Центробежное литье стали – Центробежное литье. Суть способа. Основные операции и область использования

§ 4.5. Центробежное литье

Литейной формой являются обычно металлические формы, изготовленные из стали или чугуна. При центробежном литье металл заливают во вращающуюся форму, установленную на центробежной машине. В некоторых случаях форма приводится во вращение после заливки. Вращение формы осуществляется вокруг горизонтальной или вертикальной оси.

Машины с горизонтальной осью вращения применяют для от­ливки чугунных и стальных труб, втулок и других отливок тел вращения.

Жидкий металл из ковша 1 (рис. 4.6, а) по желобу 4 заполняет вращающуюся форму 2. После затвердевания сплава 3 и остановки машины отливку клещами извлекают из формы. На машинах литья труб большой длины предусмотрено постепенное выдвижение желоба из формы или отход формы от желоба с целью ее равномерного заполнения.

На машинах с вертикальной осью вращения металл из ковша 1 (рис. 4.6, б) заливают во вращающуюся форму 2. Под действием центробежных сил металл 3 прижимается к боковым стенкам формы. После затвердевания отливки вращение формы прекращают и отливку извлекают. В отливке наблюдается небольшая разностен-ность (внизу стенка отливки толще, чем сверху). Этот способ при­меняют для изготовления отливок небольшой высоты — втулок, колец, зубчатых колес, фланцев и т. п.

Металлические формы при центробежном литье, так же, как и при кокильном, предварительно подогревают и на поверхность наносят защитные покрытия. Для форм, вращающихся горизон­тально, можно применять сыпучие покрытия, которые вводят в форму перед заливкой. Под действием центробежных сил поро­шок покрытия равномерно распределяется по всей цилиндрической поверхности формы.

При центробежном литье возможно применение облицованных форм — песчаных, керамических или собранных из стержней. В таких формах можно получать отливки тел вращения со сложной наружной конфигурацией (рис. 4.6, в). Для изготовления мелких фасонных отливок металл заливают в многоместную форму, уста­новленную на вращающейся платформе (рис. 4.6, г).

Способ центробежного литья имеет следующие особенности. Металл заливается и кристаллизуется в форме под действием цен­тробежных сил. Центробежные силы создают благоприятные усло­вия для направленного затвердевания отливки (от стенок к свобод­ной поверхности) и непрерывного питания затвердевающего слоя жидким металлом.

Отливки получаются плотными, без пористости и усадочных пустот. Неметаллические включения, имеющие меньшую плот­ность, чем металл, скапливаются на внутренней свободной поверх­ности. Поэтому на внутренней поверхности предусматриваются повышенные припуски на механическую обработку.

При центробежном литье полых изделий (труб, гильз, втулок и т. д.) отсутствуют стержни и литниковая система. Хорошее заполнение формы обеспечивается даже для сплавов с пониженной жидкотекучестью.

Недостатком данного способа является сильная ликвация. На­пример, при заливке свинцовой бронзы, склонной к ликвации, свинец центробежными силами отбрасывается к стенкам формы, а медь, как более легкая, вытесняется к свободной поверхности. С увеличением скорости вращения формы ликвация усиливается.

Центробежным способом чаще всего получают отливки чугуна, стали и цветных металлов, имеющие форму тел вращения, и реже фасонные. Например, из серого чугуна отливают водопровод­ные трубы длиной от 2 до 5 м, диаметром от 50 до 1000 мм и тол­щиной стенок от 7,5 до 30 мм.

Заключение

Значение литейного производства очень велико: нет ни одной отрасли машиностроения и приборостроения, в которой не применяли бы литые детали. В машиностроении масса литых деталей составляет ~ 50% массы машин, в станкостроении ~ 80%, в тракторостроении ~ 60%. Такое широкое применение литых деталей объясняется рядом преимуществ литейного производства по сравнению с другими. Литьём получают и простые, и очень сложные детали. Методами литья под давлением, по выплавляемым моделям и другими специальными способами литья можно получить отливки высокой точности, с минимальными допусками по размерам и высокой чистотой поверхности. Это обеспечивает экономию металла, снижает стоимость детали и трудоёмкость её изготовления.

Литье под давлением осуществляют на компрессорных и поршневых машинах. Машины литья под давлением работают в автоматическом режиме и имеют высокую производительность. Наиболее экономичным является литьё под давлением в массовом производстве сложных фасонных тонкостенных отливок из цветных сплавов. Литьё под низким давлением применяют для получения тонкостенных крупногабаритных отливок. В этом способе жидкий металл из тигля под давлением заполняет литейную форму. Чаще всего используют давление инертного газа.

