Технология литья: под давлением, по выплавляемым моделям и другие

Содержание

под давлением, по выплавляемым моделям и другие

Изготовление металлических изделий методом литья – это широко распространенный способ получения деталей сложной конфигурации без использования дорогостоящего оборудования. Производители используют различные технологии литья. Благодаря этому детали можно получить такой точности, что не требуется дальнейшая механическая обработка. Автоматизация и механизация технологического процесса позволяет поставить получение отливок на поток.

Технологии литья

Для литья пригодны такие металлы и сплавы как:

  • черные:
    1. сталь:
      • конструкционная;
      • легированная;
    2. чугун:
      • серый;
      • белый;
      • половинчатый;
  • цветные:
    1. медь:
      • бронза;
      • латунь;
    2. алюминий:
      • силумин;
      • дюралюминий;
    3. магний;
  • редкоземельные;
  • драгоценные.

Для получения деталей определенного качества разрабатываются новые сплавы с различным процентным содержанием компонентов. От их наличия и количества во многом зависит температура плавления и жидкотекучесть расплава.

Новая технология в литье – прогрессивный способ разливки. Позволяет снизить себестоимость продукции в отличие от конкурирующих предприятий. Кроме издревле известных способов литья в землю или песчано-глинистые формы, для увеличения количества отливок используются неразрушаемые металлические формы – кокили.

Кроме перечисленных способов применяются такие методы литья как:

  • под давлением:
    • избыточным;
    • вакуумическим;
  • центробежное;
  • в оболочковые формы;
  • по моделям:
    • выплавляемым;
    • газифицируемым;
  • точное (прецизионное).

Для литья чугуна с невысоким показателем шероховатости поверхности используются песчано-глинистые формы. Разлив производится как в опочные формы, так и в безопочные.

Использование типа формы зависит от массовости получения отливок. Так, разовые формы разрушаются, чтобы извлечь отливку. Из-за невысокой прочности состава, формы, предназначенные для разлива под небольшим давлением, изготавливаются толстостенными. Благодаря введению специальных связывающих материалов, придающих дополнительную прочность, форма изготавливается небольшой толщины, но с использованием опоки.

Для цветного литья используются более прогрессивные технологии.

Литье алюминия из-за его низкой температуры плавления сопряжено с некоторыми трудностями. Если разлив производится в формы из металла, то под давлением и с использованием специальных смазок, чтобы исключить появление дефектов.

Для получения ровной наружной поверхности и точного размера на изделиях, имеющих форму вращения, не только из алюминиевых, но и из других сплавов, используется центробежное литье. Центробежные силы распределяют расплавленный металл по форме равномерно. К тому же из расплава удаляются излишки воздуха и газов. Далее ознакомимся с некоторыми технологическими способами литейного производства.

По газифицируемым моделям

Получение формы происходит за счет неизвлекаемой модели, и заливка металла производится в неразъемную форму. При этом модель получают из пенопласта вспениванием при высокой температуре. При литье металла в форму, пенопластовая модель полностью выгорает, освобождая внутренний объем.

Если модели для мелких деталей можно получить вспениванием состава, то крупные вырезают из склеенных плит. Резка производится вручную. Для этого используется нихромовая проволока. Поданное напряжение разогревает проволоку, что облегчает резку.

Также модель может вырезаться на фрезерных или гравировальных станках с числовым программным управлением по заданному алгоритму. Подготовленная модель красится и дополнительно покрывается термостойким составом.

Формовка при ЛГМ производится двумя методами. В первом случае для отливок несложных форм используются вибрационные столы, на которых происходит уплотнение формовочной смеси с использованием опок. Затем на опоку укладывается крышка и монтируется литниковый приемник.

Во втором случае, когда изделие имеет сложную геометрию, формовку проводят под вакуумом. Чтобы закрытая форма не разрушилась, она подвергается действию пониженного давления вплоть до окончания заливки. Значение вакуумического давления невелико – порядка 4-5 ГПа.

Заготовки для литья по газифицируемым моделям

Температура разливаемого металла значительно выше, чем начало газификации пенопласта (560 °С). Газы, выделяемые пенопластом, из формы легко удаляются вакуумной системой. При этом отсутствует задымленность рабочей зоны.

В качестве основного достоинства этого метода отмечают высокое качество отливок, которое можно получить литьем в обыкновенный или облицованный кокиль. Возможным это стало из-за того, что форма цельная.

Литье по газифицируемым моделям

На современном этапе литье по выжигаемым моделям применяется для отливки:

  • крупных и средних изделий на мелкосерийном производстве;
  • заготовок со сложной конфигураций и весом до 50 кг, к которым предъявляются требования повышенной точности размеров, на среднесерийном и крупносерийном производстве.

Под давлением

Технология литья под давлением предполагает быструю подачу расплава в форму путем использования компрессорных или поршневых механизмов. Благодаря автоматизации процесса литье под давлением считается высокопроизводительным.

Таким способом можно получать детали:

  • сложной геометрической формы;
  • с достаточно тонкими стенками;
  • высокой точности;
  • с повышенной шероховатостью.

Способ литья под давлением применяется для получения деталей в автомобилестроении. Они получаются небольшого веса, достаточной прочности, что позволяет снизить общую массу агрегата.

Стоит отметить, что метод литья под высоким давлением имеет следующие достоинства:

  • возможность получения размеров 9 класса и грубее;
  • достигаемая шероховатость поверхности — 1,25 мкм;
  • минимальная размер стенок — 0,6 мм;
  • минимальным диаметром отверстий — 1 мм;
  • формирование наружной резьбы;
  • накатки, надписей на внешней стороне.

К недостаткам относят следующее:

  • высока цена на сами формы;
  • разлив металлов с низкой температурой плавления;
  • повышенная вероятность образования внутренних дефектов в виде трещин и напряжений.

Схема литья под давлением

Широкое использование литья алюминия под давлением обусловлено:

  • малым значениями температуры в период кристаллизации;
  • пластичностью сплава;
  • хорошей жидкотекучестью;
  • инертностью к химическим реакциям;
  • невысоким объемом усадки.

Рассматривая способы технологию поделить следующим образом:

  • камера прессования:
    • горячая;
    • холодная;
  • способ разливки:
    • горизонтальный;
    • вертикальный;
  • механизм подачи сплава:
    • поршневой;
    • компрессорный.

Протекание процесса

Расплав подается в специальную полость. Поршневым пальцем жидкий металл на большой скорости вгоняется во внутреннюю полость пресс-формы. После чего происходит охлаждение без снятия давления. После затвердевания пресс-форма разъединяется, и отливка извлекается. Для облегчения извлечения конструкция оборудуется толкателями.

В кокиль

При литье в кокиль, или в металлические формы, жидкий металл заливают свободно, то есть под действием гравитационных сил. Саму форму изготавливают разборной из двух частей, установленных на плиту. Для получения полостей и отверстий в предусмотренные канавки, в которые укладываются стержни. Для изготовления металлических форм используются стали и чугуны.

Процесс отлива в кокиль

Для удаления газов во время заливки предусматриваются вентиляционные каналы. Чтобы к внутренним поверхностям кокиля не прилипал расплав их облицовывают или красят огнеупорными составами. Толщина покрытия зависит от разливаемого металла и скорости его охлаждения. Перед покрытием полость формы очищается, а затем нагревается до температур 150 °С — 280 °С.

Особенности получения отливок:

  1. Из-за высокой теплопроводности сплавы в кокиле быстро остывают, поэтому сплавы с малой жидкотекучестью должны иметь максимальную толщину стенок. Высокая скорость остывания формирует мелкозернистую внутреннюю структуру.
  2. Металлическая форма неподатлива, поэтому в отливке отсутствуют дефекты, вызываемые остаточными деформациями, а также предотвращает усадку. Получаемая точность заготовок: стали и чугуны – 7-11 класс, цветные сплавы – 5-9 класс.
  3. Отсутствие пригара.
  4. Достигаемая шероховатость поверхности соответствует Rz = 40-10 мкм.
  5. Кокиль – газонепроницаемая конструкция. Вентиляционные каналы и огнеупорные покрытия не могут полностью отвести газы. В связи с этим газовые раковины – это частое явление.

Плюсы литья в кокиль:

  • постоянные характеристики для получаемых отливок;
  • возможность использования песчаных стержней;
  • высокая производительность;
  • малое количество производимых операций;
  • чистая поверхность готовых изделий;
  • механизация работ;
  • невысокая квалификация работников.

Отрицательные стороны:

  • значительная стоимость формообразующей оснастки;
  • ограниченная стойкость форм;
  • быстрое остывание расплава.

В кокиль отливаются практически все металлы, но большинство отливок — это чугуны и литейные стали.

В землю

Литье в землю или в формы из смеси песка и глины — самый старый способ получения заготовок из расплавленного металла. Свыше 80% всего литья приходится на него. Отличается простотой и доступностью используемых материалов.

Из древесины изготавливаются модельный и литниковый комплект. После того как модель готова, замешивается формовочная смесь. В состав самой простой входят песок, кварц и глина.

Технология литья в землю

Формовка производится и вручную и на машинах. Ручное изготовление форм применяется при изготовлении разовых или нескольких отливок и считается непродуктивной. Формовка на машинах используется на автоматизированных литейных линиях. Литейные формы состоят из двух половин и являются одноразовыми. После заливки и охлаждения, формы разрушаются. Больше половины отработавшего материала возвращается на формовочную операцию после очищения и восстановления.

Прецизионное литье

Прецизионное литье, обладающее повышенной точностью, применяется уже не одно десятилетие. С его помощью можно изделиям придать любую форму и при этом не увеличивать затраты на производство.

Прецизионное литье металлов характеризуется тем, что отливки имеют:

  • любую форму;
  • высокую точность;
  • минимальные припуски.

Данный способ литья используется при отливке мелких деталей весом от одного грамма до 10 кг.

Технологии литья металлов, производство отливок на производстве

Производство отливок: технологии литья металлов

Литейные сплавы: об основных технологических свойствах

Первой среди них стоит жидкотекучесть. Это значит, что расплавленный материал растекается по каналам литейной формы, заполняет контуры. Последние благодаря такому свойству воспроизводятся с максимальной чёткостью.

С помощью специальных проб определяют, имеется ли свойство жидкотекучести или нет. Замеры принимают длину заполненной спирали Архимеда.

Минимальная толщина стенок у отливки как раз выбирается в зависимости от жидкотекучести:

  1. 3,4 мм для мелких отливок из СЧ в песчаных формах.
  2. 8-10 мм в случае со средними габаритами.
  3. 12-15 – для крупных.

Остальные отливки выпускаются с толщиной в 5-7, 10-12 или 12-20 мм.

Не стоит забывать об усадке. Такое название дали процессу, при котором отливка уменьшается в объёмах во время охлаждения. Начинается всё в литейной форме, с металла в жидкой форме. И до тех пор, пока не наберётся температура окружающей среды.

Разные материалы отличаются друг от друга разным уровнем усадки. Для её определения важными становятся следующие факторы:

  • Химический состав.
  • Температура заливки.
  • Конфигурация заготовки.

Стандартное значение –в пределах от 1,9% до 2,1%.

Чтобы не образовались большие напряжения и трещины, важно предусматривать сохранение следующих свойств:

  1. Равномерная толщина у стенок.
  2. Плавные переходы.
  3. Нормальные радиусы у сопрягающихся поверхностей.
  4. Устранение элементов, усложняющих усадку.

Стержни и материалы должны обладать повышенной податливостью для достижения лучшего результата.

Газопоглощением называют способность растворять разные газы, которой могут обладать литейные сплавы в расплавленном состоянии. Растворимость газов уменьшается, когда они находятся в затвердевшем состоянии, а потом охлаждаются. Из-за этого в отливках появляются браки в виде газовых раковин и пор.

Есть понятие ликвации – его применяют для неоднородности состава в различных частях отливки. Бывает дендритной, зональной.

Дендритная происходит в пределах одного ядра.

Зональной называют неоднородность, проявляющую себя по всему объёму отливки.

Отливки изготавливаются с использованием следующих нескольких способов:

  • Центробежное литьё.
  • Литьё под давлением.
  • В кокиль.
  • В формы со специальными оболочками.
  • По выплавляемым моделям.
  • В песчаные формы.

Есть так называемые специальные способы литья:

  1. Композиционное.
  2. С использованием магнитных полей.
  3. Суспензионное.
  4. Электрошлаковое центробежное.

О литье в песчаных формах

Литейное производство и направлено на получение отливок. Это литые металлические изделия, которые производят путём заливки металлов в расплавленной форме внутрь специальных литейных форм. Потом идёт застывание, приобретение конкретных очертаний.

Технологическая оснастка при литье

Литейная оснастка – это специальные приспособления, которые применяют для получения необходимых изделий с требуемыми характеристиками. Пример – опоки, стержневые ящики, подмодельные плиты, модели и так далее.

Начнём с моделей. Это наименование приспособлений, с помощью которых получаются отпечатки полости, соответствующие наружным конфигурациям отливки. В форме при сборке устанавливают стержни, которые способствуют образованию отверстий и полостей внутри отливок, иных контуров со сложными габаритами.

Изначально модели делают больше по сравнению с отливкой, чтобы учесть величину линейной усадки, характерной для сплава. Размер припусков учитывают при механической обработке отливок. Припуском называют слой металла, который удаляется при такой работе. Он определяется размерами отливок, видами сплава. По сравнению с боковыми и верхними частями конструкции, припуск для верхних должен быть чуть больше. Это связано с появлением наверху скоплений в виде газовых включений, частичек формовочной смеси, шлаков. Возникают некоторые проблемы при удалении стержневой смеси, спёкшейся внутри, с отверстий небольших размеров. При последующей обработке механическим путём это отрицательно сказывается на стойкости режущего инструмента. Литьём рекомендуют выполнять отверстия, чей диаметр находится в пределах 25-30 мм.

От высоты отливки зависят формовочные уклоны. Их добавляют в модели, чтобы было проще удалить их из формы. Обработке подвергаются поверхности Формы могут быть разрушены при извлечении, если не будет уклонов. А сама формовочная смесь с большой вероятностью просто осыпается.

Знаки – наименование выступающих частей у модели, при помощи которых получают отпечатки знаковых частей у стержней. Главное – отсутствие уклонов и острых углов в местах, где стенки отливок сопрягаются.

