Литье в песчаные литейные формы

Способы литья

Особенности изготовления отливок

При остывании расплавленного металла начинается кристаллизация. Вокруг центров кристаллизации происходит рост кристаллов металла; вначале у стенок формы, а затем внутри тела отливки.

С увеличением скорости охлаждения увеличивается число зародышей кристаллизации, а следовательно, уменьшается величина зерна металла и повышаются его механические свойства. Поэтому у поверхности отливки металл имеет максимальную, а в средней части - минимальную прочность.

При конструировании литой детали необходимо учитывать литейные свойства сплава: жидкотекучесть, усадку и склонность к ликвации.

Жидкотекучесть - способность сплава при заливке воспроизводить рельеф полости формы. При недостаточной толщине стенок отливки или низкой жидкотекучести сплава форма заполняется им не полностью, деталь получается с "недоливом" и бракуется. Жидкотекучесть зависит от физико-химических свойств сплава и температуры в момент заливки. С повышением температуры заливаемого сплава жидкотекучесть увеличивается. Хорошей жидкотекучестью обладает оловянная бронза, сплав алюминия и кремния (силумин) и чугун

Усадка - свойство сплава уменьшаться в объеме и линейных размерах при затвердевании и охлаждении.

Линейная усадка для серого чугуна - 1 %

стали - 2%

большинства сплавов цветных металлов - 1,5 %

Ликвация - свойство сплава, которое характеризуется появлением неоднородности химического состава в различных частях отливки. Различают два вида ликвации: внутрикристаллическую - неоднородность зерна металла, и зональную - различный химический состав в различных зонах отливки.

Правильный выбор геометрических форм сечения отливки позволяет повысить прочность детали при минимальном расходе металла. Например, момент сопротивления прямоугольного сечения спиц зубчатых колес в 3 раза меньше, чем момент для таврового сечения такой же площади.

В зависимости от требований к отливке применяют различные способы литья. Рассмотрим основные, применяемые в современной промышленности.

Литейные формы изготовляются следующим образом: песчаная формовочная масса помещается в специальный ящик – опоку; рабочая полость в формовочной массе формируется оттиском модели отливки (как правило, деревянной); для формирования внутренних полостей в отливке применяют закладные песчаные стержни; после сушки в форму заливается жидкий металл. Песчаные формы одноразовые. Таким способом изготавливают заготовки под крупные детали и детали сложной формы, подлежащие дальнейшей механической обработке, как при единичном, так и при серийном производстве (корпуса редукторов, корпуса трубопроводной арматуры)

2 Литье точных отливок в разовых формах. В зависимости от способа получения рабочей полости различают литье в оболочковых формах и литье по выплавляемым моделям.

2.1. Литье в оболочковых формах. Форма изготавливается по принципу "папье-маше"; сначала на модель наносится слой формовочной смеси с более высокими технологическими свойствами (меньшая зернистость, более высокая прочность и теплостойкость), после затвердевания формовочной смеси модель вынимают из оболочки, а после на оболочку наносят обычную формовочную смесь. Сложные отливки выполняют в составных формах, изготавливаемых по разъемным моделям.

2.2 Литье по выплавляемым моделям. Этот способ позволяет получать отливки сложной формы. Выплавляемые модели изготавливают из легкоплавкого материала (парафин, воск и т.д.) штамповкой или вручную. И форма и модель являются одноразовыми.

3 Литье в металлические формы. Металл формы должен иметь температуру плавления выше чем металл отливки, а поверхность формы должна иметь минимальное физико-химическое взаимодействие с материалом отливки.

3.1 Литье в кокиль. Кокиль - металлическая форма, которая заполняется жидким металлом под действием гравитационных сил. Изготавливают кокиль, как правило, из двух и более разъемных частей. Для формирования внутренних полостей отливки возможно применение закладных песчаных стержней.