Итак, литьё под давлением является наиболее производительным методом изготовления относительно небольших отливок из цветных сплавов с точными размерами и чистой поверхностью.

Список литературы:

1. Технология металлов. Кнорозов Б.В., Усова Л.Ф., Третъяков А.В. М.: «Металлургия», 1978. - 904 с.

2. Машины и оборудование машиностроительных предприятий. Ансеров Ю.М., Салтыков В.А., Семин В.Г. Л.: «Политехника», 1991. -365 с.

3. Богомолова Н. А., Гордиенко Л. К. Металлография и общая технология металлов: Учеб. пособие для техн. училищ. - М.: Высш. шк., 1983.

4. Арсентьев П. П., Яковлев В. В., Зиновьев А. В., Арсентьева И. П. Общая металлургия: Учебн. для техн. - М.: Металлургия, 1986.

5. Богоявленский К. Н., Жолобов В. В., Ландихов А. Д. Обработка цветных металлов и сплавов давлением. - М.: Металлургия, 1973.

6. Суворов П. К. Обработка металлов давлением. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Высшая школа, 1980.

studfiles.net

Центробежное литье

Центробежное литьё - перспективный способ производства фасонных изделий с формой тел вращения преимущественно при крупносерийном их изготовлении. Этим способом литья получают водопроводные и канализационные трубы, заготовки гильз цилиндров двигателей внутреннего сгорания, облицовки судовых валов, корпуса сушильных цилиндров бумагоделательных машин, труба для энергетического машиностроения и другие изделия ответственного назначения.

Центробежное литьё по сравнению с литьём в разовые формы имеет следующие преимущества. Производительность труда при работе на центробежной машине увеличивается в несколько раз, отпадает потребность в площадях для формовки, смесях, связующих материалах для стержней, а также в оборудовании для сушки форм и стержней.

Процесс центробежного литья может быть полностью механизирован или автоматизирован, что уменьшает потери от брака и сокращает потребность в высококвалифицированной рабочей силе.

Центробежные отливки отличаются повышенными механическими свойствами литого металла. При этом значительные технико-экономические преимущества центробежного литья достигаются вследствие экономии металла, энергоносителей и продолжительности производственного цикла.

Однако, центробежное литьё имеет и недостатки: необходимы специальные машины; формы должны быть повышенной прочности и герметичности, необходимо строгое дозирование металла для получения нужного размера внутреннего отверстия отливки; усиливается ликвация компонентов сплавов по плотности. Сама отливка может иметь только форму тела вращения.

Особенность центробежного литья состоит в том, что металл заливают во вращающуюся форму, чаще всего металлическую. При заливке и кристаллизации металл испытывает действие центробежных сил.

Ось вращения формы может быть горизонтальной, вертикальной, наклонной или перемещающейся в пространстве в процессе получения отливки.

Металл, свободно заливаемый во вращающуюся вокруг горизонтальной оси форму, растекается по ней под действием кинетической энергии струи и вовлекается во вращательное движение за счёт сил трения металла о форму. Однако, такая скорость частиц металла при его вращении вокруг горизонтальной оси не может быть постоянной из-за пульсации результирующей силы в течение оборота формы, так как она складывается из постоянной по величине и направлению силы тяжести и постоянной по величине, но меняющейся по направлению центробежной силы. Это приводит к тому, что свободная поверхность металла, залитого в форму, смещается к низу от оси вращения (рис. 3.10).

Рисунок 3.10 – Гидростатические силы, действующие на металл при вращении формы относительно горизонтальной оси: 1-расплав; 2-форма; Fр – равнодействующая сил центробежной (Fц) и тяжести (Fg)

В длинных формах кинетической энергии струи заливаемого металла недостаточно для равномерного растекания его вдоль формы, поэтому ось вращения таких форм делают наклонной, либо перемещают заливочный желоб вдоль формы во время заливки расплава, либо передвигают форму вдоль неподвижного желоба. Частота вращения формы при центробежном литье - один из основных технологических параметров, определяющих качество отливки. От частоты вращения формы зависят плотность отливки, ее механическая прочность, однородность состава по радиальному сечению, степень удаления шлаковых включений от наружной поверхности отливки к внутренней и правильность формы свободной поверхности отливки.

Определение скорости вращения формы является одним из основных вопросов при разработке технологии литья и конструировании центробежных машин. Чрезмерное увеличение частоты вращения нежелательно из-за возможности образования в отливках продольных трещин на наружной поверхности и повышенной ликвации элементов сплава.