Термин галтель применяют по отношению к скругленным внутренним углам. Наружные предполагают применение название «закругления».

Для моделей применяют следующие разновидности материалов:

  • Пластмасса.
  • Металлические сплавы.
  • Древесина.

В случае с деревом используют хорошо просушенную основу, из бука или ясени, сосны. Изделие склеивают из отдельных брусочков, а не из цельного куса, это предотвращает коробление. При этом придерживаются различного направления у волокон, составляющих изделие. Но такие конструкции не могут похвастаться долговечностью.

Чистая рабочая поверхность и высокая точность – главные преимущества металлических аналогов, помимо увеличенного срока службы. В производстве применяют сплавы алюминия, отличающиеся уменьшенной плотностью. Этот материал не окисляется, допускает обработку резанием.

Небольшая масса, защита от коробления, устойчивость к воздействию влаги – главные преимущества моделей из пластмасс. Одно из перспективных направлений – применение вспененного полистирола. Его не требуется вытаскивать из формы перед заливкой, материал газифицируется при выполнении работы.

Для изготовления стержней применяют специальные стержневые ящики. Они обеспечивают увеличенную скорость при извлечении стержня и делают уплотнение смеси равномерным. Отличаются наличием уклонов, что делает их похожими на модели. По конструкции бывают неразъёмными и разъёмными, а материалы в производстве – те же, что и у моделей.

Опоками именуют рамы различной формы, изготовленные из металла. Их главное назначение – использование формовочных смесей для изготовления литейных полуформ. Материалы в производстве применяют следующих разновидностей:

  1. Сталь.
  2. Чугун.
  3. Алюминиевые сплавы.

Собираются из отдельных частей, бывают литыми или сварными. Для уменьшения массы стенки часто делают с дополнительными отверстиями. Это упрощает удаление газов, способствует лучшему скреплению между элементами конструкции. Скобы и другие подобные приспособления служат для скрепления.

О формовочных, стержневых смесях

Литейное производство предполагает широкое применение глинистых и других смесей для получения отливок с разными формами. Есть разовые формы, в которых можно получить только одно изделие за раз. Форма разрушается, когда готовую деталь изымают, выбивают.

Для формовочных и стержневых смесей важно наличие определённых характеристик. Стоит подробнее остановиться на некоторых из них.

Газопроницаемость.

Из-за пористости многие смеси пропускают газы через стенки формы. Расплавленные формы металлов всегда содержат растворённую форму газов, которые выделяются при охлаждении и затвердении. Из самих формовочных материалов при нагревании газы тоже выделяются в большом количестве. Газовые пузыри или раковины как раз появляются в теле изделия, если газопроницаемости недостаточно.

Непригораемость.

При наличии такого свойства смесь способна долгое время выдерживать высокие температуры, не вступая с ними в химические реакции, не оплавляясь. Качество поверхности ухудшается из-за плёнок пригара, в этом случае и дальнейшая обработка поверхности затруднена. Газопроницаемость резко начинает уменьшаться, если материал оплавляется.

Податливость.

Название для способности смеси сокращать свой объём при воздействии усадки металла. Отливка выпускается с напряжениями, если этой характеристики недостаточно. Результат – образование трещин в дальнейшем.

Пластичность.

Сохранение смесью полученной формы, воспринимать очертания модели или стержневого ящика.

Поверхностная прочность или осыпаемость.

То, как смесь сопротивляется истирающему воздействию металлической струи. При недостаточном уровне частицы формовочной смеси отделяются друг от друга, попадают в отливку.

Прочность.

Сохранение формы без разрушения, пока её готовят и обрабатывают. Даже сильные толчки при сборке и транспортировке не должны приводить к быстрому появлению дефектов. Давление заливаемого металла тоже должно сохраняться.

Стержневые и формовочные материалы в равной степени изготавливаются из искусственных, либо натуральных исходников. Основой для большинства смесей служит песок. В большинстве случаев выбирают кварцевую его разновидность, состоящую из кремнезёма. Это огнеупорный, твёрдый и прочный материал. Для мелкого литья используют разновидности мелкозернистых составов. Благодаря этому формовочная смесь может похвастаться газопроницаемостью.

Цирконовый песок, хромит и некоторые другие материалы применяют в изготовлении деталей редко. Это дорогие аналоги, хотя они лучше кварцевого песка в смысле теплопроводности, термохимической устойчивости. Пример назначения таких основ – крупные стальные отливки с чистой поверхностью, когда сохранение определённых характеристик становится особенно важным.

Вторым исходным материалом для формовочных смесей можно назвать глину. Это связующее вещество, способствующее сохранению прочности и пластичности. Широко распространены бентонитовые, каолинитовые разновидности состава. Гидридные оболочки из водных молекул образуются на поверхности глиняных частиц в присутствии влаги. После такой обработки сцепление материала улучшается, обеспечивается лёгкое скольжение. Связующая способность глины становится лучше, если она удерживает больше воды на поверхности, пластичность формовочной смеси в этом случае тоже лучше. Прочность смеси возрастает по мере того, как воду удаляют с поверхности.

В качестве связующих веществ для формовочных смесей может выступать не только глина, но и другие компоненты:

  1. Сульфитно-спиртовая барда.
  2. Декстрин.
  3. Смолы синтетического происхождения.
  4. Жидкое мыло, и так далее.

Такие вещества включают в состав в количестве 1,5-2%. После отвердение занимает гораздо меньше времени.

В песчано-глинистые смеси вводят и другие добавки, чтобы улучшить первоначальные качества. Пример противопригарных материалов для стального литья:

  1. Хромистый железняк.
  2. Пылевидный кварц.

Каменноугольная пыль и мазут применяются в случае с чугунным и цветным литьём. Древесные опилки добавляют для увеличения газопроницаемости, податливости.

Формовочные смеси можно разделить на несколько групп по характеру использования:

  1. Единые.
  2. Наполнительные.
  3. Облицовочные.

Сырыми или сухими они могут быть в зависимости от состояния литейной формы при её изготовлении.

В зависимости от литейного сплава выбирают, какой будет состав у формовочной смеси. Учитывают факторы вроде температуры плавления и усадки, массу и размеры, конфигурацию отливки.

Тонкий слой противопригарных материалов используют для предотвращения пригара, улучшения чистоты поверхности. Припыли применяют в случае с сырыми формами.

Формы для чугунных отливок предполагают применение:

Порошкообразную смесь магниевого оксида.

Древесный уголь.

Бетонит.

Порошкообразный графит.

В случае со стальными отливками основная смесь состоит из других компонентов:

  1. Циркон.
  2. Пылевидный кварц.
  3. Огнеупорная глина.
  4. Оксид магния, другие подобные материалы.

Противопригарные краски актуальны, когда речь идёт о сухих формах. Допустимо добавление водных суспензий материалов, вместе со связующими.

Литниковые системы

При заливке металлов используют так называемую литниковую систему. Это совокупность каналов и резервуаров, по которым сплав попадает в полость формы из ковша. Литниковая система работает, чтобы металл попадал в форму, и процесс был непрерывным. Обеспечиваются и другие этапы работы:

  • Питание отливки, чтобы компенсировать усадку.
  • Защита от дальнейших разрушений в форме.
  • Защита от попаданий внутрь шлака, воздушных струй.

Любая литниковая система состоит из следующих компонентов:

  1. Питатели.
  2. Шлакоулавитель.
  3. Стояк.
  4. Литниковая чаша.

Размывающее действие струи расплава уменьшается благодаря использованию чаши. Эта же часть способствует задержанию всплывающего шлака. Иногда устанавливают фильтры, чтобы повысить эффективность задержания шлаковых включений не только в чашу, но и в другие элементы. Это керамические сетки, либо применяют специальную стеклоткань.

Стояк – это канал с круглым сечением, бывает коническим, либо сужающимся к низу. По нему металл попадает в шлакоулавитель.

Сам шлакоулавитель нужен для задержания шлака и других частиц. Это горизонтальный канал, расположенный в верхней полуформе, обычно трапециевидного сечения.

Суть питателей в том, что это каналы с сечением в виде прямоугольника или трапеции. Они примыкают к шлакоуловителю в нижней части. Назначение деталей – подвод металла непосредственно в полость формы.

Обычное место крепления для шлакоуловителей – нижняя полуформа, они должны при этом сохранять некоторое расстояние до стояка и концов шлакоуловителя. Иначе шлак и другие частицы с большой вероятностью задерживаются внутри. Самое большое сечение у стояка, далее идёт шлакоуловитель, затем питатели.

Каналы для выхода из формы воздуха и газов по-другому называются опорами. Их монтируют над самым высоким местом полости формы, чаще это сторона, противоположная месту, где металл заводят внутрь. Благодаря такой конструкции усадка застывающего материала происходит мгновенно. Полноту заполнения формы металлической частью проще контролировать.

Есть ещё специальные полости, наполненные металлом в жидкой форме. При изготовлении отливок их делают из стали у наиболее массивных частей. Благодаря этой части отливки защищены от рыхлот и усадочных раковин. Сами такие «прибыли» застывают последними, они способствуют бесперебойному процессу заполнения формы жидким металлом.

Ярусная, верхняя и нижняя литниковые системы применяются в зависимости от размеры и форм отливок, состава и свойств литейного сплава. Для мелких деталей с небольшой высотой актуальна верхняя система, она самая простая и доступная. Чем больше высота – тем больше металл размывается струёй, увеличивая процесс разбрызгивания и окисления. Количество неметаллических включений в телах отливок после этого увеличивается.

В случае со средними и толстостенными отливками актуальна нижняя система. Она делает так, что заполнение металлом проходит спокойно. Но конструкция и эксплуатация в этом случае усложняются.

При ярусной системе питания отливок идёт последовательно снизу вверх. Применяется для самых крупных разновидностей отливок. Она сложна в изготовлении, предполагает дополнительный расход металла.

Изготовление литейных форм

Ручное изготовление форм предполагает выполнение действий в следующей последовательности.

Начинают с изготовления нижней полуформы.

На подмодельную доску устанавливают нижнюю половину модели, у которой нет центрирующих шипов. После этого ставят опоку. Разделительным составом покрывают поверхность модели и доски, чтобы смесь и оснастка не прилипали друг к другу. Обычно для этого применяют графит или тальковый порошок, кварцевый песок. 20-30 миллиметровый слой облицовочной смеси тоже наносят на модель, руками вокруг самой модели уплотняют эту же часть. Остальной объём опоки заполняется наполнительной смесью. Трамбовка сначала идёт у стенок опоки, потом переходит к средней части. Линейку применяют для срезания излишков. Отверстия для выхода газов накладывают на расстоянии 10-15 миллиметров от модели, и 40-50 мм друг от друга. Вторая подмодельная доска закрывает заформованную опоку, потом всё переворачивают на 180 градусов.

Изготовление верхней полуформы.

Верхнюю половину модели устанавливают на нижнюю половину, по центрирующим шипам. Следом устанавливают модели шлакоуловителей вместе со стояком и выпорами. Тонким слоем сухого кварцевого песка посыпают поверхность разъёма формы, чтобы защититься от прилипания смеси в нижней опоке к формовочному аналогу. По центрирующим штырям на нижнюю опоку устанавливают верхнюю. Наполнение формовочными смесями идёт так же, как и в случае с верхней частью. Литниковую чашу прорезают гладилкой, когда уплотнение смеси завершено.

Извлечение моделей.

Требуется раскачать модели стояка и выпоров, удалить их из верхней полуформы. Опоку внизу тоже снимают, потом поворачивают на 180 градусов, чтобы разъём находился вверху. Питатели прорезают гладилкой, в плоскости разъёма нижней полуформы. Половину обычных моделей и модель шлакоулавителей тоже удаляют из полуформ, слегка раскачав конструкции. Важно удалить любые дефекты, которые появились в процессе работы. Для удаления возможных засоров всё обдувают сухим влажным воздухом. Молодой древесный уголь или графит применяют для припыливания поверхности.

Сборка литейной формы.

Стержень устанавливают в нижнюю полуформу, когда подобное действие необходимо. Потом сверху идёт верхняя полуформа. Скобами или штырями конструкцию фиксируют, потом на верхнюю полуформу устанавливают груз. Это необходимо, чтобы предотвратить уход металла жидкой формы через разъём во время отливки. Металл заливают в форму, пока не будет заполнен весь объём.

Литьё на основе выплавляемых моделей

Такой способ использовался для литья скульптур ещё много лет назад. В 40-ых годах двадцатого века нашёл применение в сфере машиностроения.

Отличается трудоёмкостью процесса и высокими ценами. Но во многих ситуациях оправдано и применение такой технологии, например:

  1. При отсутствии последующей обработки механического характера.
  2. Если механическая обработка сама слишком сложная и трудоёмкая.
  3. Используются труднообрабатываемые сплавы.

Изготовление отливок по выплавляемым моделям существует большое количество, как и рецептур по модельным и формовочным смесям.

Широкое распространение получила смесь, в которой по 50% стеарина и парафина. Под небольшим давлением в пресс-форму из печи размещают легкоплавкий сплав в расплавленном состоянии. Результат – легкоплавкие модели, сохраняющие точные размеры.

Легкоплавкую модель достают из формы, когда изделие полностью затвердеет. Потом всё собирается в блоки с литниковой системой. Следующий этап – погружение в огнеупорную суспензию, состав которой включает 70% кварцевой муки и 30% гидролизованного раствора этилсиликата с повышенной клейкостью. Блок с моделями посыпают кварцевым песком, потом подвергают сушке. Эти операции повторяют по несколько раз, чтобы в итоге получить конструкцию с толщиной 5-8 миллиметров.

Плавление идёт с помощью горячего воздуха, температура которого составит 120-150 градусов, допустимо применение и холодной воды. В металлический жакет помещают облицованную и просушенную форму, когда речь идёт о крупных разновидностях отливок. Потом всё засыпают песком и уплотняют, либо засыпают металлическими смесями.

Потом идёт прокаливание готовой формы, пока не наберётся температура в 850-900 градусов. При таких условиях выгорают все остатки легкоплавкого металла. Сама форма становится прочной керамической оболочкой.

Расплавленный сплав помещают в форму. Используют центробежные силы, когда возникает необходимость.

