Классификация видов литья. Общая характеристика литья

 в песчаные формы.

 

Классификация:

- по способу воздействия на металл

а) свободное литье

б) литье с применением внешнего воздействия на металл (литье под давлением, вакуумным всасыванием и т.д.)

- по виду литейных форм

а) литье в песчаные формы

б) литье в специальные формы

- по материалу заготовки

а) чугунное

б) стальное

в) цветное

Наиболее распространенным видом литья является литье в песчаные формы. Данным способом получают 70-80% всех отливок в машиностроении. Это обуславливается его технологической универсальностью, этот способ получения заготовок экономически эффективен при изготовлении деталей практически любой массы, конфигурации и габаритов из чугуна , сталей и цветных сплавов в условиях единичного и серийного производства. Точность отливок , полученных в песчаные формы, соответствует 14…17 квалитетам и грубее, а высота неровностей отливки составляет Ra=160…320 мкм.

Сущность литья в песчаные формы заключается в получении отливок путем свободной заливки расплава в форму, изготовленную из формовочной смеси, основу которой составляет песок.

Совокупность технологических процессов по изготовлению форм и стержней называется формовкой.

Формовка может быть ручной или машинной. Ручная формовка применяется в единичном и мелкосерийном производстве, машинная в серийном, крупносерийном и массовом производстве. На точность размеров и шероховатости отливок большое влияние оказывает способ формовки, материалы моделей, составы формовочных смесей, серийность производства и другие факторы.

 

Материалы, используемые для изготовления песчаных форм

 

Используют формовочные, стержневые смеси, противопригарные материалы (присыпки и краски).

Формовочные смеси предназначены для изготовления форм, в их состав входят 3 основных компонента: песок (кварцевой SiO₂ или цирконовый ZnO₂- более дорогой, глина и добавки).

Глина является связующим компонентом, обеспечивает пластичность смеси во влажном состоянии и прочность при высыхании. Могут использоваться различные смолы, жидкое стекло и другие связующие. Добавки предназначены для улучшения определенных свойств смеси (газопроницаемость, противопригарность, податливость). Формовочные смеси должны обладать теми же свойствами, что и литейные формы.

Стержневые смеси предназначены для изготовления стержней. К ним предъявляются более высокие требования по прочности, огнеупорности и другим свойствам. Основу стержневых смесей также составляет песок, но в качестве связующего используются растительные масла или синтетические смолы.

Противопригарные присыпки и краски предназначены для предотвращения пригарания металла к поверхности рабочей полости формы и стержней.

Основными компонентами этих материалов является огнеупорные составляющие (пылевидный кварц или цирконий, графитная пыль и т.д.)

Расход формовочной смеси может достичь до 10 тонн на 1 тонну отливок, поэтому при изготовлении форм используют смесь, бывшую в употреблении (так называемая отработанная оборотная смесь).

Для сохранения необходимых свойств в оборотную смесь добавляют свежие компоненты, количество которых определяется назначением смеси.

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

Облицовочная смесь наносится непосредственно на поверхность модели. В ее состав входят от 50 - 90% свежих компонентов.

Наполнительная смесь обеспечивает необходимую прочность и газопроницаемость формы. В ее состав входит в основном отработанная смесь.

Единая смесь выполняет функции облицовочной и наполнительной. В ее составе 10 - 20% свежих компонентов используется в условиях машинной формы в серийном и массовом производстве.

Формовочные смеси разделяются по качеству в зависимости от материала отливок для чугунного, стального и цветного литья.

 

Изготовление песчаных форм

 

В единичном и мелкосерийном производстве для изготовления крупных и средних отливок применяется ручная формовка.

Наиболее распространенным способом ручной формовки является изготовление форм в парных опоках по разъемным моделям.

Опока относится к элементам модельной оснастки, представляет собой жесткую раму из стального литья или чугуна, в которую засыпается формовочная смесь.

Последовательность выполнения основных технологических и операций при рассматриваемом методе следующая:

- изготовление нижней полуформы;

- изготовление верхней полуформы;

- подготовка полуформ к сборке;

- сборка форм.

Машинная формовка производится с использованием специальных формовочных машин, которые подразделяются на следующие типы:

- прессовые (с нижним и верхним прессованием);

- вытряхивающие;

- пескометы;

- пескодуйные, пескострельные (специальные стержневые машины), принцип работы которых основан на подаче формовочной смеси с помощью сжатого воздуха непрерывным потоком со скоростью до 15 м/с.

В крупносерийном и массовом производстве используются автоматические формовочные машины и автоматические линии. Они обеспечивают все этапы заполнения опок, изготовления и заливки формы.

 

Заливка форм

Может производится несколькими способами:

- верхняя подача металла;

- вертикальная подача металла;

- нижняя подача металла (сифонная);

- ярусная и “дождевая”.

Вид заливки определяется типом литниковой системы. Главным условием при заливке является непрерывная подача расплава до заполнения формы.