Кроме того, машины с большой частотой вращения конструктивно более сложны, менее удобны и менее безопасны в работе. Поэтому, при технологической разработке процесса и конструирования машин выбирают не наибольшую, а наименьшую частоту вращения, которая обеспечивала бы надлежащее качество отливок. Нижний предел частоты вращения при литье полых заготовок с горизонтальной осью вращения определяется следующим условием: заливаемый металл во время первого оборота вокруг оси должен получить ускорение, превышающее g. Невыполнение этого условия приводит к «дождеванию» металла при заливке в форму. Наиболее известным способом расчёта скорости вращения формы является расчёт по коэффициенту гравитации.

Коэффициентом гравитации центробежного литья называют число, которое показывает, во сколько раз центробежная сила, действующая на заливаемый металл, больше силы тяжести. При расчётах необходимо различать заливку в форму с горизонтальной и вертикальной осями вращения.

При расчёте скорости вращения формы с горизонтальной осью вращения по коэффициенту гравитации учитывают, что на частицы расплава действует центробежная сила и сила тяжести.

Коэффициент гравитации К зависит от вида формы и заливаемого сплава. Для песчаной формы с горизонтальной осью вращения принимают К=75, для металлической формы К=80, для сплавов с узким интервалом затвердевания К=90…100.

При вертикальной оси вращения свободно заливаемый в форму металл постепенно увлекается ею во вращательное движение. Через некоторое время угловые скорости вращения отдельных слоев металла и самой формы выравниваются, и жидкость приходит в состояние относительного покоя. Пульсации результирующей силы за период оборота формы в этом случае не происходит, так как направление центробежной силы при вращении относительно вертикальной оси не изменяется.

Температура нагрева изложницы перед заливкой металлом, футеровка изложницы и способ заливки металла в форму оказывают влияние на формирование центробежных отливок и их качество. Предварительный подогрев изложницы снижает тепловой удар при заливке металла, способствует лучшему распределению металла по диаметру и длине, повышению качества наружной поверхности отливок и снижению брака по отбелу при литье чугуна.

Огнеупорное покрытие уменьшает скорость и степень нагрева изложниц при заливке их металлом, а также снижает скорость охлаждения отливок, что предотвращает образование трещин при литье стали и отбела при литье чугуна.

Для форм наиболее распространены огнеупорные покрытия из сыпучих материалов (обычно из сухого кварцевого песка). Благодаря большой частоте вращения изложницы такое покрытие наносится ровным слоем на ее стенку, удерживается на ней и не размывается струей горячего металла. Но значительный пригар песка и формирование некачественной наружной поверхности отливок обусловливает необходимость разработки более технологичных огнеупорных покрытий.

Перспективно использовать в этих целях жидкие огнеупорные покрытия на основе диатомита, например, огнеупорную краску, содержащую, % (мас. доля): диатомита термообработанного 55-70; бентонита 1,0-2,5; коллоидального раствора золя кремниевой кислоты с содержанием 20% Si0

2 3,0-9,0; воды (до плотности краски 1200-1400 кг/м3) – остальное, так как это обеспечивает получение качественных однослойных и биметаллических отливок из чугуна и стали.

Скорость заливки металла влияет на качество наружной поверхности отливки и заполнения формы и зависит от критической скорости вращения формы. Подачу металла в начале заливки рекомендуется ускорить, чтобы металл быстрее распределился по всей поверхности формы. В этом случае неслитины и спаи на поверхности отливки не образуются. В дальнейшем скорость наращивания толщины слоя снижают в целях создания благоприятных условий для направленного затвердевания, уменьшения гидравлического давления на затвердевшую оболочку и вероятности развития ликвации и т.д. Регулирование скорости заливки удобнее выполнять при заливке металла через носок ковша и гораздо сложнее - через стопор или чашу с отверстием.

При разработке технологического процесса центробежного литья необходимо учитывать плотности первично выпадающих фаз в интервале кристаллизации и остающегося маточного раствора. В тех случаях, когда плотность первично выпадающей фазы меньше плотности жидкости, необходимо обеспечить минимальные скорость литья, температуру металла и формы для обеспечения направленной кристаллизации.

Водопроводные и канализационные трубы из серого чугуна являются одним из наиболее массовых видов продукции, изготовляемых центробежным литьем. Для труб характерны большая длина и сравнительно малая толщина стенки. Канализационные трубы изготовляют длиной 2 м и диаметром 50 -150 мм при толщине стенок 4-5 м; водопроводные трубы - длиной 2 - 5 м, диаметром 50-1000 мм и толщиной стенок 7,5 - 30 мм. Литые трубы не обрабатывают резанием. В технических условиях на их приемку регламентируют массу труб, их разностенность (продольная и радиальная). Для водопроводных труб, кроме того, обязательным является испытание на герметичность. Из механических свойств определяют твердость (по Брюнеллю) и так называемый модуль кольцевой прочности R.