Блоки отливок выбивают из опок после того, как металл затвердел. Отдельно отбивают корку из керамики. Для этого отливки выщелачивают в ванне с раствором при 120 градусах. Потом остаётся всё промыть в горячей воде. Многие заводы автоматизируют и механизируют процессы обработки.

Для получения точных отливок в промышленности начали применять следующие технологии:

  • По газифицирующим моделям.

  • По выжигаемым моделям.

  • По размораживаемым.

  • На основе растворяемых.

  • Газофицируемые модели или использование пеномоделей – один из самых перспективных методов.

В этом случае предполагается применение неразъёмных форм. Из них модель не извлекают. Теплота расплавляемого металла и обеспечивает газификацию. Масса итоговых отливок – от 0,2 килограмм до нескольких тонн.

Малой плотностью отличается сам пенополистирол, который применяют в изготовлении деталей. Его разложение происходит при 300-350 градусах. В результате выделяются только пары стирола, обработка идёт даже обычной проволокой и ножами.

Для единичного производства берут пенопластовые модели, проходящие ручную обработку. Пилы, рубанки и станки становятся незаменимыми помощниками в этом процессе. Модели можно изготавливать по частям, чтобы потом соединять их в единое целое.

Вспенивание внутри форм из пластмасса или металла – метод, который применяют в случае с крупносерийным производством. Полистироловые гранулы загружают внутрь формы с полостью, которая напоминает модель по конфигурациям и размерам. Гранулы начинают вспениваться и расширяться при нагревании, спекаются друг с другом. Полость формы заполняется полностью. Модель извлекают из формы после окончания охлаждения.

Для формовки пенопластовых моделях в опоках используют обычные методы. Встряхивающие и вибрационные станки применяют для формовочных смесей.

Форму заливают сплавом, когда производство почти закончено. Модель проходит газификацию. Газы удаляются в выпоры. Отливка образуется на том месте, где раньше была модель.

Изготовление отливок на пенопластовой основе предполагает и другие методы. На завершающих этапах удаление модели предполагает применение таких технологий:

  1. Растворение.
  2. Прокаливание формы.
  3. Электроплавка.
  4. Продувка формы.

Пенопластовые модели легко заменят выплавляемые аналоги.

Применение оболочковых форм

Расплавленный металл свободно заливается в оболочковые формы на основе из термореактивных смесей.

Разновидность способа литья с разовыми песчаными формами. В итоге появляются поверхности с высоким качеством изготовления. В основе смеси – кварцевый песок и смола синтетического происхождения. При 70 градусах фенолформальдегидные смолы начинают растворяться, их температура плавления достигает 120 градусов. Спустя несколько секунд материал переходит к отвердению. При 450 градусах у смолы идёт выгорание. Способы получения оболочковых форм основаны на способностях смол переходит из жидкого состояния к твёрдому необратимому. После заливки модель легко разрушается, освобождая необходимое место.

Литьё в металлические формы или кокиль

Кокилями называют модели, изготовленные из металла. Расплавленные составы свободно растекаются по ним для получения результата.

Чугун, сталь и другие сплавы применяют при изготовлении кокиля чаще всего. Способы такого литья отличаются своими преимуществами:

  1. Большое число заливок, от нескольких десяток до сотен тысяч.
  2. Чем ниже температура заливаемого сплава, тем больше стойкость.
  3. Применение формовочной смеси в этом способе исключено.
  4. Технико-экономические показатели производства улучшаются.
  5. Лучше санитарно-гигиенические условия труда.

Процесс катализации сплава ускоряется благодаря высокой теплопроводности кокиля. Тогда отливки обладают повышенной герметичностью, механические свойства у них тоже повышены.

Допустимо многократно получать отливки разных размеров, ведь металлические формы прочные. Качество поверхности повышается при минимальном физико-химическом взаимодействии между металлом формы и отливки.

Есть и недостатки:

  • Необходимость точного соблюдения технологических требований, иначе возникнет напряжение.
  • Высокая стоимость производства кокилей.
  • Малая стойкость форм.

До 6% от общего числа стальных отливок получают в кокилях. Для серийного и массового производства этот метод отливки будет целесообразным с экономической точки зрения. Изготовление чаще идёт из двух половин, которые в обычном литье соответствуют полуформам. Внешней конфигурации отливки соответствует рабочая полость кокиля. В эту форму устанавливают песчаные стержни, образующие полость с конфигурациями отливки. Каналы литниковой системы выполняют, чтобы заливать кокиль жидким металлом в плоскости разъёма или в стержне. Между полостью кокиля и стержнем пространство полностью заполняют сплавом, в результате чего получаются отливки. Кокиль раскрывают после затвердевания, изнутри выталкивается готовая отливка.

После процессы повторяют.

Кокиль выпускают с одним или нескольким разъёмами, в зависимости от конфигурации отливки. Сами плоскости у разъёма тоже бывают нескольких видов:

  1. Горизонтальные.
  2. Вертикальные.
  3. Комбинированные.

На рабочую поверхность наносят теплоизоляционные покрытия, способствующие достижению следующего результата:

  • Повышение стойкости кокиля.
  • Защита от образования закалённого слоя возле поверхности.
  • Уменьшение скорости охлаждения отливок.
  • Для изготовления теплоизоляции применяют один материал, либо сразу несколько. Патока или жидкое стекло выступают связующими материалами.

Кокиль отличается почти полной газонепроницаемостью. Через выпор и специальные каналы газ удаляется из конструкции. Стандартная глубина каналов составит 0,2-0,5 мм. Жидкий сплав через них не вытекает, зато для удаления именно газов конструкция подходит хорошо.

По сравнению с песчаными формами, такой процесс гораздо легче механизировать и автоматизировать. Однопозиционные и карусельные кокильные машины облегчают механизацию. Машины помогают автоматизировать такие процессы:

  1. Открывание и закрывание кокилей.
  2. Постановка, удаление металлических стержней.
  3. Выталкивание отливок из кокиля.

Технология литья под давлением

Под давлением в этом случае осуществляются такие этапы, как заполнение сплавом и формирование отливок. В массовом производстве тонкостенных изделий технология стала незаменимой. Плюсы:

  • Большая точность размеров у отливок.
  • Высокое качество поверхности.
  • Отсутствие требований по механической обработке.

В час этим методом легко выполнить 200-400 циклов. Формы изготавливаются стальными при литье под давлением. Характерно применение неразъемных стержней, изготовленных из металла. По сравнению с кокилями, формы и конструкция здесь более сложные, поэтому возрастает и стоимость. Песчаные стержни слишком легко разрушаются под воздействием струи металла. Образуется газовая пористость, поскольку газы не успевают удалиться из формы.

Предполагается использование пресс-форм – это сложные приспособления из 30-=100 деталей. С рабочей частью, выполненной из специальных вкладышей. Для образования отверстий в отливке автоматически вставляются и вынимаются металлические стержни.

Камера прессования заполняется сплавом. Полость пресс-формы заполняется металлом во время этого процесса. Отливку выталкивают толкателями, когда конструкция раскрывается.

Машины для литья под давлением – разновидность сложных технических установок. Вот лишь основные детали:

  • Корпус.
  • Направляющие.
  • Гидравлические цилиндры. Последние приводят в движение половины пресс-формы, отвечают за металлические стержни.
  • Те же цилиндры создают давление для прессования металла.

Низкое давление – промежуточный вариант между обработкой под давлением и с использованием кокилей. Электронагреватели применяют для расплавления металла в герметически закрытом тигле. По стальному металлопроводу основные материалы попадают в форму. Давление газа внутри тигля снимают после отвердения, потом идёт удаление отливки.

О центробежном литье

Предполагается свободная заливка во вращающиеся формы. Формирование отливок идёт при воздействии на них центробежных сил. Заливаемый металл отбрасывается к стенкам формы, где всё твердеет, приобретает конечную форму. В промышленности этим способом получают разные изделия.

Для образования полостей цилиндрических отливок стержни в этом способе не используют. Итоговые изделия могут похвастаться высокими механическими свойствами, плотностью. Благодаря этому методу становится проще обрабатывать сплавы с низкой жидкотекучестью.

Центробежное литьё отличается и некоторыми недостатками. Главный – трудность получения качественных отливок, когда речь о ликвирующихся сплавов. Отмечают невозможность выполнения точных размеров отверстий в отливках. Результат зависит от того, сколько внутрь залито металла.

Формы вращаются за счёт воздействия специальных машин, которые называются центробежными. Оси вращения бывают горизонтальными или вертикальными, в зависимости от расположения в пространстве.

Поперечное сечение и равномерная толщина стенок характерны для изделий в случае с горизонтальной осью вращения. Отличный вариант для длинных, трубкообразных изделий. Через желоб металл из ковша заливают в форму. Жидкий металл попадает на внутреннюю стенку вращающейся формы. Вокруг образуется плотная цилиндрическая отливка, которую потом легко удалить изнутри. Центробежные машины предполагают применение только металлических форм.

В случае с вертикальной осью форму закрепляют на шпинделе, а движение идёт за счёт силы электродвигателя. Форма вращается до тех пор, пока отливка не затвердевает, и её не извлекают из внутреннего пространства.

Внутренняя поверхность у осей вращения формы в случае с вертикальным расположением параболическая. Толщина вверху у отливки больше, чем внизу. Высота отливок в результате этого метода остаётся небольшой.

современные и «дедовские» методы в российской промышленности » Главная тема

Два века назад, когда ещё образовывались первые заводы Петербурга, нынешний «Пролетарский завод» — начинал свою историю, и что интересно — именно с литейного производства. В IXX веке, предприятие называлось — «Александровским литейным заводом», и было знаменито своими изделиями. Помимо прочих государственных заказов, на этом предприятии, были отлиты многие Петербургские памятники культуры и искусству, включая знаменитую решётку Летнего сада, не менее знаменитую колесницу славы (на арке генерального штаба) и чугунных львов на проспекте Обуховской Обороны.

В то время, литьё как декоративных изделий — так и деталей машиностроения, осуществлялось способами «в землю» или «в кокиль». Под кокильным литьём понималась заливка в неподвижную металлическую форму — под действием силы тяжести. А под литьем в землю, подразумевается заливка в форму, из специального песчано-глиняного состава. Стоит отметить, что старые технологии литья — устарели, так как требовали проведения трудозатратных работ, на обработку полученных заготовок (удаление литника, обдирка и шлифовка изделия).

Какими технологиями пользуются передовики нашей промышленности ?

Современные промышленники, имея масштабные сталеплавильные производства, конечно, не льют изделия в землю или в кокиль. Крупнейшие литейно-механические и машиностроительные заводы, пользуются технологиями — в зависимости от имеющегося «на борту» оборудования. Давайте рассмотрим несколько предприятий:

— «Череповецкий литейно-механический завод» (ЧЛМЗ) — практикует центробежное литьё.

— Концерн «КамАЗ» многие изделия получает литьём под давлением, эксплуатируя новый комплекс литья под низким давлением (LPM).

— «Балашихинский литейно-механический завод» (БЛМЗ) — как один из флагманов российского литейного производства, пользуется широкой гаммой существующих новых технологий литья. Основными можно назвать: литье по выплавляемым моделям, в уплотняемые и корковые формы, статическое и центробежное, горячее изостатическое прессование.

— Еще несколько предприятий, таких как АО «Кубаньжелдормаш», Петербургский «Ижора – Машиностроительный комплекс», Тольяттинский «АвтоЛитМаш», используют литьё в формы — из холодно-твердеющих смесей (ХТС).

Технология литья в формы ХТС — перед литьём в землю и в кокиль

Многие предприятия в настоящее время пользуются следующими технологиями литья:

  • — В формы ХТС: многоразовые формы из специальных полимерных смол, затвердителей, песка и глины, которые быстро затвердевают без нагрева в печах. Так изготавливают «стержни» для получения полостей в отливках сложной формы.
  • — По газифицированным моделям (технология ЛГМ): материал литейных форм при заливке металла газифицируется. Так получают точные отливки из дорогостоящих и труднообрабатываемых материалов (легированные износостойкие, жаропрочные и марганцовистые стали).
  • — Под давлением: в пресс-формы, быстро заполняемые жидким металлом, при давлениях 7-700 МПа. Этот способ применяется для цветных металлов с низкой температурой плавления (цинк, олово, медь, магний, свинец) и некоторых сталей. Изделия получаются относительно некрупные – массой от граммов до десятков килограммов.

По мнению некоторых специалистов, «традиционный» способ литья в сырые песчано-глинистые формы, считается пережившим века. И приводят плюсы литья в формы ХТС перед литьём в землю и кокиль:

  • — Нет отклонений от размеров получаемой детали, наплывов, литников.
  • — Часть чистовых поверхностей можно получить сразу, то есть трудозатраты и время на финишную обработку в разы снижаются. На те поверхности, которые надо будет обрабатывать, даются маленькие припуски – 2-3 мм, и за счёт этого уменьшается масса самой отливки.
  • — Почти нет литейных раковин и пор.
  • — Короткие сроки изготовления прочной многоразовой оснастки.

Старые методы для мелкосерийных и уникальных деталей

Тем не менее, до сих пор сохранились и заводы с литейными цехами, практикующие старые технологии и гордящиеся своим опытом. Такой опыт передаётся от пожилых специалистов к молодым. Как говорят на производстве ПАО «Пролетарский завод», в литейном деле проблема «что заливать» менее существенна, перед вопросом «куда заливать». На этом заводе, уделяют большое внимание проектированию форм для заливки, и созданию деревянной модельной оснастки. Специалистов, умеющих качественно выполнять эту работу — не много. Если нужно отлить широкую номенклатуру мелкосерийных деталей, для ответственных изделий машиностроения (в том числе, и в рамках гособоронзаказа), иногда требуется изготавливать сложную трудоёмкую литейную форму, ради всего нескольких отливок.

Для чего сохраняются эти, казалось бы, несовременные методы ? Неспециалист в этой области может сделать вывод, что у предприятий, их применяющих, попросту нет денег на модернизацию. Однако, по вышеописанной технологии, изготавливаются рабочие колёса — для конденсатных насосов АЭС, уникальные шнеки — для насосов геотермальных станций, корпусные детали турбокомпрессоров. Предприятие, работающее «по старинке», зачастую лучше других получает отливки из редких сплавов цветных металлов (например, оловянистых и алюминиевых бронз) методом кокильного литья.

