изменить продолжительность заполнения отдельных участков формы для отливок сложной конфигурации с переменной толщиной стенки с целью управления процессом теплообмена расплава и формы, добиваясь рациональной последовательности затвердевания отдельных частей отливки.

2.10. Литьё намораживанием

Суть одного из вариантов этого метода в заполнении из емкости 1, как правило открытой формы 3, не имеющей питателя и коллектора, расплавом 2, выдержки его в форме для образования затвердевшей корочки 4 необходимой толщины с последующим выливом не затвердевшего расплава в емкость 1, например, при еë повороте на 180°(рис. 2.51).

Здесь только наружная поверхность отливки находится в контакте с формой, а внутренняя поверхность образуется после удаления не затвердевшего расплава. Применяют для получения тонкостенных отливок, где выход годного достигает 100 % из-за отсутствия литниковой системы.

2.11. Центробежное литьё

П

Рис. 2.51. Схема процесса литья намораживанием:

1 - емкость с расплавом, 2 - расплав, 3 - форма,

4 - корочка металла

ри этом методе литья заполнение формы расплавом и его затвердевание происходит в поле действия центробежных сил. При этом расплав центробежной силой прижимается к стенкам формы, что обеспечивает получение плотных с повышенной прочностью отливок, так как газы и шлак, обладающие меньшей плотностью, в результате сепарации вытесняются во внутренние полости отливки и затем их удаляют механической обработкой. Ось вращения формы может быть горизонтальной, вертикальной и наклонной. Чаще всего этим методом изготовляют отливки тел вращения, но можно получать и более сложные фасонные отливки. Если диаметр отливки значительно меньше ее длины (трубы, гильзы, втулки), то ось вращения формы размещают горизонтально. Если же диаметр отливки больше, чем ее высота, то ось вращения вертикальна. В обоих случаях ось вращения формы совпадает с осью отливки и внутренняя полость получается без стержней, а толщина стенки отливки определяется количеством заливаемого расплава (рис. 2.52, а, б, г).

При изготовлении мелких фасонных отливок ось вращения формы может не совпадать с осью отливки. В этом случае внутренние полости образуют с помощью стержней, а расплав заливают в центральный общий стояк, из которого по радиально расположенным питателям он попадает в полость формы, такой способ называется центрифугированием (рис. 2.52, в).

При получении тел вращения отсутствуют стержни, операции и оборудование для их изготовления; отсутствие литниковых систем и прибылей экономит металл. Наибольшее распространение этот способ получил при литье чугунных труб (рис. 2.52, г). Металлическая форма 3, установленная на центробежной машине, вращается электродвигателем 1 и охлаждается водой. Машина передвигается по рельсам, имеющим уклон 2 … 5^о. Расплав из ковша 5 по неподвижному желобу 4 попадает в форму, которая по мере заполнения расплавом перемещается влево. В крайнем левом положении форма продолжает вращаться д

Рис. 2.52. Схема центробежного литья:

а - горизонтальное размещ-ение оси вращения формы, б – вертикальное, в - изготовление мелких отливок, г - схема центробежной машины,

1 - электродвигатель, 2 - стержень, 3 - металлическая форма, 4 - неподвижный желоб, 5 - ковш.

о полной кристаллизации металла. Затем форма возвращается в исходное положение вправо, а труба вместе со стержнем 2 (образующим раструб трубы) удаляется из формы клещами влево. Помимо труб этим способом отливают втулки, гильзы автотракторных двигателей, заготовки для поршневых колец, шестерни, орудийные стволы, а также получают двухслойные биметаллические отливки, поочередно заливая форму различными сплавами.