Центробежное литьё напорных труб обеспечивает их плотную структуру и отсутствие разностенности. Этот способ литья максимально экономичен, поскольку для образования внутренней поверхности не используются стержни, а массовое производство продукции оправдывает применение дорогих машин и установок. Как правило, водопроводные и канализационные трубы получают в металлических, интенсивно охлаждаемых подвижных формах.

Недостатки процесса - значительная стоимость металлических форм при малой их стойкости, образования в отливках поверхностного отбела и больших внутренних напряжений, что заставляет подвергать трубы высокотемпературному отжигу, что удорожает стоимость продукции.

В табл. 3.2 приведены составы чугунов для центробежного литья труб; а в табл. 3.3 - характеристики напорных труб при различных способах производства (ГОСТ 9583-75), свидетельствующие о преимуществах центробежного литья по сравнению с другими методами.

Перспективным является применение для напорных труб чугуна с шаровидным графитом (высокопрочного). Повышенная прочность и пластичность этого чугуна, хорошая свариваемость открывают возможность экономить металл за счёт уменьшения толщины стенок труб и сохранения высокой коррозионной стойкости по сравнению со стальными трубопроводами.

Таблица З.2 – Составы чугунов для труб, отливаемых центробежным способом

Таблица 3.3 – Характеристики чугунных напорных труб


uas.su

Центробежное литье

План лекции

1. Центробежное литье.

Центробежное литье

Центробежное литье – это способ изготовления отливок, при котором заполнение формы расплавом и его затвердевание происходит в поле действия центробежных сил.

Основные операции. Форма может вращаться вокруг горизонтальной, вертикальной или наклонной осей, а также одновременно вокруг горизонтальной и вертикальной осей. Наиболее распространен способ литья во вращающиеся металлические формы с горизонтальной осью вращения (рис. 1.21). По этому способу отливка формируется со свободной поверхностью в поле центробежных сил, а формообразующей поверхностью служит внутренняя поверхность изложницы. Расплав заливается в изложницу через заливочный желоб и растекается по внутренней поверхности формы, образуя под действием центробежных сил пустотелый цилиндр.

После полного затвердевания металла и остановки машины отливка извлекается из формы. Этот способ обладает наиболее высоким коэффициентом выхода годного (≈ 100 %). При получении отливок со свободной поверхностью при вращении формы вокруг вертикальной оси (рис. 1.22) расплав заливают в форму, укрепленную на шпинделе, приводимом в движение электродвигателем. Расплав под действием центробежных сил отбрасывается к стенкам формы и затвердевает. Отливки с внутренней поверхностью сложной конфигурации получают с использованием стержней в формах с вертикальной осью вращения (рис. 1.23). Расплав через заливочное отверстие и стояк попадает в центральную полость формы, выполненную стержнями. Затем через щелевые питатели под действием центробежных сил расплав попадает в полость формы.

Центробежное литье принадлежит к литейным процессам, основные операции которых выполняются с использованием машин. В зависимости от назначения машины для центробежного литья разделяют на универсальные, предназначенные для изготовления отливок общего назначения; труболитейные, предназначенные для изготовления чугунных и стальных труб, в том числе труб большого диаметра; специального назначения, используемые для изготовления однотипных отливок в массовом производстве (гильзы двигателей внутреннего сгорания, биметаллические отливки и др.).

В зависимости от расположения в пространстве оси вращения различают машины с горизонтальной, вертикальной и наклонной осью вращения. По конструктивному исполнению различают шпиндельные и роликовые машины и центробежные столы. Основные требования, предъявляемые к машинам для центробежного литья: обеспечение вращения формы с требуемой частотой, регулирование частоты вращения в заданных условиях технологического процесса. Машина должна работать плавно, без вибраций, иметь прочные и удобные устройства для крепления и фиксации форм, устройство для подогрева и охлаждения изложниц.

Преимущества и недостатки литья. Заливка вращающейся формы и затвердевание отливки под действием центробежных сил обуславливают главные преимущества данного способа литья: затвердевание металла под действием центробежных сил способствует получению плотных (без газовых, усадочных раковин и рыхлот) отливок с высокими механическими свойствами; отсутствие литниковых систем и прибыльных надставок обеспечивает высокий коэффициент выхода годного; при литье полых цилиндров и труб не требуется стержней для образования центрального отверстия. Основными недостатками центробежного литья являются: неточность размеров свободных поверхностей отливок, повышенная склонность к ликвации компонентов сплава, повышенные требования к прочности литейной формы.