Распространённость технологий новых и старых

В настоящее время российские промышленники могут применять как современные технологии литья (ХТС, ЛГМ, ГИП, литьё центробежное и под давлением), так и «старинные» (кокиль, ЛВМ). Для старого способа, зачастую требуется сложное моделирование оснастки (например, деревянной), выполняемое специалистами с уникальным опытом.

Кокильное литьё считается древнерусской технологией, которая возродилась в ХХ веке, на новой научной основе. Технология позволяет выливать изделия — из любых литейных сплавов. А отливаемые детали, могут быть любых размеров, от сковородок — до башен танков.

Применение старых технологий необязательно указывает на устаревание производственных мощностей. Оно бывает связано с заказами деталей — для высокотехнологичных механизмов, в единичном числе или мелкими сериями. Это логичное следствие того, что объёмы современного российского машиностроения в разы меньше, чем 25-30 лет назад, и оно потребляет значительно меньше металла.

Перейти на vk.com и комментировать статью.

Литье в землю — технология литья

Литье в землю – это технология литья в машиностроении, которая используется для единичного или мелкосерийного производства деталей сложной формы из стали, чугуна, других металлов и их сплавов.

ОАО «Машиностроительный завод «Труд» (Новосибирск) является крупнейшим в Новосибирске предприятием, которое оказывает услуги по изготовлению готовой продукции методом литья. Мы производитм изделия в точном соответствии с действующими в нашей стране ГОСТ и международными стандартами качества.

Описание технологии

Литье в землю – это простой и дешевый процесс получения готовых изделий. Теоретически он не имеет ограничений по размеру отливаемой детали. Однако форма может иметь только простую конфигурацию, так как после остывания нужно извлечь готовое изделие из нее.

Суть метода заключается в производстве отливочной формы на основе готового изделия или его макета. Материалом для изготовления форм выступают песчано-глинистые смеси, что и дало название технологии. После изготовления формы в нее заливается расплавленный металл или сплав и оставляется до остывания.

Метод литья в землю применяется для разового или мелкосерийного производства. Таким же образом может быть организовано массовое производство отливок. В большинстве случаев областью применения этого метода литья является получение крупных отливок весом до сотни тонн. Например:

  • Станины станков;
  • Корпуса турбин и т. п.

Так как технология предусматривает точность размеров ниже 14 квалитета и шероховатость выше 0,3 мм, необходима обработка изделий перед их дальнейшим использованием. Для этого применяется металлорежущее оборудование.

Плюсы и минусы технологии

Рассмотрим основные преимущества и недостатки литья в песчано-глинистые формы. К достоинствам технологии можно отнести:

  • Универсальность. С помощью этого метода можно изготавливать детали любых габаритов и разной формы;
  • Использование разных материалов. Этот способ производства позволяет получать готовую продукцию и заготовки из тугоплавких и труднодеформируемых сплавов, углеродистой стали.
  • Дешевизна. Технология литья в землю имеет низкую себестоимость, что позволяет получать дешевые детали. Это особенно важно в рамках единичного или мелкосерийного производства, при изготовлении опытных экземпляров.
  • Быстрота. С момента разработки модели до момента получения готовых изделий проходит минимальное количество времени, что важно для опытных производств.

К минусам этого способа литья можно отнести только невозможность получения тонкостенных деталей и необходимость последующей обработки изделий на металлорежущих станках.

Для оформления заявки на литье в песчано-глинистые формы свяжитесь с нашими менеджерами по указанному телефону или воспользуйтесь формой на сайте. Специалисты компании предоставят необходимые консультации, помогут решить организационные вопросы и оформить техническое задание на литье.

Технология литейного производства

Задача литейного производства – получение так называемых отливок (литые элементы из металлов). Суть состоит в заливке расплавленного до жидкого состояния сплава в специальную форму. Литьё – один из старейших способов изготовления металлических предметов. Вначале они изготавливались из меди и бронзы, затем был освоен чугун, а ещё позже – сталь и различные сплавы металлов.

В литейном производстве основными процессами являются: плавка; создание форм; заливка; охлаждение; выбивка; очистка; обрубка отливок; термическая обработка; контроль качества.

Литьё в кокиль

Литье выжиманием

Литьё по выплавляемым моделям

Литьё под давлением

Литьё под регулируемым давлением

Непрерывное литье

Центробежное литьё

Электрошлаковое литьё

 

Литьё получило широкое применение в разных отраслях производства, но наибольшее распространение этого метода для получения деталей наблюдается в приборостроении и машиностроении. Технология отлива позволяет изготовить металлический элемент даже самой сложной формы. При этом результат будет обладать высокими эксплуатационными качествами и минимальными припусками на обработку методом резания.

Производство машин постоянно развивается и совершенствуется. Среди главных направлений можно отметить:

• разработка новых технологических процессов;

• расширение уже известных методов производства;

• создание новых производственных машин и агрегатов;

• снижение расходов энергии и материалов;

• уменьшение трудозатрат с одновременным повышением производительности;

• улучшение условий труда;

• достижение минимально возможного воздействия на экологию.

Все эти направления призваны увеличить качество и эффективность производства. При изготовлении литых элементов для машин и приборов зачастую обращаются к специальным технологиям литья, в зависимости от типа плавки: в кокиль, керамические формы, центробежное литьё, под давлением, электрошлаковое литьё. Цель данных технологий – увеличить точность отлива и получить совершенно ровную поверхность, которая, в идеале, не потребует дальнейшей обработки. Также данные методы призваны получить конечный результат с высокими технологическими характеристиками.

Если сравнивать описанные выше методы литья с классическим литьём в песчаные формы, то у современных технологий имеется ряд сильных преимуществ:

1. Уменьшается вредное воздействие на экологию.

2. Улучшаются условия труда работников.

3. Снижается расход материалов и энергии.

4. Уменьшаются трудовые затраты.

Данные способы получения отливок применяются на высокотехнологичных производствах, где имеются автоматизированные или автоматические линии. Благодаря этому производственное оборудование и технологические процессы постоянно совершенствуются, а сфера использования новых методов для получения деталей в машиностроении и приборостроении расширяется.

Технологичность конструкции литейной детали

Технологичность конструкции детали – это главный аспект, на который необходимо обратить внимание при организации литейного производства. Конструкция изделия или составная её часть считается технологичной, если она обеспечивает заданные эксплуатационные свойства продукции. Кроме того, к технологичности относится вопрос серийного производства с минимальными издержками.

В идеале конструкция технологичной детали должна с одной стороны обладать совершенной формой, а с другой быть простой по компоновке. Также необходимо обеспечить лёгкое извлечение готового продукта из литейной формы, для этого в конструкции нужно свести на минимум стержни, отъёмные элементы, разъёмы и прочие сложные части. Если же будут наблюдаться отклонения и дефекты при изготовлении детали, нужно будет вносить изменения в её конструкцию.

 

 

 

Литье: технология :: Литье: прошлое, настоящее и будущее

Самая древняя технология

Литьё в песчаные формы начали применять, по свидетельству археологов, более 5000 лет назад. Не удивительно, что со временем люди достигли значительных успехов в этом процессе металлообработки. К примеру, еще в VIII веке н.э. в Японии этим способом была получена отливка статуи Будды массой свыше 250 тонн для храма Тодайдзи.

До 75-80% по массе получаемых в мире отливок производят с использованием этого вида литья. Прежде всего изготовляется литейная модель, копирующая будущую деталь. Раньше ее делали из дерева или металла, сейчас все чаще используются пластиковые модели, получаемые различными способами, в том числе набирающим популярность методом быстрого прототипирования. Модель засыпается песком или формовочной смесью из песка и связующего, заполняющей пространство между нею и двумя открытыми ящиками-опоками. Отверстия в детали образуют с помощью размещённых в форме литейных песчаных стержней, копирующих форму будущего отверстия. Насыпанная в опоки смесь уплотняется встряхиванием, прессованием или же затвердевает химическим твердением при введении в эту смесь материалов связующего и отвердителя. Образовавшиеся полости формы заливаются расплавом металла через литники. После остывания форму разбивают и извлекают отливку. После чего отделяют литниковую систему и подвергают отливку механической обработке.

Еще один довольно старый, но нестареющий способ – литье в кокиль. Это более качественный способ. Изготавливается разборная форма, чаще всего металлическая, получившая название кокиль, в которую производится литьё. После отверждения кокиль раскрывается, и из него извлекается изделие, причем кокиль можно использовать для отливки такой же детали многократно. Как и при литье в песчаные формы, при литье в кокиль заполнение формы жидким сплавом и его затвердевание происходят только под действием силы тяжести. Основные операции этого способа литья – очистка кокиля от остатков разделительного слоя, прогрев его до 200—300°С, покрытие рабочей полости новым слоем, установка стержней, сборка частей кокиля, заливка металла, охлаждение и удаление полученной отливки. Процесс кристаллизации сплава при литье в кокиль происходит быстрее, что способствует получению качественных отливок с более плотным и мелкозернистым строением, имеющих высокие физико-механические свойства. Правда, например, отливки из чугуна из-за образующихся на поверхности карбидов требуют последующего отжига. При многократном использовании форма или кокиль теряет изначальные геометрические размеры, коробится, и полученные отливки становятся менее точными и поэтому требующими последующей механической доработки.

Две приведенных выше технологии литья являются самыми популярными, тем не менее они имеют серьезный недостаток –это трудоемкость подготовки литейных форм и недостаток точности получаемых отливок.

Современные альтернативы традиционным технологиям литья в машиностроении

Литье под давлением занимает одно из ведущих мест в литейном производстве цветных металлов, достаточно сказать, что производство отливок из алюминиевых сплавов в различных странах составляет по массе 30—50% общего выпуска продукции литейного производства. Кроме того, литье под давлением применяют для отливки из цинковых и магниевых сплавов. Этим способом изготавливают литые заготовки самой различной конфигурации массой от нескольких граммов до нескольких десятков килограммов.

Можно отметить следующие положительные стороны процесса литья:

  • Высокая производительность и автоматизация производства, наряду с низкой трудоёмкостью на изготовление одной отливки, делает процесс ЛПД наиболее оптимальным в условиях массового и крупносерийного производств.
  • Минимальные припуски на мехобработку или не требующие оной, минимальная шероховатость необрабатываемых поверхностей и точность размеров, позволяющая добиваться допусков до ±0,075 мм на сторону.
  • Чёткость получаемого рельефа, позволяющая получать отливки с минимальной толщиной стенки до 0,6 мм, а также литые резьбовые профили.
  • Чистота поверхности на необрабатываемых поверхностях позволяет придать отливке товарный эстетический вид.

Тем не менее современная промышленность требует новых способов получения металлических заготовок, которые бы сочетали в себе универсальность, точность и простоту, невысокую капиталоемкость литейного цеха и гибкость технологии как для разового, так и серийного литья. Литье по газифицируемым моделям, как вариант древнего, появившегося еще в 3 тысячелетии до нашей эры на Кавказе литья по выплавляемым моделям, является технологией, быстро набирающей популярность в машиностроении вследствие получаемого качества фасонных отливок, экономичности, экологичности и высокой культуры производства. Об этом свидетельствует мировая практика – в 2007 году производство превысило 1,5 млн т/год.

На вопросы редактора журнала «Оборудование Разработки Технологии» о современных способах производства металлических деталей согласился ответить старший научный сотрудник Физико-технологического института металлов и сплавов НАН Украины, кандидат технических наук Владимир Степанович Дорошенко ([email protected]).

Александр Горбунов, главный редактор журнала «Оборудование Разработки Технологии» (А.Г.): Владимир Степанович, с чем связан интерес к технологии литья по газифицируемым моделям (лГМ)?

Владимир Дорошенко (В.Д.): Низкие затраты на материалы (всего 4 вида, не применяются связующие для песка), экономит на тонне литья не менее 100 долл. США, а размещение отли- вок по всему объему контейнера дает выход годного до 70…85% и экономию по шихте металла до 250 кг, по электроэнергии 100…150 кВт.ч, по массе литья на 10…15% по сравнению с традиционной опочной формовкой. Особенно существенная экономия при литье сложных отливок из износостойких сталей (шнеки для машин производства кирпича, била, молотки и детали дробилок), т. к. резко снижаются затраты на механообработку. А также льют без ограничений колеса, звездочки, корпуса, радиаторы, сантехнику, головки и блоки цилиндров. Например, с помощью этой технологии отливают блоки автомобильных двигателей объемом 1,2 и 1,3 л, получаемый блок легче аналога, произведенного традиционным способом, на 5 кг. Большинство крупнейших авто- производителей Европы, Азии и Америки ежегодно используют в про- изводимых автомобилях несколько сотен тысяч тонн точных отливок, получае- мых в песчаных формах по разовым моделям из пенопласта по технологии, называемой литьем по газифицируемым моделям (ЛГМ). General Motors, Ford Motors, BMW, Fiat, VW, Renualt и ряд других фирм, по данным Рыбакова С. А., полностью перешли в 1980-90-х годах на изготовление способом ЛГМ отливок блоков цилиндров, головок блока, впускных и выпускных коллекторов, коленвалов для наиболее массовых типов двигателей.

А.Г.: По мнению экспертов, технология литья по газифицируемым моделям является более «чистой» для окружающей среды, по сравнению с традиционными технологиями. Насколько это соответствует реальности?

Владимир Дорошенко (В.Д.): Экологической безопасности ЛГМ- процесса способствует исключение из песка связующих веществ и большого объема формовочных и стержневых песчаных смесей, а также их транспортировки и выбивки отливок. В России для традиционных форм со связующим до 5 т отработанной смеси идет в отвал на 1 т литья. Например, 1 куб. м пенопо- листирола модели весит 25 кг. Если он замещается 7 т жидкого чугуна, то при этом на 1 т литья расходуется 25/7=3,6 кг полимера. А в формах из смоляных холодно-твердеющих смесей при потреблении 3% связующего вещества на 3 т смеси, которая (минимум) требуется для 1 т литья, расход связующего полимера составляет не менее 0,03х3000=90 кг, что в 90/3,6=25 раз больше. При ЛГМ песчаные формы вакуумируют с остаточным давлением пол-атмосферы (50 кПа), своего рода местная вентиляция, заведенная в песчаную среду формы. Львиная доля получаемых при заливке газов уходит через систему очистки за пределы цеха, однако после отключения вакуума над остывающими формами, как при любом литье в песчаные формы, следует устанавливать местную вентиляцию. Сухой песок для форм используют многократно с обновлением свежим песком до 5% на оборот, линии охлаждения-очистки песка выносят за пределы цеха (сухой песок зимой не смерзается), где чаще всего в системе пневмотранспорта песок охлаждают, частично обеспыливают и самотеком из бункеров подают в цех на формовку.

