Тема 7. Способы обработки конструкционных материалов

Литейное производство

 

Литейное производство относится к процессам горячей обработки металлов. Сущность его состоит в том, что расплавленный металл определенного химического заполняет литейную форму – полость, которая по своим очертаниям и размерам соответствует конфигурации требуемой литой заготовки или детали (отливке). После затвердевания металла получается отливка.

Литейное производство позволяет получать отливки различных размеров и веса, самой разнообразной конфигурации, с небольшими припусками на обработку. Литье является наиболее простым, быстрым и дешевым промышленным способом получения заготовок, имеющих сложную геометрическую форму.

По сравнению с поковками, получаемыми при ковке и штамповке, отливки более пористы и отличаются неоднородным химическим составом, механические свойства отливок вследствие чего ниже.

 

Контрольные вопросы

 

1. Дайте характеристику литейного производства.

2. Назовите достоинства литья.

3. Назовите особенности литейного производства.

 

Формовочные и стержневые смеси

 

Формовочные смеси

По назначению формовочные смеси подразделяются на облицовочные, наполнительные и единые.

Облицовочная смесь, применяемая обычно в единичном производстве при ручной формовке, покрывает модель на 20-30 мм. Она наиболее ответственная, т.к. соприкасается с расплавленным металлом. Смесь приготовляется в основном из мелкопросеянных свежих формовочных материалов с небольшими добавками бывшей в употреблении фомовочной смеси.

Наполнительная смесь располагается над уплотненной облицовочной смесью и заполняет оставшуюся часть формы. Она состоит в основном из бывшей в употреблении формовочной смеси, переработанной после выбивки ее из опок, с последующим добавлением 5 – 10% свежих материалов.

Единой формовочной смесью набивается весь объем формы. Она применяется в массовом производстве при машинной формовке тонкостенных и мелких отливок. Эта смесь приготовляется путем переработки выбитой из опок смеси с добавлением 10 – 20% свежих материалов и каменноугольной пыли.

Стержневые смеси

Стержневые смеси отличаются более высокими технологическими свойствами. Они подразделяются на песчано-глинистые и песчано-масляные.

Песчано-глинистые смеси применяются при изготовлении стержней простой формы и крупных размеров. В зависимости от конфигурации, толщины сечения, размещения в форме стержни делятся на пять классов.

В особо тяжелых условиях находятся стержни I класса – сложной формы, с тонкими сечениями, соприкасающимися с расплавленными металлами по всей поверхности. Стержневая смесь должна иметь высокую прочность, термохимическую устойчивость, податливость, газопроницаемость.

Наименьшее требование предъявляют к смеси для массивных стержней простой конфигурации, образующих внутренние или внешние поверхности отливки (IV-V кл.).

Специальные формовочные смеси. Основным их компонентом является кварцевый песок с минимальным содержанием глинистых веществ. В качестве связующих используют синтетические смолы, жидкое стекло; в смеси вводят катализаторы.

По условиям отверждения специальные смеси делят на следующие типы:

· отверждающиеся при продувке CO₂ и другими способами обработки;

· горячего отверждения (стержневые ящики с нагревателями);

· самоотверждающиеся на воздухе – смеси холодного твердения (ХТС) и жидкие (ЖСС).

Жидкие самотвердеющие смеси (ЖСС) исключают формовку: формы и стержни изготовляют путем заливки. ЖСС имеют различный состав. Основным наполнителем является кварцевый песок (95 – 97%). В качестве связующих и веществ, обеспечивающих затвердевание смеси на воздухе, обычно используют жидкое стекло, иногда цемент с добавками соответствующих катализаторов.

Для перевода смеси в жидкоподвижное состояние применяют пенообразователи, обеспечивающие образование и устойчивость пены в течение 5-15 мин. Применение ЖСС снижает трудоемкость и повышает качество отливок и производительность труда.

Для того чтобы получить отливку необходимо изготовить литейную форму. Для этого используются формовочные смеси и литейная оснастка, которая включает в себя опоки, модельный комплект или формовочные шаблоны, подмодельные и подопочные плиты, стержневые ящики.

Опока представляет собой жесткую раму, в которую набивается формовочная смесь.

Полость в литейной форме для заливки расплавленного металла образуется с помощью моделей или формовочных шаблонов.

Модель – это приспособление, конфигурация которого соответствует форме отливки, но без отверстий, впадин и углублений. Отверстия, впадины и углубления в отливке образуются с помощью стержней.

Процесс изготовления литейной формы называется формовкой.

Для получения отливки, модель заформовывается в опоках. Затем опоки разнимаются и модель удаляется. В образовавшуюся полость, в то место, где должно быть отверстие в отливке, устанавливается стержень, который заранее изготавливается в стержневом ящике.

Через приготовленные в литейной форме специальные каналы – литниковую систему в полость формы заливается расплавленный металл. Когда металл затвердеет, отливка извлекается из формы, после чего отливка очищается и от нее обрубается литники.

Контрольные вопросы

1. Назовите классификацию формовочные смеси по назначению.

2. Технология получения облицовочной смеси.

3. Технология получения наполнительной смеси.

4. Технология получения единой формовочной смеси.

5. Назовите классификацию стержневых смесей.

6. Назначение песчано-глинистых смесей.

7. Назовите классификацию специальных формовочных смесей.

8. Назовите классификацию специальных смесей по условиям отверждения.

9. Назначение опоки

10. Дайте определение модели.

11. Дайте определение формовки.

12. Технология получения отливки.