Область использования. Центробежным литьем получают литые за готовки, имеющие форму тел вращения: втулки, венцы червячных колес, барабаны бумагоделательных машин, трубы различного назначения, роторы электродвигателей, камеры сгорания реактивных двигателей, деталей пусковых установок. В некоторых случаях метод центробежного литья является единственно возможным.

Наибольшее применение центробежное литье находит при изготовлении втулок из медных сплавов, преимущественно оловянных бронз, и сложных фасонных отливок из титановых и других жаропрочных сплавов. Втулки из медных сплавов получают в металлических изложницах, а отливки из титановых сплавов – в графитовых формах, изготовленных прессованием или по выплавляемым моделям. Венцы червяных колес из оловянистых бронз получают в песчаных формах, а рабочие колеса центробежных насосов – в металлических формах с песчаными стержнями.

Свойства металла, отлитого центробежным способом. Главная особенность процесса формирования отливок при центробежном литье заключается в том, что заполнение формы и затвердевание отливки происходят в поле действия центробежных сил, во много раз превосходящих силу тяжести. При изготовлении отливок со свободной поверхностью расплав охлаждается в изложнице неравномерно по объему. Часть теплоты отводится от расплава в стенку изложницы и ее крышку, другая часть – конвекцией и излучением со стороны свободной поверхности. Воздух в полости отливки вовлекается во вращение и выходит из ее полости; на его место вдоль оси вращения поступает холодный воздух. Такая неравномерность охлаждения отливки приводит к возникновению конвекции в расплаве. Охлажденный более плотный расплав перемещается к стенкам формы, а горячий и менее плотный – к свободной поверхности расплава. Вследствие этого в расплаве возникают конвекционные потоки, циркулирующие в радиальном направлении, что способствует направленному затвердеванию в радиальном направлении и тем больше, чем больше частота вращения.

При направленном затвердевании от стенок изложницы фронт растущих в радиальном направлении кристаллов все время соприкасается с расплавом, что способствует улучшению питания отливок. Свободная поверхность расплава затвердевает в последнюю очередь и остается геометрически правильной. Инородные включения (газы, шлак и т.д.), имеющие меньшую плотность, чем расплав, под действием силы, обусловленной разностью плотностей и гравитационным коэффициентом, интенсивно всплывают на свободную поверхность. Это приводит к необходимости назначать большие припуски на обработку свободных поверхностей отливки.

Центробежные силы способствуют направленному затвердеванию только тогда, когда выделяющиеся на свободной поверхности кристаллы твердой фазы имеют плотность большую, чем плотность остающегося расплава. Для большинства сплавов это условие соблюдается. Исключение составляют два случая: когда сплав затвердевает с увеличением объема (например, серый чугун) и когда выделяющиеся подвижные кристаллы обогащены компонентами сплава, имеющими меньшую плотность, чем остающийся расплав. Ликвация сплавов под действием центробежных сил происходит при изготовлении отливок из сплавов, компоненты которых взаимно нераствори мы и не образуют эвтектик и химических соединений. К таким сплавам относится, например, свинцовистая бронза. Дефекты отливок и меры по их предупреждению. В процессе производства отливок способом центробежного литья возникает ряд характерных дефектов: мелкие спаи на поверхности при низкой температуре формы и металла, горячие трещины, плены в наружных слоях втулок, сквозные раковины при литье оловянных бронз.

Надежный контроль технологических параметров литья, автоматизированная дозировка металла позволяют до минимума свести потери от брака.

Контрольные вопросы и задания

1. Назовите основные типы отливок, получаемые центробежным литьем.

2. Опишите типы литейных машин, предназначенных для получения отливок центробежным литьем.

3. Как влияют центробежные силы на структуры отливок?

4. Назовите основные требования, предъявляемые к машинам для центробежного литья.

5. Каковы главные преимущества и недостатки центробежного литья?

Лекция 14,15

studfiles.net

Центробежное литье | Камский завод специальных сплавов

Центробежное литье (ЦБЛ)– способ получения отливок при вращении формы вокруг центральной оси. Методом ЦБЛ получают изделия, имеющие, преимущественно, форму тел вращения – трубы, рубашки валков и подшипников, втулки, некоторые элементы сложного оборудования. Используя дополнительные подсобные средства (стержни), получают изделия более сложной конфигурации (например, тройники).