А.Г.: Бурное развитие высоких технологий предлагает неожиданные решения для казалось бы классических, незаменимых промышленных способов производства из- делий. Несколько лет назад показалось фантастическим само предположение, например, о возможности «напечатать изделие из металла». В прошлом году стало известно, что инженеры из техасской компании впервые в мире «напечатали» настоящий работоспособный металлический пистолет. Они сделали это для демонстрации возможностей современной промышленной технологии 3D-печати и хотя, по их словам, не ставят цель сделать технологию доступной в каждом доме, считают, что рано или поздно это неизбежно произойдёт. Владимир Степанович, что вы можете сказать об этом направлении?

Владимир Дорошенко (В.Д.): Для литья в песчаные формы сегодня ближе «фантастика» оптимизации отливок с помощью компьютерных программ для изготовления их способом ЛГМ или «печатания из металла». На рис. 1 показаны примеры компьютерной оптимизации конструкции отливок, взятые из открытых источников Интернета. На рис. 1а в верхней части фото – серийные отливки, ниже – варианты конструкций отливок, «предложенные» компьютером, большинство из них «работают» в подвижных конструкциях. На рис. 1б показаны варианты конструкции отливки и элементы технологии ее «печатания» как послойного наращивания. На рис. 1в – в каждой паре изображений слева – серийная отливка, рядом – конструкция отливки, оптимизированная компьютером, исходя из требований к ее использованию. Видно, как традиционные монолитные конструкции компьютером «превращаются» в изящные каркасно-ячеистые как наглядные примеры металлосбережения. Такие выставочные образцы ажурных конструкций сегодня и в ближайшие десятилетия будет дорого «печатать из металла», но несложно выполнить способом ЛГМ, применяя 3D-фрезеры, широко распространенные сегодня.

А.Г.: Изделия, изготовленные с помощью порошковой металлургии, используются в автомобильной и аэрокосмической промышленности, эта технология применяется в производстве электроинструментов и бытовой техники. В промышленных 3D-принтерах для выращивания изделий из порошков для послойного лазерного спекания металлического порошка используется твердотельный или CO2-лазер. Владимир Степанович, какие преимущества и недостатки, по вашему мнению, отличают подобные технологии от литейных способов производства металлических изделий? Насколько они конкурентоспособны?

(В.Д.): Сегодня металлоизделия, полученные на 3D-принтерах, не менее чем на 2 порядка дороже традиционных отливок. Убедительнее увидеть, чем описывать такие изделия, показанные ниже уникальные экземпляры международных выставок, доступные в Интернете. Однако получать показанные на рис. 2 металлоизделия значительно дешевле (по традиционной цене отливок) способом ЛГМ, применяя не 3D-принтеры, а 3D-фрезеры для вырезания моделей из пенополистирола. На рис. 3 показаны такие модели из пенополистирола, полученные как в нашем институте, так и за рубежом. Пример крупногабаритных пенополистироловых моделей для художественного литья показан на рис. 4а, на заднем плане видны детали 3D-фрезера. По таким моделям отлит из алюминия коллаж «граффити» (рис. 4б) как многометровое архитектурное украшение многоквартирного дома в элитном квартале Нью-Йорка (проект Herzog & de Meuron, 2006). Сборный коллаж вдоль лицевой стороны дома состоит из десятков отливок (включая несколько ворот), спроектированных с помощью компьютерных технологий с выполнением толщин стенок, оптимальных для процесса литья.

А.Г.: Какое влияние, по вашему мнению, оказывают современные разработки в области высоких технологий, например нанотехнологии, на развитие серийного производства металлических изделий, в том числе и на технологии литья?

(В.Д.): Такими нанотехнологиями кристаллизации отливок, частично или полностью состоящих из аморфной структуры со свойствами, «скачкообразно» превышающими традиционные кристаллические сплавы, занимается одна из научных школ в нашем институте. Однако эти технологии касаются сплавов с добавками циркония и пока относятся к специальным производствам металлических изделий преимущественно из цветных металлов. Запатентована в России также наша технология получения сверхтонкостенной ленты, фольги или оболочковых отливок с изменениями структуры на наноразмерном уровне, в ряде отечественных и зарубежных журналов эта технология названа «литье вакуумным присасыванием» на вакуумируемых валках с песчаной облицовкой или литейной форме. Например, по этой технологии металл с химическим составом чугуна можно получать близким по свойствам низкоуглеродистых сталей и сворачивать из него ленту в рулон.

А.Г.: Владимир Степанович, как вы оцениваете перспективы развития литейных процессов в машиностроении с учетом постоянно растущих промышленных требований относительно снижения энергопотребления при производстве продукции?

(В.Д.): Ресурсосбережение и конкуренция технологий в поставленных на рынок продукции и услугах – главный показатель соревнования экономик стран и предприятий. Философы говорят о начале эпохи конструктивизма, не сама наука, а сколько ее в твоей продукции, не то, о чем мечтаешь и знаешь, а мечты, воплощенные в конструкциях (в металле), дают потребительскую ценность производителю. Глобальное соревнование в конструировании и воплощении в жизнь новой продукции, услуг, миропонимания и миропреобразования. Если сегодня килограмм черного металла (в толстостенном прокате, чушке, ломе) стоит порядка $0,5, то килограмм изделий из металла в автомобиле, тракторе или танке стоит уже $50- 100, а в самолете — $1500…2000. Замена экспорта продукции металлургии на экспорт машин и механизмов — это один из шагов перевода сырьевой экономики в высокотехнологичную, в которой экономическая конкуренция все в большей степени определяется конкуренцией научно-технической. При этом использование технических инноваций служит решающим фактором экономического и социального развития, усиления роли в глобальном разделении труда и экономической безопасности.

А.Г.: Какими вы видите перспективы развития в области процессов литья?

(В.Д.): Современное литейное производство, прежде всего, ориентируется на снижение металлоемкости и повышение точности изделий по принципу «продавать минимум сырья – максимум добавленной стоимости». В частности, опережающими темпами развивается растущий сектор процессов литья по разовым моделям, среди которых литье по газифицируемым моделям (ЛГМ) относится к наиболее перспективным технологиям с моделями из пенополистирола как недорогого легкообрабатываемого материала. Экологическое направление в на- шем институте связано с совершенствованием литья в вакуумируемые песчаные формы и литьем по моделям изо льда как материала, саморазру- шающегося после выполнения своих функций. Ледяная модель «переносит» геометрию отливки – формирует полость песчаной формы, затем тает и фильтрующимися в песок продуктами таяния упрочняет песчаную форму. Идеальными будут модель как стеклянная елочная игрушка, а оболочковая литейная форма – как из яичной скорлупы. Известны запатентованные в США в 2000 г. 3D-принтеры для намораживания ледяных моделей.

3D-технологии и компьютеризация процессов находят все большее применение. Когда я смотрю фильмы или рисунки с фантастическими трансформерами, роботами, космическими кораблями, дронами, оружием, сразу с восхищением тонкостенными элегантными конструкциями возникает мысль «а сколько ж на них литья!». Непочатый край работы литейщику! Например, в нашем институте запатентованы 3D-деформирование изделий из сыпучих материалов и 3D-способ послойной песчаной формовки.

Кроме того, быстро развиваются непрерывное литье, непрерывное циклирование и регенерация формовочных материалов, имеем патент России на непрерывную песчаную вакуумную формовку. Перспективно литье металлоизделий по аналогам конструкций живой и неживой природы, наследуя структуры от микромира до строения галактик. Отобранные эволюцией конструкции живого, строение вещества на уровне атомов и молекул часто связано с математическим их описанием, что сегодня подвластно современному компьютеру для перевода в чертежи отливок.

Литье в песчаные формы

Технология | Особенности | Возможности

Литье в песчаные формы — это технический процесс создания отливок, заключающийся в наполнении литьевой формы расплавленным металлом и последующей обработке готовых изделий. Существует немало разновидностей литья: литье в песчаные формы, литье в кокиль, литье по выплавляемым моделям, литье под давлением и др. Но одной из наиболее актуальных является технология литья в песчаные формы.

Данная технология сегодня считается одним из самых распространенных методов создания отливок. Для литья в песчаные формы пригодны любые литейные материалы.

Технология

Литье в песчаные формы является традиционной производственной технологией. Формы, используемые для создания отливок, создаются из кварцевого песка или глины с примесью связующих компонентов. Производство форм осуществляется через воссоздание моделей из металла или других веществ, что дает возможность получать отливки сложной геометрии. После затвердевания отливки песчаная форма разрушается, а песочные стержни вымываются или вытряхиваются. Обычно технология литья в песчаные формы играет в серийном производстве не первостепенную роль. Главенствующей сферой применения остается изготовление прототипов и небольших серий изделий. Процесс литья в песчаные формы осуществляется посредством литья форм под низким давлением.

Особенности

Суть технологии литья в песочные формы сводится к созданию деталей путем вливания расплавленного металла в одноразовую форму, изготовленную из формовочной смеси на основе песка. Технологический процесс создания отливок состоит из цепочки действий, обязательных для изготовления литьевой формы и ее сборки.

Производство литейных форм называется формовкой, и задействует несколько необходимых элементов:

1. Формовочная смесь, необходимая для создания литейной формы. Как правило, это кварцевый песок и глинистая или смолистая субстанция, имеющая повышенную термическую стойкость. При изготовлении литьевой формы влажную формовочную смесь для поддержания ей необходимой формы уплотняют методами сжатия или встряхивания.

2. Литейная опока, или формовочный контейнер. Служит для фиксации формосмеси в процессе ее перевозки и заливки металлом. При литье в песчаные формы в стенках опоки сделаны отверстия, служащие для облегчения просушки и выпуска газов в процессе заливки металлом.

3. Литейная модель. С ее помощью при литье в песчаные формы создают полости с формами и размером, соответствующим конструкции создаваемой отливки.

Технические возможности

Методом литья в песчаные формы создают различные конфигурации отливок массой от 1 грамма до 200 тонн и более, длиной от 1 сантиметра до 20 метров. Толщина стенок при этом составляет 0,5 мм до полуметра (корпуса и крышки редукторов, зубчатые колеса, станины станков, станины прокатных станов, турбинные лопатки и т.д.). Отливки можно получить из черных сплавов (чугунов, сталей) и цветных сплавов (алюминий, магний, медь, цинк, титан и др.). Разные сплавы имеют присущие только им литейные свойства, характеризующиеся определенными параметрами, такими как:

1. Жидкотекучесть, т.е. способность металлов, будучи в расплавленном состоянии, протекать по каналам литьевой формы, наполнять ее полости и детально воспроизводить контуры отливки.

2. Усадка. Возможность сплавов для литья в песчаные формы снижать габариты при охлаждении и отвердевании. Процесс усадки в отливах протекает с момента попадания жидкого металла в форму вплоть до его полного остывания.

Globatek.3D — официальный дилер в России лучших производителей трехмерного и литейного оборудования. Компания представляет всемирно известные бренды: 3DSystems, SLM Solutions, Realizer, Artec, Creaform, Solutionix. Оборудование этих производителей надежно служит в самых разных сферах человеческой деятельности: от медицинских лабораторий до промышленного производства.

Globatek.3D обеспечивает доставку, настройку и эффективную работу техники. Если вам нужна консультация в выборе 3D-принтера, позвоните по номеру +7 (495) 646-15-33, и наши специалисты ответят на все ваши вопросы.

 

Различные типы процессов литья, используемые в производстве

Изображение предоставлено: Funtay/Shutterstock.com

Производство отливок — это процесс, при котором жидкий материал, например расплавленный металл, заливают в полость специально разработанной формы и дают ему затвердеть. После затвердевания заготовка вынимается из формы для проведения различных отделочных обработок или для использования в качестве конечного продукта. Методы литья обычно используются для создания сложных сплошных и полых форм, а литые изделия используются в самых разных областях, включая автомобильные компоненты, детали аэрокосмической промышленности и т. д.

Различные типы литья и процесс литья

Хотя литье является одной из старейших известных производственных технологий, современные достижения в технологии литья привели к появлению широкого спектра специализированных методов литья. Процессы горячего формования, такие как литье под давлением, литье по выплавляемым моделям, гипсовое литье и литье в песчаные формы, обеспечивают свои уникальные производственные преимущества. Сравнение преимуществ и недостатков распространенных типов процессов литья может помочь в выборе метода, наиболее подходящего для данного производственного цикла.

Литье в песчаные формы

Литье в песчаные формы обычно основано на материалах на основе кремнезема, таких как синтетический или природный песок. Литейный песок обычно состоит из тонко измельченных сферических зерен, которые могут быть плотно упакованы в гладкую формовочную поверхность. Отливка спроектирована так, чтобы снизить вероятность разрыва, растрескивания или других дефектов за счет обеспечения умеренной степени гибкости и усадки на этапе охлаждения процесса. Песок также можно укрепить добавлением глины, которая помогает частицам сцепляться более плотно.Автомобильные изделия, такие как блоки цилиндров, изготавливаются методом литья в песчаные формы.

Литье в песчаные формы включает в себя несколько этапов, включая изготовление моделей, формование, плавление и заливку, а также очистку. Узор — это форма, вокруг которой набивается песок, обычно состоящая из двух частей: верха и волока. После того, как песок достаточно уплотнится, чтобы воспроизвести рисунок, накидка снимается, а рисунок извлекается. Затем устанавливаются любые дополнительные вставки, называемые стержневыми ящиками, и заменяется верхняя часть. После заливки и затвердевания металла отливку снимают, обрезают стояки и литники, использовавшиеся в процессе заливки, и очищают от налипшего песка и окалины.

Основные преимущества литья в песчаные формы как процесса литья включают:

  • Относительно низкие производственные затраты, особенно при небольших тиражах.
  • Возможность изготовления крупных компонентов.
  • Емкость для литья черных и цветных металлов.
  • Низкая стоимость инструментов для постлитья.

Несмотря на свои преимущества, литье в песчаные формы обеспечивает более низкую степень точности, чем альтернативные методы, и могут возникнуть трудности с литьем в песчаные формы компонентов заданного размера и веса.Кроме того, этот процесс имеет тенденцию давать продукты со сравнительно шероховатой поверхностью.

Вы можете использовать платформу поиска поставщиков Thomas, чтобы найти компании по литью в песчаные формы для ваших нужд.

Литье по выплавляемым моделям

При литье по выплавляемым моделям или выплавляемым моделям для каждой отливки используется одноразовая восковая модель. Воск впрыскивается непосредственно в форму, удаляется, затем покрывается огнеупорным материалом и связующим, обычно в несколько этапов для создания толстой оболочки.Несколько моделей собраны на общих литниках. После того, как ракушки затвердеют, узоры переворачивают и нагревают в печах для удаления воска. Затем расплавленный металл заливают в оставшиеся оболочки, где он затвердевает, принимая форму восковых фигур. Огнеупорная оболочка отламывается, открывая готовую отливку. Литье по выплавляемым моделям часто используется для изготовления деталей для автомобильной, энергетической и аэрокосмической промышленности, таких как лопатки турбин. Некоторые из основных преимуществ и недостатков литья по выплавляемым моделям включают:

  • Высокая степень точности и точность размеров.
  • Возможность создания тонкостенных деталей сложной геометрии.
  • Емкость для литья как черных, так и цветных металлов.
  • Относительно высокое качество обработки поверхности и детализации конечных компонентов.

Несмотря на высокую точность, литье по выплавляемым моделям, как правило, дороже, чем другие сопоставимые методы литья, и, как правило, рентабельно только тогда, когда нельзя использовать литье из песка или гипса. Тем не менее, затраты иногда могут быть компенсированы за счет снижения затрат на механическую обработку и оснастку благодаря качественным результатам обработки поверхности отливок по выплавляемым моделям.

Вы можете использовать платформу поиска поставщиков Thomas, чтобы найти компании по литью по выплавляемым моделям для ваших нужд.

Гипсовая отливка

Литье гипса аналогично процессу литья в песчаные формы, в котором вместо песка используется смесь гипса, укрепляющего состава и воды. Гипсовый узор обычно покрывают антиадгезивным составом, чтобы предотвратить его прилипание к форме, а гипс способен заполнить любые зазоры вокруг формы. После того, как гипсовый материал был использован для отливки детали, он обычно трескается или образует дефекты, что требует замены его свежим материалом.К преимуществам гипсового литья относятся:

  • Очень гладкая поверхность.
  • Возможность отливки сложных форм с тонкими стенками.
  • Способность формовать большие детали с меньшими затратами, чем другие процессы, такие как литье по выплавляемым моделям.
  • Более высокая степень точности размеров, чем у литья в песчаные формы.

Этот процесс, как правило, дороже, чем большинство операций литья в песчаные формы, и может потребовать частой замены гипсового формовочного материала.Обычно это более эффективно и экономично, когда качество отделки поверхности является важным требованием. Его применение обычно ограничивается литьем сплавов на основе алюминия и меди.

Вы можете использовать платформу поиска поставщиков Thomas, чтобы найти компании по гипсовому литью для ваших нужд.

Литье под давлением (процесс литья металла)

Литье под давлением — это метод формования материалов под высоким давлением, который обычно включает цветные металлы и сплавы, например, цинк, олово, медь и алюминий.Многоразовая пресс-форма покрыта смазкой, которая помогает регулировать температуру пресс-формы и облегчает выброс компонентов. Затем расплавленный металл впрыскивается в пресс-форму под высоким давлением, которое остается непрерывным до тех пор, пока заготовка не затвердеет. Эта вставка под давлением происходит быстро, предотвращая затвердевание любого сегмента материала перед отливкой. После завершения процесса деталь вынимают из пресс-формы и удаляют любой брак. К основным преимуществам литья под давлением относятся:

  • Жесткие допуски по размеру и форме.
  • Высокая стабильность размеров компонентов и однородная конструкция.
  • Снижение потребности в механической обработке после литья.

Несмотря на свои преимущества, литье под давлением как процесс литья металла требует относительно высоких затрат на инструмент, что делает его более рентабельным при больших объемах производства. Также может быть сложно обеспечить механические свойства литого под давлением компонента, а это означает, что эти продукты обычно не функционируют как конструкционные детали. Поскольку формы обычно состоят из двух частей, литье под давлением ограничивается изделиями, которые можно извлечь из формы, не разрушая форму, как это делается в других процессах литья.

Для получения дополнительной информации о литье под давлением вы можете ознакомиться с нашим руководством по типам литья под давлением, в котором подробно рассматриваются различные типы, сплавы и рекомендации по выбору конкретной комбинации процесса/сплава.

Центробежное литье

Центробежное литье используется для производства длинных цилиндрических деталей, таких как чугунные трубы, за счет перегрузки, создаваемой во вращающейся форме. Расплавленный металл, введенный в форму, разбрызгивается по внутренней поверхности формы, в результате чего получается отливка без пустот.Первоначально изобретенный как процесс де Лаво с использованием форм с водяным охлаждением, этот метод применяется к симметричным деталям, таким как канализационные трубы и большие стволы орудий, и имеет то преимущество, что для изготовления деталей используется минимальное количество стояков. Для асимметричных деталей, которые нельзя вращать вокруг собственных осей, используется вариант центробежного литья, называемый литьем под давлением, когда несколько деталей располагаются вокруг общего литника и вращают формы вокруг этой оси. Аналогичная идея применяется к отливке очень больших зубчатых колец и т. д.В зависимости от отливаемого материала могут использоваться металлические или песчаные формы.

Литье в постоянную форму

Литье в постоянные формы имеет сходство с литьем под давлением и центробежным литьем, особенно в использовании многоразовых форм. Они могут быть изготовлены из стали, графита и т. д. и обычно используются для литья таких материалов, как свинец, цинк, алюминиевые и магниевые сплавы, некоторые бронзы и чугун. Это процесс низкого давления, при котором заливка обычно выполняется вручную с использованием нескольких форм на поворотном столе.По мере того как формы проходят через различные станции, они последовательно покрываются, закрываются, заполняются, открываются и опорожняются. Один из таких методов известен как литье из шлама, при котором форма заполняется, но опорожняется до того, как металл полностью затвердеет. Расплавленный металл выливается из отливки для получения полой литой оболочки. Похожая идея используется при формовании полых шоколадных изделий, таких как пасхальные кролики. Использование металлических форм вызывает более быструю передачу тепла через форму, позволяя оболочке затвердевать, в то время как ядро ​​остается жидким.

Резюме

В этой статье представлено краткое обсуждение различных типов процессов литья. Для получения дополнительной информации о сопутствующих продуктах или процессах обратитесь к другим нашим руководствам или посетите платформу поиска поставщиков Thomas, чтобы найти потенциальные источники поставок или просмотреть подробную информацию о конкретных продуктах.

Другие изделия для литья

Прочие «Типы» изделий

Больше из Изготовление и изготовление на заказ

Процесс литья – обзор

Процесс

Используются различные процессы литья.Они имеют тенденцию перекрываться и могут быть идентифицированы другими методами обработки. Примером может служить литье под давлением жидкости, которое можно определить как литье под давлением (глава 4) или реактивное литье под давлением (глава 12). Много десятилетий назад процесс реактивного литья под давлением первоначально назывался литьем под давлением из жидкости.

В некоторых случаях в процессе литья происходит химическая реакция, которая превращает мономер с низкой молекулярной массой в термопласт с высокой молекулярной массой (главы 1 и 2).Наиболее распространенными примерами являются акрил и нейлон. В других случаях полимеризация и сшивание происходят одновременно в процессе литья, что приводит к термореактивности. Примеры включают полиуретановые смолы (PUR), ненасыщенные полиэфирные пластики (UP), эпоксидные пластики (EP) и силиконовые пластики (Si).

Системы экзотермического отверждения могут использоваться при обработке при комнатной температуре путем добавления к пластмассе добавок и/или промоторов. Они используются для обеспечения необходимого тепла посредством химических реакций.Эту реакцию необходимо контролировать, чтобы не произошло перегрева, особенно больших деталей, которые могут быть повреждены, например, пустоты и не соответствующие требованиям по размерам.

В дополнение к обычному процессу литья жидких материалов используются и другие процессы, в том числе литье по выплавляемым моделям, которое появилось много веков назад. Ранние египтяне разработали литье по выплавляемым моделям для изготовления украшений, при котором скульптурный воск погружали в керамический раствор, затем сушили и нагревали для удаления воска. В свою очередь, в керамическую полость поступает расплавленный металл для формирования желаемой готовой детали.Этот метод продолжал использоваться с модификациями, которые первоначально привели к литью различных материалов, включая пластик. Появились и другие системы, такие как так называемый выплавляемый воск или растворимый стержневой воск. Позже стали использовать легкоплавкие эвтектические сплавы, обеспечивающие высокопроизводительные сложные отливки (глава 15).

Процесс центробежного литья, также называемый центробежным формованием, представляет собой метод формования пластмассы, при котором сухая или жидкая пластмасса помещается во вращающуюся форму, такую ​​как труба (глава 13).При вращении вокруг одной оси к форме подводится тепло. Возникающая центробежная сила заставит расплавленный пластик принять форму внутренней полости формы. Этот метод отличается от ротационного формования тем, что он вращается только вокруг одной оси. Такие изделия, как трубки, трубы и резервуары (за исключением торцевых крышек), имеющие кругло-цилиндрическую форму, могут быть изготовлены из неармированного или армированного стеклопластика (GRP) методом центробежного литья. В случае армирования прерывистым волокном смесь измельченных волокон и предварительно катализированного жидкого пластика распределяется вдоль оси вращающегося цилиндрического инструмента.Когда материал падает на внутреннюю поверхность инструмента, он увлекается, а центробежные силы помогают уплотнить его в однородный слой, удерживая его на месте во время отверждения. Последовательные проходы по длине цилиндра могут увеличивать толщину. Окончательная внутренняя поверхность, хотя и не такая хорошая, как внешняя, достаточно гладкая. Элементы могут быть сформированы на внешней поверхности (фланец, резьба, ребра и т. д.), если форма состоит из подходящих секций, позволяющих извлекать готовый продукт.Процесс можно модифицировать, чтобы обеспечить непрерывное производство труб.

Существует модифицированный процесс центробежного литья, который позволяет производить трубы/трубы TP, армированные непрерывным волокном, с точным размещением волокон и гладкими внутренними и внешними поверхностями. TP, такие как нейлон и полипропилен, были армированы такими волокнами, как стекло и углерод. Такие продукты, как автомобильные приводные валы и подшипники, изготавливаются с содержанием волокна до 60% по весу. Эти трубы имеют очень низкий дисбаланс вращения и жесткие допуски по толщине стенки (глава 15).

Процесс, называемый TER-центрифугированием (доктор наук Х. Шурманн, Технический университет Дармштадта, Германия), начинается с намотки сухих армирующих волокон на термопластическую трубку, которая может быть изготовлена ​​методом экструзии или литья под давлением. Волокна могут быть расположены в соответствии с конкретными требованиями к нагрузке. Затем трубка и волокна загружаются в литейную форму, вращаются с контролируемой скоростью и нагреваются. Когда расплавленная пластиковая трубка вращается, пластик пропитывает волокна.

Существует процесс литья окунанием, также называемый окунанием или окунанием.Это процесс погружения горячей формы, обычно металлической, в жидкий пластик. После удаления и охлаждения изделие вокруг формы вынимают из формы.

Шламовое литье, также называемое шламовым формованием или литьем под давлением, широко используется. Это метод, при котором ТП в жидком виде заливают в горячую форму, которая является неподвижной или движущейся, при этом образуется вязкая корка. Избыток шлама сливают, форму охлаждают и форму снимают. Применяется для изготовления дождевых или снегоходных лодок, автомобильных приборных панелей, ботинок, гофрированных и негофрированных сложных труб, колпачков и т. д.

При литье из растворителя пластик, смешанный с его составляющими (растворитель, стабилизаторы, добавки, пластификаторы и т.д.), тщательно готовится при определенной скорости смешивания. Эти растворимые пластики заливают в форму или на движущуюся ленту для формирования пленки, к которой применяется тепло с использованием зон контроля температуры для предотвращения образования пузырей. Скорость испарения растворителя обратно пропорциональна квадрату толщины. Для снижения затрат и соблюдения нормативных требований используются системы регенерации растворителей, обладающие взрывозащищенными свойствами безопасности.Существуют также системы, в которых используются растворы растворителей на водной основе, такие как пластик на основе поливинилового спирта.

Литье методом центрифугирования может использовать пластиковые формы, такие как силикон, для получения ограниченного производства с высокой точностью, высокой рентабельностью и ограниченным производством из различных материалов. В процессе используется легко регулируемая центробежная сила для впрыскивания жидких термореактивных пластиков в круглую дискообразную эластомерную форму под давлением, полностью и быстро заполняя полости формы.

Простым немеханическим вариантом реакционного литья под давлением (глава 12) или литья под давлением из жидкости является литье из пенопласта.Вспенивающиеся компоненты заливают в полость формы, обычно подогреваемую (глава 8).

Используются различные методы литейного литья. Включены связующие на основе пластика, смешанные с песком. Производятся различные типы форм и стержней, в том числе формы без выпечки или холодного ящика, горячего ящика, оболочковые и отвержденные в печи. Обычными связующими являются фенольные, фурановые и термореактивные полиэфиры. Существует литейное литье оболочек, также называемое литьем в сухие смеси. Это тип процесса, используемый в литейной промышленности, в котором смесь песка и пластика (фенольного, термореактивного полиэстера и т.) помещается на предварительно нагретый металлический шаблон (образуется половина формы), в результате чего пластик течет и образует тонкую оболочку поверх шаблона. Также используется жидкий песок с предварительно нанесенным пластиковым покрытием. После короткого времени отверждения при высокой температуре форма отделяется от своего образца и объединяется с аналогичной половиной, изготовленной по той же технологии. Готовая форма готова к приему расплавленного металла. Выдувание смеси жидкого пластика и песка в стержневой ящик также приводит к формованию оболочковых форм.

Различные материалы пропитываются различными пластиками для улучшения характеристик и/или декоративности.Он включает в себя применение в качестве матрицы для армирующего волокна для создания исключительно высокопрочных конструкций, пропитку цемента/бетона или дерева для повышения прочности и увеличения стойкости к воздействию окружающей среды, заполнение слегка пористых металлов для их герметизации и т. д. Степень пропитки или насыщения зависит от таких переменных, как в качестве используемого процесса, который включает литье, нанесение покрытия, экструзию, сушку в колонне и т. д. с вакуумом или без него в подложке.

Процесс капельной пропитки является родственным процессом литья из термореактивного пластика, заливки и герметизации, где также используется жидкий реактивный пластик с низкой вязкостью для обеспечения капельной пропитки.Например, катализированный пластик капает на катушку электрического трансформатора. Капиллярный эффект втягивает жидкость в его отверстия со скоростью, достаточной для того, чтобы воздух мог выйти, когда он вытесняется жидкостью. После полной пропитки деталь подвергается воздействию тепла для отверждения пластика.

Разновидность литья известна как литье под давлением (LIM) и включает в себя дозирование, смешивание и дозирование жидких компонентов и прямое впрыскивание полученной смеси в полость формы, которая зажимается под давлением.В этом процессе литья жидкость впрыскивается под давлением, которое намного меньше, чем при обычном литье под давлением (главы 4 и 16). Упрощенный вид этого процесса литья показан на рис. 11.1. Для более точного смешивания доступно оборудование, такое как схема, показанная на рис. 11.2.

Рисунок 11.1. Пример процесса литья под давлением из жидкости

Рисунок 11.2. Примером более точного смешивания компонентов для жидкого литья под давлением

LIM также можно назвать реакционное литье под давлением (RIM).Этот процесс LIM включает дозирование, смешивание и дозирование двух жидких пластиковых составов. Это соединение направляется в закрытую форму. Его можно использовать для герметизации электрических и электронных устройств, декоративных украшений, медицинских устройств, автозапчастей и т. д. Он отличается от реакционного литья под давлением (RIM), где используется механическое смешивание, а не импинджмент-смеситель высокого давления. Промывка смеси в конце цикла легко выполняется автоматически. Используемые пластмассы включают силиконы, акрилы и т. д.Чтобы оборудование для впрыска жидкости не засорялось пластиком, рассмотрите возможность использования подпружиненного штифтового сопла. Пружинная нагрузка позволяет вам установить давление так, чтобы оно было выше, чем давление внутри цилиндра экструдера, таким образом сохраняя порт чистым и открытым.

Технология литья — лазерный доступ

Технология литья

Производство отливок — это процесс, при котором жидкий материал, например расплавленный металл, заливают в полость специально разработанной формы и дают ему затвердеть.После затвердевания заготовка вынимается из формы для проведения различных отделочных обработок или для использования в качестве конечного продукта. Методы литья обычно используются для создания сложных сплошных и полых форм, а литые изделия используются в самых разных областях, включая автомобильные компоненты, детали аэрокосмической промышленности и т. д.

Хотя литье является одной из старейших известных производственных технологий, современные достижения в технологии литья привели к появлению широкого спектра специализированных методов литья.Процессы горячего формования, такие как литье под давлением, литье по выплавляемым моделям, гипсовое литье и литье в песчаные формы, обеспечивают свои уникальные производственные преимущества. Сравнение преимуществ и недостатков распространенных типов процессов литья может помочь в выборе метода, наиболее подходящего для данного производственного цикла.

Laser Access Сотрудничество с ведущими литейными компаниями для поддержки ваших проектов литья и механической обработки.

 

Литье в песчаные формы

Литье в песчаные формы обычно основано на материалах на основе кремнезема, таких как синтетический или природный песок.Литейный песок обычно состоит из тонко измельченных сферических зерен, которые могут быть плотно упакованы в гладкую формовочную поверхность. Отливка спроектирована так, чтобы снизить вероятность разрыва, растрескивания или других дефектов за счет обеспечения умеренной степени гибкости и усадки на этапе охлаждения процесса. Песок также можно укрепить добавлением глины, которая помогает частицам сцепляться более плотно. Автомобильные изделия, такие как блоки цилиндров, изготавливаются методом литья в песчаные формы.

Литье в песчаные формы включает в себя несколько этапов, включая изготовление моделей, формование, плавление и заливку, а также очистку. Узор — это форма, вокруг которой набивается песок, обычно состоящая из двух частей: верха и волока. После того, как песок достаточно уплотнится, чтобы воспроизвести рисунок, накидка снимается, а рисунок извлекается. Затем устанавливаются любые дополнительные вставки, называемые стержневыми ящиками, и заменяется верхняя часть. После заливки и затвердевания металла отливку снимают, обрезают стояки и литники, использовавшиеся в процессе заливки, и очищают от налипшего песка и окалины.

Основные преимущества литья в песчаные формы как процесса литья включают:

  • Относительно низкие производственные затраты, особенно при небольших тиражах.
  • Возможность изготовления крупных компонентов.
  • Емкость для литья черных и цветных металлов.
  • Низкая стоимость инструментов для постлитья.

Несмотря на свои преимущества, литье в песчаные формы обеспечивает более низкую степень точности, чем альтернативные методы, и могут возникнуть трудности с литьем в песчаные формы компонентов заданного размера и веса.Кроме того, этот процесс имеет тенденцию давать продукты со сравнительно шероховатой поверхностью.

 

Литье по выплавляемым моделям

В литье по выплавляемым моделям или восковым моделям используется одноразовая восковая модель для каждой отливки. Воск впрыскивается непосредственно в форму, удаляется, затем покрывается огнеупорным материалом и связующим, обычно в несколько этапов для создания толстой оболочки. Несколько моделей собраны на общих литниках. После того, как ракушки затвердеют, узоры переворачивают и нагревают в печах для удаления воска.Затем расплавленный металл заливают в оставшиеся оболочки, где он затвердевает, принимая форму восковых фигур. Огнеупорная оболочка отламывается, открывая готовую отливку. Литье по выплавляемым моделям часто используется для изготовления деталей для автомобильной, энергетической и аэрокосмической промышленности, таких как лопатки турбин. Некоторые из основных преимуществ и недостатков литья по выплавляемым моделям включают:

  • Высокая степень точности и точность размеров.
  • Возможность создания тонкостенных деталей сложной геометрии.
  • Емкость для литья как черных, так и цветных металлов.
  • Относительно высокое качество обработки поверхности и детализации конечных компонентов.

Несмотря на высокую точность, литье по выплавляемым моделям, как правило, дороже, чем другие сопоставимые методы литья, и, как правило, рентабельно только тогда, когда нельзя использовать литье из песка или гипса. Тем не менее, затраты иногда могут быть компенсированы за счет снижения затрат на механическую обработку и оснастку благодаря качественным результатам обработки поверхности отливок по выплавляемым моделям.

 

Литье под давлением

Литье под давлением — это метод формования материалов под высоким давлением, который обычно включает цветные металлы и сплавы, такие как олово, медь и алюминий. Многоразовая пресс-форма покрыта смазкой, которая помогает регулировать температуру пресс-формы и облегчает выброс компонентов. Затем расплавленный металл впрыскивается в пресс-форму под высоким давлением, которое остается непрерывным до тех пор, пока заготовка не затвердеет. Эта вставка под давлением происходит быстро, предотвращая затвердевание любого сегмента материала перед отливкой.После завершения процесса деталь вынимают из пресс-формы и удаляют любой брак. К основным преимуществам литья под давлением относятся:

  • Жесткие допуски по размеру и форме.
  • Высокая стабильность размеров компонентов и однородная конструкция.
  • Снижение потребности в механической обработке после литья.

Несмотря на свои преимущества, литье под давлением как процесс литья металла требует относительно высоких затрат на инструмент, что делает его более рентабельным при больших объемах производства.Также может быть сложно обеспечить механические свойства литого под давлением компонента, а это означает, что эти продукты обычно не функционируют как конструкционные детали. Поскольку формы обычно состоят из двух частей, литье под давлением ограничивается изделиями, которые можно извлечь из формы, не разрушая форму, как это делается в других процессах литья.

10 различных типов процесса литья

Что такое литье

Жидкий металл заливают в полость формы, соответствующую форме и размеру детали.Метод производства, который ожидает, пока он остынет и затвердеет, чтобы получить заготовку или деталь, обычно называется формованием металла из жидкости или литьем.

Технологический процесс: жидкий металл → заливка → затвердевание усадка → литье

Характеристики процесса:

  1. Позволяет изготавливать детали любой сложной формы, особенно со сложной формой внутренней полости.
  2. Высокая адаптивность, неограниченное количество типов сплавов и почти неограниченный размер отливки.
  3. Большой источник материалов, отходы можно переплавлять, а инвестиции в оборудование невелики.
  4. Высокий процент брака, низкое качество поверхности и плохие условия труда.

10 видов процесса литья

(1) Литье в песчаные формы

Что такое и литье

Способ литья для получения отливок в песчаную форму. Отливки из стали, чугуна и большинства цветных сплавов могут быть получены литьем в песчаные формы.

Технологический процесс:

Процесс литья в песчаные формы

Технические характеристики:

  1. Подходит для изготовления заготовок сложной формы, особенно со сложной внутренней полостью;
  2. Широкие возможности адаптации и низкая стоимость;
  3. Для некоторых материалов с плохой пластичностью, таких как чугун, литье в песчаные формы является единственным формовочным процессом для изготовления его деталей или заготовок.

Применение s : Автомобильный блок двигателя, головка блока цилиндров, коленчатый вал и другие отливки

(2) Литье по выплавляемым моделям

Что такое литье по выплавляемым моделям

Разновидность метода литья, который обычно относится к изготовлению моделей из легкоплавких материалов, покрытию поверхности модели несколькими слоями огнеупорных материалов, а затем выплавлению модели из оболочки формы для получения формы без разделительной поверхности, которая может заполняться после выпечки при высокой температуре.

Технологический процесс:

Процесс литья по выплавляемым моделям

Преимущество s :

  1. Высокая точность размеров и геометрическая точность;
  2. Высокая шероховатость поверхности;
  3. 3. Можно отливать сложные отливки, а литейные сплавы не ограничены.

Недостатки: сложность процедур и высокая стоимость

Приложение s :

Он подходит для производства мелких деталей сложной формы, требующих высокой точности, или другой обработки, которую трудно выполнить, например, лопаток турбины.

(3) Литье под давлением

Что такое d т.е.

Металлическая жидкость под высоким давлением вдавливается в прецизионную полость металлической формы на высокой скорости, металлическая жидкость охлаждается и затвердевает под давлением для формирования отливки.

Технологический процесс:

Преимущество s :

  1. Металлическая жидкость подвергается высокому давлению, скорость потока во время литья под давлением высокая.
  2. Хорошее качество продукции, стабильный размер и хорошая взаимозаменяемость.
  3. Высокая эффективность производства и формы для литья под давлением могут использоваться многократно.
  4. Подходит для массового производства с хорошей экономической выгодой.

Недостатки:

  1. Отливка склонна к образованию мелких пор и усадке.
  2. Литые детали имеют низкую пластичность и не должны работать при ударных нагрузках и вибрации.
  3. При литье под давлением сплава с высокой температурой плавления срок службы формы низкий, что влияет на расширение производства литья под давлением.

Применение s : Литье под давлением сначала применялось в автомобильной и приборостроительной промышленности, а затем постепенно распространилось на различные отрасли, такие как сельскохозяйственное машиностроение, станкостроение, электронная промышленность , национальная оборонная промышленность, компьютеры, медицинское оборудование, часы, фотоаппараты и бытовая техника.

(4) Литье под низким давлением

Что такое л Литье под давлением

Относится к методу заполнения литейной формы жидким металлом под низким давлением (0.02 – 0,06 МПа) и кристаллизуются под давлением с образованием отливки.

Технологический процесс:

Технические характеристики:

  1. Давление и скорость во время заливки можно регулировать, поэтому его можно применять в различных литейных формах (таких как металлические формы и песчаные формы), литье из различных сплавов и отливки различных размеров.
  2. Применяется заполнение с нижней инъекцией, заполнение металлической жидкостью стабильно, и нет явления разбрызгивания, что позволяет избежать вовлечения газа и эрозии стенки и сердечника формования, что повышает квалификацию отливок.
  3. Отливка кристаллизуется под давлением. Отливка имеет плотную структуру, четкий контур, гладкую поверхность, высокие механические свойства. Это особенно полезно для литья крупных тонкостенных деталей.
  4. Устранение необходимости засыпки стояка и увеличение коэффициента использования металла до 90-98%.
  5. Низкая трудоемкость, хорошие условия труда, простое оборудование, легко реализуемая механизация и автоматизация.

Применение:  В основном используется в традиционных продуктах (головка цилиндра, ступица, рама цилиндра и т. д.).).

(5) Центробежное литье

Что такое энтеробежное литье

Это метод литья, при котором расплавленный металл заливается во вращающуюся форму, а форма заполняется и затвердевает под действием центробежной силы.

Технологический процесс:

Преимущество s :

  1. Практически отсутствует металлоемкость системы заливки и стояка, что повышает производительность процесса.
  2. При производстве полых отливок стержень может отсутствовать, поэтому способность наполнения металлом может быть значительно улучшена при производстве длинных трубчатых отливок.
  3. Отливка имеет высокую плотность, мало дефектов, таких как поры и шлаковые включения, высокие механические свойства.
  4. Легко изготовить композитные металлические отливки стволов и гильз.

Недостатки:

  1. Существуют определенные ограничения при использовании в производстве отливок специальной формы.
  2. Диаметр внутреннего отверстия отливки неточный, поверхность внутреннего отверстия шероховатая, качество низкое, припуск на обработку большой.
  3. Отливка склонна к ликвации по удельному весу.

Приложение s :

Центробежное литье впервые было использовано для производства литых труб. В стране и за рубежом металлургия, горнодобывающая промышленность, транспорт, ирригационное и дренажное оборудование, авиация, национальная оборона, автомобилестроение и другие отрасли промышленности использовали процессы центробежного литья для производства отливок из стали, железа и цветных углеродных сплавов.Среди них наиболее распространено производство центробежных чугунных труб, гильз цилиндров двигателей внутреннего сгорания и втулок валов.

(6) Гравитационное литье под давлением

Что такое г Литье под давлением

Относится к методу литья, при котором жидкий металл заливается в металлическую форму под действием силы тяжести, охлаждается и затвердевает в форме для получения отливки.

Технологический процесс:

Преимущество s :

  1. Металлическая форма имеет большую теплопроводность и теплоемкость, высокую скорость охлаждения, плотную структуру отливки и механические свойства примерно на 15% выше, чем отливка в песчаные формы.
  2. Позволяет получать отливки с более высокой точностью размеров и меньшей шероховатостью поверхности, а также имеет хорошую стабильность качества.
  3. Поскольку песчаный сердечник не используется и редко используется, окружающая среда улучшается, уменьшается количество пыли и вредных газов, а также снижается трудоемкость.

Недостатки:

  1. Сама металлическая форма не является воздухопроницаемой, поэтому необходимо принять определенные меры для удаления воздуха и воздуха, генерируемого песчаным сердечником в полости.
  2. Металлическая форма не имеет уступок, и при затвердевании отливки легко возникают трещины.
  3. Металлические формы имеют более длительный производственный цикл и более высокую стоимость. Поэтому хороший экономический эффект может быть продемонстрирован только при массовом производстве.

Приложение s :

Металлическое литье подходит для крупносерийного производства отливок из цветных сплавов, таких как алюминиевые и магниевые сплавы сложной формы, а также отливок и слитков из чугуна и стали.

(7)Вакуумное литье под давлением

Что такое v Литье под давлением

Усовершенствованный процесс литья под давлением, который улучшает механические свойства и качество поверхности деталей для литья под давлением путем удаления или значительного уменьшения пор и растворенных газов в детали для литья под давлением путем удаления газа из полости формы для литья под давлением во время штамповки -процесс литья.

Технологический процесс:

Преимущество s :

  1. Он может устранить или уменьшить воздушные отверстия внутри литья под давлением, улучшить механические свойства и качество поверхности литья под давлением, а также производительность покрытия.
  2. Для уменьшения противодавления полости можно использовать более низкое удельное давление и сплав с плохими литейными характеристиками. Большие отливки можно отливать под давлением с помощью небольших машин.
  3. Улучшает условия заполнения, позволяет отливать более тонкие отливки.

Недостатки:

  1. Уплотнительная конструкция пресс-формы сложна, изготовление и установка сложны, поэтому стоимость высока.
  2. Если метод вакуумного литья под давлением не контролируется должным образом, эффект не будет очень значительным.

(8) Литье под давлением

What is s queez ing die литье

Это метод затвердевания жидкого или полутвердого металла под высоким давлением и проточной формовки для непосредственного получения продукта или заготовки. Он имеет преимущества высокой степени использования жидкого металла, упрощенного процесса и стабильного качества.Это энергосберегающая технология обработки металлов давлением с потенциальными перспективами применения.

Технологический процесс:

Direct Direct

S

122 S 2 9 Queez 222

Кастинг: Распылительная краска, литой сплав, зажим для пресс-монтажа, давление, давление, сброс давления, разделение пресс-формы, пустая демография и сброс.

Непрямое прессование литье под давлением литье: напыление, зажим формы, подача, заполнение, герметизация, удержание давления, сброс давления, разделение, извлечение заготовок, возврат в исходное положение.

Технические характеристики:

  1. Устраняет внутренние поры, усадку и другие дефекты.
  2. Низкая шероховатость поверхности и высокая точность размеров.
  3. Предотвращает появление трещин в литье.
  4. Легко реализовать механизацию и автоматизацию.

Применение: Может использоваться для производства различных типов сплавов, таких как алюминиевый сплав, цинковый сплав, медный сплав, чугун с шаровидным графитом и т. д.

(9)Литье по выплавляемым моделям

What is l ost литье из пенопласта (известное также как монолитное литье)

 Это новый метод литья, при котором сочетание парафиновых или пенопластовых моделей, сходных по размеру и форме с литьем, образует модельный кластер. После чистки и сушки огнеупорного покрытия его закапывают в сухой кварцевый песок для вибрации. Заливая под отрицательным давлением для испарения модели, жидкий металл занимает положение модели и образуется после затвердевания и охлаждения.

Технологический процесс:  

Предварительное вспенивание → Формование пеной → Покрытие погружением → Сушка → Моделирование → Заливка → Падающий песок → Очистка

Технические характеристики:

  1. Высокоточное литье, без песчаного сердечника, что сокращает время обработки.
  2. Отсутствие поверхности разъема, гибкая конструкция и высокая степень свободы.
  3. Чистое производство без загрязнения.
  4. Снижение капиталовложений и производственных затрат.

Приложение s :

Подходит для производства прецизионных отливок различных размеров со сложной структурой. Ограничений по типам сплавов и партиям продукции нет. Например, коробка двигателя из серого чугуна, колено из высокомарганцовистой стали и так далее.

(10)Непрерывное литье

What is c ontin ual литье

Это усовершенствованный метод литья.Его принцип заключается в непрерывной заливке расплавленного металла в специальную металлическую форму, называемую кристаллизатором. Затвердевшая (покрытая коркой) отливка непрерывно вытягивается с другого конца формы, и может быть получена отливка любой длины или определенной длины.

Технологический процесс:

Технические характеристики:

  1. Поскольку металл быстро охлаждается, кристаллы плотные, структура однородная, а механические свойства хорошие.
  2. Экономьте металл и повышайте производительность.
  3. Упрощенные процедуры, исключающие моделирование и другие процедуры, что снижает трудоемкость и значительно сокращает требуемую производственную площадь.
  4. Производство непрерывного литья заготовок легко осуществить механизацию и автоматизацию и повысить эффективность производства.

Приложение s :

Непрерывное литье может использоваться для литья стали, железа, медных сплавов, алюминиевых сплавов, магниевых сплавов и других длинномерных отливок с постоянными формами поперечного сечения, таких как слитки, слябы, стержневые заготовки, трубы и т. д.

Процесс литья металла: экскурсия по литейному цеху

Поездка по литейному цеху от модели к изделию

В этой серии представлены изделия из чугуна или стали, прошедшие процесс литья металла в традиционном литейном цехе.

Железо плавится при 2750°F, а сталь при 2500°F.

Литье — это процесс создания металлических предметов путем заливки жидкого металла в формы, где он охлаждается и затвердевает, принимая форму формы. Хотя предпосылка проста, существует множество вариаций методов литья металла.Чтобы превратить идею объекта в реальность, дизайнеры должны указать физические и эстетические потребности конечного продукта, а затем найти самый простой способ воспроизвести эти качества. Сложность конструкции, а также то, какие нагрузки должен выдерживать конечный объект, помогают определиться с металлом; то, как металл ведет себя в жидком, твердом и охлаждающем состояниях, будет определять требования к форме. Хороший дизайн отливки — это вопрос знания всех ингредиентов и процессов, необходимых для получения конечного продукта.

Металлурги использовали одни и те же процессы литья на протяжении тысячелетий, а первые отливки датируются 4   веком до нашей эры в Китае. Даже с такой долгой историей литейный цех является местом развития и инноваций. В этой четырнадцатинедельной серии мы рассмотрим все этапы изготовления отливок и факторы, влияющие на выбор метода или дизайна, от древней мудрости до современных достижений.

Мы исследуем следующие этапы процесса литья металла:

  • Конструкция металлического литья
    На этапе проектирования инженеры выбирают как металл, так и метод литья, чтобы обеспечить необходимые физические свойства и внешний вид конечного продукта.
  • Быстрое прототипирование
    Достижения в области 3D-печати изменили способ прототипирования и производства продуктов.
  • Методы литья металлов
    Методы литья металлов делятся на две широкие категории многоразовых и одноразовых форм.
  • Литье в песчаные формы
    Литье в песчаные формы одноразового использования является старейшей формой металлического литья и по-прежнему наиболее распространенной формой, используемой сегодня.
  • Изготовление моделей
    Модели — это объекты-прототипы, используемые для создания форм.Они должны быть спроектированы так, чтобы их можно было извлечь из формы, не нарушая ее, а также с учетом поведения металла при заливке и охлаждении.
  • Песок для литейного производства
    Зеленый песок является наиболее распространенным типом песка, используемого при литье в песчаные формы, но добавки к песку для литья изменяют окончательный вид отливки.
  • Изготовление стержней
    Стержни — это вставки, используемые для придания формы внутренней части отливки, создавая пространства, которые не формируются шаблоном.
  • Плавка и заливка
    Плавление, смешивание и заливка металлов при температурах около 2800°F — опасная работа, требующая специального оборудования и тщательной работы.
  • Встряска и очистка
    Встряска — это процесс удаления песка из отливок. Это можно сделать вручную или механизировать с помощью барабанов, столов или установок для дробеструйной очистки.
  • Термическая обработка
    Термическая обработка изменяет металл на молекулярном уровне, влияя на его механические свойства. Его часто используют, чтобы сделать металл менее хрупким.
  • Контроль
    Качество металлов, используемых в наборе отливок, и самих отливок может быть гарантировано различными способами.Анализ материалов изучает свойства и состав металла, в то время как разрушающий и неразрушающий контроль выявляет дефекты усадки или литья.
  • Вторичная обработка
    Механическая обработка удаляет часть заусенцев, необходимых для формы, и может обеспечить как гладкую отделку, так и мелкие детали. Для изделий, требующих прецизионной формы, механическая обработка часто является последним этапом.

Что такое литейный цех?

Литейный завод — завод по производству металлических отливок.На нашей исчерпывающей странице ресурсов «Что такое литейное производство» рассматриваются требования к конструкции, оборудованию и безопасности литейных производств.

Фотогалерея

Ведущие технологии и технологии литья

Ведущие в отрасли литейные технологии и технологии

Являясь литейным предприятием мирового класса, компания Cast Technologies стремится предоставлять своим клиентам литые компоненты из алюминия, бронзы и латуни самого высокого качества. Мы разработали наш бизнес, чтобы превзойти ожидания клиентов, объединив крупнейший в штате алюминиевый и латунный литейный завод с оборудованием для механической обработки и испытаний на месте, инвестируя в лучшие машины и оборудование для технологии литья, а также поддерживая профессиональную рабочую силу, которая сосредоточена на качественный.Еще один способ, которым мы обслуживаем наших клиентов, заключается в партнерстве с надежными внешними поставщиками, которые могут повысить ценность наших предложений.

Возможности 3D-печати песком

Одним из новейших и самых захватывающих достижений в технологии литья является возможность 3D-печати песчаных форм и стержней. Мы работаем с партнером, чтобы изготовить высокоточную пресс-форму за значительно меньшее время, чем с помощью традиционных методов. Возможны и более сложные формы. Эта технология литья особенно полезна для замены старых, утраченных моделей или для реконструирования устаревшей детали.Если у вас плотный график, 3D-печать может ускорить процесс создания прототипа. Расскажите нам об этой передовой технологии.

Инженерная поддержка

Вы можете положиться на экспертные знания, которые мы в Cast Technologies накопили за долгую историю работы в качестве механической мастерской и литейного производства. Наши опытные сотрудники разработали наиболее эффективные процессы и процедуры с целью производства компонентов высочайшего качества по лучшей цене. Мы здесь для вас, когда вам нужно использовать сторонний опыт в таких областях, как литье, производство, металлургия, сплавы и другие аспекты металлообработки.

Ваш успех — это наш успех

Целью Cast Technologies является установление долгосрочных деловых отношений с нашими клиентами. Мы не просто изготавливаем отливки и компоненты; мы стремимся понять потребности вас и вашей отрасли, чтобы мы могли производить детали, которые позволят вам производить высококачественное оборудование и другие товары, которые сделают ваш бизнес успешным. Мы не можем быть успешными, не делая наших клиентов успешными.

Разрабатываете прототип?

В этом процессе есть и искусство, и наука.Выбор идеального сплава для вашего применения, тип литья, конструкция литниковой и направляющей системы и отправка прототипа на строгие испытания — все это часть процесса. Целью является высокое качество продукции, снижение себестоимости и увеличение выхода продукции. Оптимальная конструкция литника и направляющей означает меньше отходов и, в конечном счете, более низкую стоимость. Благодаря сотрудничеству мы можем разработать ваш идеальный прототип.

MCT, Inc. — Hitchiner Manufacturing Co., Inc.

Технология литья металлов, Inc., была основана в 1986 году на базе всемирно известного технического центра Hitchiner. Это дочерняя компания, находящаяся в полной собственности Hitchiner Manufacturing Co., Inc., занимающаяся исследованиями и разработками и занимающаяся поиском новых и лучших способов доставки высококачественной продукции нашим клиентам.

Оборудование для литья металлов

Оборудование MCT включает экспериментальное оборудование для литья по выплавляемым моделям и литья в песчаные формы, а также полностью оборудованные керамические и металлургические лаборатории для подготовки и анализа образцов.MCT может разливать многочисленные сплавы, такие как стали, нержавеющие стали, суперсплавы на основе никеля и кобальта, а также алюминий, на воздухе, в вакууме и в среде инертного газа.

9 МЧС Аналитические возможности включают в себя:

  • рентгеновский инспекция,
  • магнитная инспекция частиц
  • Metallography
  • Automated Image Analyshient
  • Сканирующая электронная микроскопия
  • Энергетика Дисперсивная спектроскопия
  • Тестирование растяжения и усталости
  • Симулятор литья

 Площадка с высоким пролетом используется для разработки и проверки процессов, сбора данных, отливки прототипов, разработки средств автоматизации и изготовления производственного оборудования для компании Hitchiner и ее лицензиатов.Оборудование для термообработки и отделки на месте позволяет полностью обрабатывать отливки, используемые при оценке новых процессов. Другие специализированные объекты, такие как атомно-абсорбционные установки и производство прецизионных инструментов, доступны на месте. Творческий коллектив MCT состоит из более чем двадцати специально отобранных инженеров-механиков и металлургов, а также талантливых техников.

Улучшения в области литья металлов

Непрерывные исследования каждой фазы производственного процесса, а также новых материалов и сплавов привели к значительному улучшению технологии литья.Эти достижения были отмечены наградами Металлургического общества и Американского общества литейщиков и привели к выдаче МСТ и ее материнским компаниям множества новых патентов.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.