Преимущества технологии ЦБЛ:

Центробежное литье стали позволяет получать отливки:

  • с большей, чем при других методах литья, плотностью;
  • с минимальным количеством усадочных дефектов;
  • без инородных включений по всей толщине тела заготовки;
  • с малой шероховатостью поверхностей.

Благодаря перечисленным факторам, центробежнолитые изделия имеют улучшенные эксплуатационные характеристики по прочности, износостойкости, долговечности, надежности.

Действие центробежных сил оптимизирует питание формирующейся отливки, обеспечивает вывод шлаковых частиц на свободную поверхность заготовки, гарантирует геометрически правильную форму изделий.

Процесс изготовления отливок по технологии ЦБЛ

Кристаллизация стали при центробежном литье происходит по сложному принципу из-за циркуляции воздуха у свободной поверхности расплава. В толщине будущей заготовки возникают конвективные потоки, за счет чего охлажденные и имеющие большую плотность порции расплава со свободной поверхности перемещаются вглубь формирующегося тела заготовки. Взамен из толщины тела отливки на свободную поверхность выходят горячие порции расплава.

Затвердевание происходит от внешней поверхности к внутренней, кристаллы металла растут в направлении поступления новых порций расплава в условиях высокого избыточного давления. Расплав в таких условиях проникает в образующуюся кристаллическую решетку, предупреждая образование ледебуритной сетки, придающей металлу хрупкость. При центробежном литье стали карбиды образуют замкнутые конгломераты-зерна, что при использовании других методов литья может достигаться только проковкой изделия.

npo-kzss.ru

Центробежное литье стали

  • Главная
  • Литье алюминия
    • Литье алюминия под давлением
    • Литье алюминия в гипсовые формы
    • Литье алюминия цена
    • Литье алюминия на заказ
    • Литье алюминия в кокиль
    • Литье алюминия по моделям
    • Литье деталей из алюминия
    • Литье сплава алюминия
    • Литье алюминия под давлением цена
    • Литье алюминия завод
    • Литье алюминия в пенопласт
    • Центробежное литье алюминия
    • Литье корпусов из алюминия
    • Прессформы для литья алюминия
    • Точное литье алюминия
    • Литье из алюминия под заказ
    • Услуги литья алюминия
    • Литье алюминия Екатеринбург
    • Литье алюминия Москва
    • Литье алюминия в ХТС
    • Вакуумное литье алюминия
  • Изготовление отливок
    • Алюминиевые отливки
    • Стальные отливки
    • Изготовление отливок из чугуна
    • Изготовление отливок в песчаных формах
    • Изготовление стальных отливок
    • Изготовление отливок из серого чугуна
    • Изготовление отливок в кокилях
    • Изготовление алюминиевых отливок
    • Изготовление отливок в оболочковых…
    • Изготовление отливок центробежным литьем
    • Изготовление крупных отливок
    • Изготовление отливок из бронзы
    • Изготовление отливок из меди
  • Литье чугуна
    • Литье чугуна на заказ
    • Литье серый чугун
    • Центробежное литье чугуна
    • Литье чугуна Москва
    • Литье чугуна в кокиль
    • Литье высокопрочный чугун
    • Литье чугуна Челябинск
    • Литье деталей из чугуна
    • Литье изделий из чугуна
    • Точное литье чугуна
    • Литье чугуна на заказ цена
    • Стоимость литья чугуна
    • Производство литья из чугуна
    • Литье из чугуна по чертежам
    • Литье чугуна Новосибирск
    • Литье чугуна сч 25
  • Литье сталей
    • Литье нержавеющей стали
    • Литье стали под давлением
    • Точное литье стали
    • Литье стали по выплавляемым моделям
    • Литье стали 110г13л
    • Литье стали в формы
    • Литье стали на заказ
    • Изготовление литья сталь
    • Литье изделий из стали
    • Литье заготовок из стали
    • Центробежное литье стали
    • Сталь 45 литье
    • Литье жаропрочных сталей
    • Сталь 40х литье
    • Литье легированных сталей
    • Завод литья стали
  • Литье бронзы
    • Художественное литье из бронзы
    • Литье из бронзы и латуни
    • Литье бронзы цена
    • Центробежное литье бронзы
    • Изделия из бронзы литье
    • Литье из бронзы на заказ
    • Литье бронзы Москва
    • Заводы литья бронзы
    • Литье металлов бронза
    • Литье бронзы в стержни хтс формы
    • Услуги по литью бронзы
    • Литье Екатеринбург
    • Вакуумное литье
    • Завод точного литья
    • Литье заготовок

zavod-litja.ru

Центробежное литье

Сущность процесса литья центробежным способом заключается в том, что заполнение формы жидким сплавом и кристаллизация его происходит под воздействием центробежных сил. Центробежным способом получают отливки, имеющие не только форму тел вращения, но и другие фасонные отливки.

Детали, имеющие форму тел вращения, например втулки, вкладыши подшипников, венцы, червячные колеса, барабаны и др., отливают на цен­тробежных машинах с вертикальной или с горизонтальной осью вращения.

Литье центробежным способом цветных сплавов широко распростра­нено. Объясняется это тем, что, наряду с повышением качества литья, значительно снижается расход цен­ных цветных металлов, уменьшается брак и снижается стоимость отливок.

Одним из преимуществ литья тяжелых цветных сплавов центробежным способом является то, что под действием центробежной силы неметалли­ческие включения, как более легкие, вытесняются на внутреннюю (свобод­ную) поверхность, откуда легко удаляются механической обработкой. Скорость вращения формы связана с температурным интервалом кри­сталлизации заливаемого сплава. Чем больше интервал кристаллизации, тем больше должна быть скорость вращения формы.

Литье под низким давлением

Особенностью этого способа является заполнение формы расплавом снизу вверх непосредственно из печи и кристаллизации отливки под действием низкого давления.

На крышку герметичного металлического тигля, поме­щенного в электропечь, установлена металлическая форма. Через крышку тигля проходит один или два металлопровода, немного не доходящих до дна тигля. Верхняя часть металлопровода через литниковую втулку сооб­щается с коллектором литниковой системы. Внутренняя полость отливки оформляется песчаным стержнем, внутри которого находится трубчатый литой каркас. На металлическую форму установлен песча­ный стержень с фильтром из стружки. По трубопроводу в тигель подается сжатый воздух или инертный газ, который, оказывая давление на поверх­ность сплава, вытесняет его по металлопроводу вверх в литниковую систему и через нее в полость формы.

Сначала расплав подается медленно, затем, достигнув электрокон­такта в нижней части формы, включает дополнительное давление пневмосистемы и быстро заполняет полость формы. Достигнув второго электро­контакта, расплав включает прибор, прекращающий дальнейшее повышение давления пневмосистемы. Давление поддерживается на постоянном уровне до полного затвердения отливки. Стружковый фильтр пропускает воздух, вытесняемый из формы поступающим расплавом, но препятствует выходу металла, обеспечивая плавное торможение потока в конце заполнения полости формы.

После затвердевания отливки давление в тигле автоматически сбрасывается, форма раскрывается и отливка извлекается.

Автоматическое управление скоростью заполнения формы металлом впервые осуществлено при разработке машин для литья под низким дав­лением. Литье под низким давлением применяется при изготовлении сложных крупногабаритных тонкостенных деталей из алюминиевых и магниевых сплавов.

Литье выжиманием

Для получения крупногабаритных тонкостенных деталей панельного типа изобрели новый способ литья в металлические формы со сближающимися стенками. Разработанный по этому принципу литей­ный процесс назван «литье выжиманием».

Залитый в нижнюю часть раскрытой формы (металлоприемник) жидкий сплав по мере сближения стенок закрываю­щейся формы поднимается и заполняет ее. При этом на стенках формы идет наращивание кристаллизующегося сплава, удаление избытка рас­плава наружу и соединение в одно целое закристаллизовавшегося сплава.

Литье выжиманием имеет следующие две особенности, определяющие его сущность как метода получения тонко­стенных деталей с большой поверхностью:

1. Процесс заполнения формы расплавом происходит сплошным пото­ком, сечение которого во много раз превосходит толщину стенки отливки. В результате намного снижаются гидравлические потери при заполнении полости формы и создаются условия замедленной кристаллизации сплава.

2. Формообразование отливки происходит в процессе сжимания потока жидкого сплава в два этапа. Сначала сплав кристаллизуется на стенках формы в виде корки с постепенным наращиванием толщины слоя за счет расплава, непрерывно подаваемого из металлоприемника в зоны кристал­лизации. Затем корки соединяются в цельную отливку с одновременным удалением избытка жидкого металла вместе с находящимися в нем загрязнениями.

studfiles.net

Центробежное литье

При центробежном литье осуществляют заливку сплава во вращающуюся форму. Форма может быть металлическая или разовая. Можно изготавливать детали типа труб или колец, а также и фасонные отливки. В приборостроении центробежное литье применяют для изготовления фасонных отливок в формах, полученных по выплавляемым моделям. При этом используется центробежная установка с вертикальной осью вращения, как это показано на рис. 32. Формы 2 устанавливаются на стол 1, после чего он приводится во вращение и расплав заливается в заливочную чашу 3 откуда под действием центробежной силы поступает в полость формы. Вращение стола продолжается до полного затвердевания отливок.

Рис. 32. Схема центробежного литья.

Особенности центробежного литья. Первая особенность.Охлаждение расплава начнется в первую очередь в литниковой чаше из-за теплоотдачи в воздух. Охлажденные частицы металла, как более тяжелые, имеющие большую плотность под воздействием центробежных сил устремляются в радиальном направлении в форму и перемещаются в более горячем и легком металле. Горячий металл вытесняется в более холодную зону из глубинных слоев тонущими частицами, которые могут быть жидкими, но более холодными. Таким образом, при затвердевании металла во вращающейся форме в радиальном направлении непрерывно происходит конвекция. Металл в чаше обогащается горячим расплавом из глубинных слоев отливки, что предотвращает его затвердевание. Затвердевание идет строго направленно. Металл в чаше до последнего момента может оставаться жидким и питать отливку.

Вторая особенность.На любую частицу вращающегося расплава действуют силы гравитации Р и центробежнаяQ. ОтношениеQ/P=Kназывают гравитационным коэффициентом К=30-50 и даже более 100.Если условно применить «тяжесть» к частице находящейся под действием центробежной силы, то окажется, что эта частица металла становится в десятки и сотни раз тяжелее в поле центробежных сил, чем в поле земного притяжения. Гравитационный коэффициент показывает во сколько раз тяжелее становится сплав при его вращении.

Утяжеление частиц сплава является второй, самой характерной особенностью центробежного литья, способствующей получению плотных отливок.

При затвердевании в неподвижной форме в процессе питания отливки перемещение сплава по капиллярам происходит под действием сил земного притяжения, атмосферного давления и капиллярных сил. Эти силы часто оказываются недостаточными и отливки получаются пористыми.

При центробежном литье к отмеченным силам добавляется в десятки раз большая центробежная сила. Частицы жидкого металла перемещающиеся к периферии, утяжелены в десятки раз, и заполняют непрерывно образующиеся при затвердевании межкристаллические пустоты.

Центробежные силы создают условия не только строго направленного затвердевания отливки (первая особенность), но и многократно усиленного питания жидким металлом затвердевающего слоя. А это, как известно, главные условия получения плотных беспористых отливок.

Третья особенность.При обычном литье неметаллические и газовые включения всплывают благодаря разности плотностей металла и включений. Они всплывают медленно и мало вероятно, чтобы могли полностью выделиться, так как на своем пути встречают затвердевающий сплав.

При центробежном литье затвердевание строго направленное. Зона последнего затвердевания должна быть всегда ближе к оси вращения. Поэтому неметаллические включения (как наиболее легкие) всегда выносятся в зону последнего затвердевания.

Отливки получаются с меньшим количеством неметаллических включений.

Рассмотренные процессы, происходящие при кристаллизации отливки во вращающейся форме характерны для большинства сплавов. Однако имеются исключения из этого общего правила, когда центробежные силы могут оказывать вредное действие.

Исключение первое.Жидкость гетерогенная (это жидкость, состоящая из несмешиваемых компонентов), например, расплав свинцовой бронзы представляет собой эмульсионную смесь свинца и меди. Во вращающейся форме свинец центробежными силами отбрасывается к периферии, а медь, как более легкая, вытесняется к центру вращения. Ликвация может проявиться настолько сильно, что внутренняя часть отливки окажется медной. Предупредить это вредное явление можно усилением охлаждения отливки снаружи (водоохлаждаемая металлическая форма) и одновременно снижением скорости вращения формы.

Исключение второе.Выпадающая твердая фаза легче жидкости, например, заэвтектический силумин, содержащий более 12% кремния. В начале затвердевания такого сплава выделяются кристаллы чистого кремния, которые легче алюминия, и они центробежной силой оттесняются в зону последнего затвердевания отливки. Так и образуется твердая корка, то есть затвердевание идет с двух сторон от периферии и от центра. К концу затвердевания в средних слоях будут усадочные пустоты.

Область примененияцентробежного литья определяется особенностями процесса затвердевания отливок, техническими и экономическими преимуществами этого способа.

Центробежным способом можно получить более тонкостенные отливки, чем при литье в неподвижную форму. Производительность труда выше, а условия труда лучше, чем при литье в разовые формы.

Центробежным способом изготавливаются крупные отливки из легированных сталей, втулки и венцы из антифрикционных сплавов, детали из жаропрочных и титановых сплавов.

studfiles.net

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *