Способы отливки чугуна

Содержание

Изготовление отливок из чугуна и стали

Способы отливки чугуна

Рис. 10Л Литейная форма для получению отливок из ковкого чугуна Для питания усадки в толстостенных участках 2 отливки 5 предусматриваются прибыли 4, которые затвердевают в последнюю очередь и в них образуется усадочная раковина 1.Расплавленный металл заливается через литник 3,имеющий большее сечение, чем литник при получении отливок из серого чугуна.
Рис. 11Л Литейная форма и отливка из сталиа – литейная форма для получения отливки из стали; б- отливка из стали 1 – стояк большого сечения;2 – массивный выпор;3 – четыре прибыли

Преимущества и недостатки литья в песчаные формы

Способылитья Преимущества Недостатки
ЛПФЛитье в песчаные формы Проста и экономичность технологического процесса.Большое разнообразие форм отливок.Большой диапазон массы и размеров отливок. В основном, в качестве материала отливок используется серый чугун, обладающий хорошей жидкотекучестью и малой усадкой. Реже используется сталь. Весьма ограничено производятся отливки из цветных металлов и сплавов.Качество металла отливок низкое, что связано с возможностью попадания в металл неметаллических включений, газовой пористостью (из за бурного газообразования при заливки металла во влажную форму) Низкая чистота поверхности и точность размеров. Поэтому сопрягаемые поверхности деталей, заготовки которых получают ЛПФ, всегда обрабатываются резанием.

2. Литье по выплавляемым моделям (лвм) (рис 12л)

Рис. 12Л Литье по выплавляемым моделям Последовательность операций при литье по выплавляемым моделяма– запрессовка пастообразного модельного состава в разъемную пресс-форму;б– сборка блока моделей с моделью общей литниковой системы;в– нанесение на модельный блок жидкой огнеупорной суспензии;г– нанесение на поверхность модельного блока слоя сухого кварцевого песка в специальной продуваемой установке;д– выплавление модельного блока из формы в горячей;е– установка тонкостенной формы в опоку и засыпка подпорного материала;ж– заливка тонкостенной формы расплавом

Процесс изготовления отливки.

Модельная смесь в пастообразном илижидком состоянии запрессовывается вразъемную пресс-форму требуемойконфигурации (рис. 12Л, а). Послезатвердевания модельного составапресс-форма раскрывается, полученныемодели извлекаются и приклеиваются к легкоплавкой модели литниковой системы(рис. 12Л,б), образуя общий блок. Водин блок объединяют от 2 до 100 моделей.

Для получения формы на поверхностьмодельного блока многократным погружением(рис. 12Л,в) наносится жидкая огнеупорнаякерамическая суспензия, после чего вспециальной продуваемой установке(рис. 12Л,г) наносится на влажнуюсуспензионную поверхность модельногоблока слой сухого кварцевого песка.Затем модельный блок с нанесённым слоемсушат около 2 часов на воздухе.

Повторяяпроцедуры нанесения жидкой суспензии,сухого песка и просушки, на модельныйблок наносят от 3 до 6 слоёв огнеупорногопокрытия, получая неразъёмную тонкостеннуюформу с толщиной стенки 6 – 8 мм. Из этойформы модельный блок выплавляется врезультате погружения на несколькоминут в бак с горячей водой, температуракоторой Т = 85…950С (рис. 12Л,д).

Модельный состав расплавляется ивсплывает на поверхность, откудапериодическиудаляется дляновогоиспользования.После извлеченияиз водыоболочковую форму сушат, а затемустанавливают в опоку и засыпаютподпорным материалом (рис. 12Л,е).Подпорный материал применяется дляпредотвращения прорыва тонкостеннойформы расплавленным металлом в процессеее заливке.

В качестве подпорногоматериал обычно используется сухойкварцевый песок. Затем опока с формойустанавливается в электрическую печьи прокаливается не менее 2 часов притемпературе 900С. Впроцессе прокалки происходит испарениеводы, выгорание остатков модельногосостава и упрочнение формы. В результатепрокалки форма превращается в прочнуюкерамическую оболочку.

Сразу же послепрокалки горячую форму заливаютрасплавленным металлом (рис. 12Л, ж).

Соседние файлы в папке 2 Раздаточный материал лекции Литье

Источник: https://StudFiles.net/preview/1675615/page:2/

Литьё чугуна в землю

Способы отливки чугуна

Литьё чугуна в землю является экономически недорогим и простым процессом, который используют на протяжении более 500 лет.

Таким образом отливаются формы массой до 200 тонн, один из прекрасных примеров литья чугуна в землю – это отлитая в 1586 году «Царь пушка». На данный момент литьё в землю используется в машиностроении, станкостроении, автомобилестроении.

Многие памятники так же были изготовлены этим способом. У литья в землю есть свои преимущества и недостатки, которые будут рассмотрены ниже.

Модели для литья в землю

Чтобы получить  готовое изделие, предварительно изготавливается модель, которая в точности повторяет будущее изделие. Обязательное условие при литье чугуна в землю – это превышение размера модели на процент усадки чугуна.

Дело в том что расплавленные металлы имеют свойство расширятся, а при охлаждении масса металла уменьшается в объёме, то есть, говоря по-другому – металл имеет усадку.

Чтобы готовое изделие имело точный размер, модель делают большего размера с учётом будущей усадки.

Модели для литья могут быть разборные, полнотелые, пустотелые, с разными дополнительными съёмными частями. Для художественного литья используют выплавляемые модели, либо выжигаемые (из пенонаполненного пластика). Несложные художественные формы изготавливают по неразборным моделям ( часто односторонним, плоским).

Пустотелые отливки изготавливают с применением стержней, которые устанавливают в формы. Стержни формируют в будущей отливке полости и глубокие выемки.

Таким образом изготавливали крупные памятники, полости внутри позволяют экономить металл и получить более качественную отливку.

Дело в том что меньший слой металла имеет меньшую усадку, что положительно сказывается на качество получаемой поверхности, уменьшает количество раковин и других браков отливки.

Модели для литья чугуна в землю изготавливают из различных материалов, для этого используют дерево, пластик, различные легкоплавкие материалы, пенопласт. Так же модели изготавливают из металлов – чугуна, бронзы, латуни, алюминия.

  В качестве материалов для моделей используют глину или гипс, эти материалы не такие прочные, но позволяют делать модели для малосерийных отливок. На продвинутых производствах для изготовления форм для будущих отливок используют станки с ЧПУ, управляемые специальным программным обеспечением.

В этом случае модели получаются наиболее качественные, выполненные с высокой точностью.

Обработку моделей производят любым подходящим инструментом, то есть, используются фрезеровочные, токарные, точильные станки, а так же, как было упомянуто выше, многофункциональные роботизированные станки с ЧПУ. В последнее время для изготовления особо сложных моделей, применяются 3D принтеры. Они с максимальной точностью позволяют реализовать реальную модель, спроектированную в программе моделирования.

Опоки для отливки

Опока для отливки – это ёмкость (ящик, коробка),  которая предназначена для изготовления самой литейной формы из модели. Форма в опоке формируется из нескольких полуформ. Выплавляемые модели позволяют изготавливать неразборные формы, которые после заливки и остывания металла просто разбиваются.

Формы в опоке могут быть многоразовые или одноразовые. Как правило, формы  для литья изготавливают одноразовые. Раньше отливки особо крупных размеров использовали в качестве опоки саму землю. То есть, форма для литья формировалась непосредственно в слое земли.

Сейчас в качестве опоки используются ящики из металла и немного реже из дерева.

Стержни для литья

Стержни в форме для литья необходимы, чтобы формировать в отливках полости разного объёма, размера и длины. Стержни подвергаются воздействию расплавленного металла, поэтому они должны выполняться из газопроницаемых, прочных, термостойких материалов.

В зависимости от размеров отливки, заливаемого металла, свойств сплава, для стержней используют специально подобранные смеси. В основном стержни делают из смесей кремнезёмистых элементов, песка, графита, каолина, шамота.

Стержни могут быть изготовлены с внутренними полостями, таким образом, в эти полости будут удаляться образующиеся при литье чугуна газы. Так же наличие полостей в стержнях позволяет легче их удалить из уже готового изделия. Для примера можно привести литьё чугунных батарей.

В этом изделии внутренняя полость, образуемая с помощью стержней определённой формы, имеет внутренние пустые пространства. Без наличия полостей в стержнях, удалить их будет проблематично.

Формовка для заливки

Формовка формы (тут немного технической тавтологии) производится разными способами. Если изделие несложной формы, то формовку выполняют заливкой (либо заполнением) формовочной смесью.

В основном используют кремнезёмистые составы, основной состав которых это смесь глины и песка, с дополнительными компонентами. Так в основном производится изготовления форм для заливки чугуна в землю.

При формовке производится трамбовка формообразующего состава, последующая сушка и дополнительный прогрев.

Заливка чугуна в готовые формы

Заливку чугуна производят в подготовленную, собранную форму. Предварительно форма высушивается и дополнительно прогревается. В зависимости от тиража форма на модели, как правило, разъёмная, предварительно собирается и готовится для заливки металла.

В подготовленную высушенную и прогретую форму уже можно производить заливку расплавленного чугуна. Залитая металлом форма остывает, затем изделие освобождают от внешней формовочной смеси, а также удаляют внутренние стержни. Затем готовое изделие проходит тщательную очистку и механическую обработку.

Читайте также  Особенности резки чугуна

Дальше изделие может подвергаться дополнительной химической пассивации, окраске и упаковывается.

Данная технология литья чугуна в землю в техническом плане практически не перенесла изменений в течении последних 50-ти лет. Хотя технологическая сторона стала более эффективна и имеет поточное производство.

Сотни тысяч современных изделий льются из чугуна именно в песчано-земляные формы. Из положительных сторон данной технологии можно отметить её невысокую стоимость и простоту. Отрицательным моментом можно считать невысокое качество поверхности, а также брак некоторых изделий.

Но всё же технология продолжает работать и будет востребована ещё продолжительное время.

Источник: https://zsm-m.ru/products/liteynoe-proizvodstvo/litye-chuguna-v-zemlyu/

Чугунное литье | Литье чугуна — МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ ЗАВОД АВАЛДА

Способы отливки чугуна

Чугунное литье — это отливки из различного чугуна получаемые методом литья в ХТС, песчано-глинистые смеси, по выжигаемым моделям, центробежное литье. Чугун является сплавом железа с содержанием углерода. Его состав может кроме них включать марганцевые, фосфорные, кремниевые, серные и др. компоненты.

Мы производим как литье для машиностроения, станкостроения, так и декоративное художественное литье. Плавка металла ведется в индукционных импортных печах, ёмкостью 250, 400, 750, 1500, 7000 кг.

Данный тип печей обеспечивает низкий угар элементов, низкую загазованность и равномерность химического состава по всему объему металла за счет его перемешивания и дополнительных фильтров в индукционном поле.

Основные марки сплавов из чугуна

СЧ — серый чугун ГОСТ 1412-85: СЧ10, СЧ15, СЧ18, СЧ20, СЧ21, СЧ24, СЧ25, СЧ30, СЧ35.

ВЧ — высокопрочный чугун ГОСТ 7293-85: ВЧ 35, ВЧ 40, ВЧ 50, ВЧ 60, ВЧ 70, ВЧ 80, ВЧ 100.

АЧС — антифрикционный чугун серый, АЧВ — антифрикционный чугун высокопрочный, АЧК — антифрикционный чугун ковкий ГОСТ 1585-85: АЧС-1, АЧС-2, АЧС-3, АЧС-4, АЧС-5, АЧС-6, АЧВ-1, АЧВ-2, АЧК-1, АЧК-2.

Жаропрочный чугун: Ч — чугун; легирующие элементы: Х — хром, С — кремний, Г — марганец, Н — никель, Д — медь, М — молибден, Т — титан, П — фосфор, Ю — алюминий; буква Ш указывает, что графит в чугуне имеет шаровидную форму ГОСТ 7769—82:  ЧХ2, ЧХ3, ЧХ3Т, ЧХ9Н5, ЧХ16, ЧХ16М2, ЧХ22, ЧХ22С, ЧХ28, ЧХ28П, ЧХ28Д2, ЧХ32, ЧС5Ш, ЧС13, ЧС15, ЧС17, ЧС15М4, ЧС17М3, ЧЮХШ, ЧЮ6С5, ЧЮ7Х2, ЧЮ22Ш, ЧЮ30, ЧГ6С3Ш, ЧГ7Х4, ЧГ8Д3, ЧНХТ, ЧНХМД, ЧНМШ, ЧНДХМШ, ЧН2Х, ЧН4Х2, ЧН3ХМДШ, ЧН4Х2, ЧН11Г7Ш, ЧН15ДЗШ, ЧН15Д7, ЧН19Х3Ш, ЧН20Д2Ш.

Чугунное литье — способы изготовления:

Литьё чугуна в холодно-твердеющие смеси (ХТС) – это литье чугуна с применением искусственной смолы. Вместо трамбовки смеси (как при литье в землю), смесь заливают в опоку и дожидаются, когда смола затвердеет. Обычно затвердевание происходит при комнатной температуре в течение 20 минут.

Литье в ХТС значительно улучшает качество необработанных поверхностей стальной отливки по сравнению с другими технологиями литья в песчаных формах. Обычно для изготовления модельной оснастки используют дерево, металл или пластик МДФ..Для отверждения смол применяется продувка стержневых ящиков различными третичными аминами.

Технология литья в ХТС позволяет обеспечить высокое качество поверхности литья, отсутствие газовых дефектов и засоров в отливке.

Литьё чугуна по выжигаемым и выплавляемым моделям — сначала из специального материала изготавливается копия будущего изделия с необходимыми припусками на усадку и последующую механическую обработку.

Для выплавляемых моделей используют парафин, стеарин, воск или их смеси, а для выжигаемых применяют материалы, сгорающие на воздухе или в кислородной среде с малым образованием дыма и сухих остатков (как говорят профессионалы – с низкой зольностью).

Затем на полученную модель – неважно, выжигаемую или выплавляемую – наносят в несколько слоев (до девятнадцати) керамические порошки с силикатным связующим, высушивая модель после нанесения каждого слоя. В итоге вокруг модели образуется прочная жаростойкая корка, в которую затем и будет произведена заливка расплавленного чугуна.

Но перед заливкой модель необходимо каким-то образом удалить. Если модель выплавляемая, то корку вместе с моделью переносят в ванну с горячей водой, где парафиностеариновое вещество, температура плавления которой 61-75°С, плавится и с успехом покидает корку.

С выжигаемыми моделями поступают иначе – форма помещается в печь и долгий промежуток времени выдерживается при высокой температуре либо в воздушной среде, либо с подачей кислорода – для более полного и быстрого сгорания модели (потому модель и называется выжигаемой). Для удаления продуктов горения форма продувается сжатым воздухом.

Если позволяет среда, то перед заливкой форме дают остыть до комнатной температуры, а зольные остатки вымывают струей воды или выдувают воздухом. Но не всегда такое удаление сухих остатков возможно: при остывании на корке может появиться паутина трещин. По выжигаемым или выплавляемым моделям отливают различные сложные изделия (насосы, решетки, колеса), где штамповка не возможна, а также художественное литье (скамейки, статуэтки, фигуры, фонари (столбы) освещения).

Литьё чугуна в землю — самый дешёвый и простой способ литья. Модели изготавливают из различных материалов: дерева, гипса, металла. Самый популярный материал, это дерево. Сначала в модельном цехе из дерева изготавливают модель будущей отливки.

Она должна быть несколько большего размера, чем отливка, с учетом усадки металла при охлаждении. Модель (как и будущая форма) разъемная и состоит из двух половинок. В землеприготовительном отделении литейного цеха из земли и различных добавок готовят формовочную смесь.

Если у отливки должно быть внутреннее отверстие или полость, то необходимо приготовить еще одну смесь — для стержней. Назначение стержней — заполнить те места в форме, которые в детали соответствуют отверстиям или полостям.

Недостаток литья чугуна в землю: дорогостоящая механическая обработка: припуски даются не менее 7 мм (бывает до 40мм), обрабатываются практически все поверхности детали. 

Центробежное литье чугуна — самый дорогой способ литья. Чугун заливают во вращающуюся металлическую форму, при вращении он прижимается к стенкам модели, тем самым позволяет получать отливки высокой точности с минимальными припусками на обработку и отсутствие раковин, а также высокая плотность изделия.

Основные литые заготовки полученные данным методом: втулки, венцы червячных колес, роторы электродвигателей, водопроводные и канализационные трубы, заготовки гильз цилиндров двигателей внутреннего сгорания, облицовки судовых валов, корпуса сушильных цилиндров бумагоделательных машин, труба для энергетического машиностроения.

Возможности центробежного литья чугунных заготовок:

— с горизонтальной осью вращения (масса отливок до 100 кг, наружный диаметр от  160 до 300 мм, внутренний – не менее 130 мм, длина до 590 мм);

— с вертикальной осью вращения (масса отливок до 200 кг, наружный диаметр до 680 мм, высота до 500 мм).

Источник: https://avalda.ru/chugunnoe_lite

Чугунное литье

Способы отливки чугуна

Чугун — это сплав железа с углеродом и другими элементами. Является недорогим, прочным, износостойким, но хрупким конструкционным материалом, широко используемым в промышленности и строительстве.

Чугун

Технология литья из чугуна

Технология литья из чугуна впервые была освоена в Китае около Х века н.э., в Европе впервые упоминается в 14 веке, как материал для производства пушек. В России первое «литье чугунное, для делания пушек пригодное» относиться к эпохе Ивана IV Рюриковича.

Расцвет эпохи чугуна наступил в 19-20 веках. В это время из него делали мосты и трубопроводы, фонари и ограды, элементы архитектурного декора и несущие конструкции зданий. Кроме того, из того же материала отливали рельсы, детали станков, и двигателей.

Отдельно стоит упомянуть чугунную посуду, утюги и отопительные приборы.

Чугун также являлся исходным компонентом для производства стали мартеновским способом. Объем его производства был важнейшим показателем экономической мощи страны и ее военного потенциала.

С изобретением недорогих технологий производства и обработки сплавов алюминия и стали значение чугуна как конструкционного материала заметно снизилось.

Широкое развитие производства высокопрочных пластиков и композитных материалов окончательно оттеснило чугун с передовых позиций.

Процесс литья из чугуна

Чугун производится в доменных печах — огромных сооружениях, высотой с десятиэтажный дом. После расплавления руды и удаления примесей происходит отливка чугуна в стальные формы — изложницы. Получающиеся слитки (чушки) – содержат чугун определенной марки и готовы к дальнейшему переделу. На литейных заводах из них отливают различные готовые изделия.

Процесс литья из чугуна

Основные этапы процесса литья из чугуна:

  1. Подготовка модели готового изделия
  2. Изготовление формы для отливки
  3. Расплавление чугунных чушек
  4. Отливка расплава в формы
  5. Извлечение отливок и их окончательная обработка

Существует несколько методов изготовления моделей и подготовка форм

Основные методы чугунного литья

Современная промышленность использует много различных методов производства чугунного литья. Они сводятся к нескольким основным методам литья:

  • в формы из глиняно-песчаной смеси (так называемое литье «в землю»)

внутрь формы помещается модель готового изделия, полностью повторяющаяся его форму, но превышающая его по размерам на величину литейной усадки. Глиняно-песчаная смесь трамбуется и уплотняется, обеспечивая полное прилегание к модели. Литье чугуна в форму осуществляется через специально предусмотренные отверстия — литники.

  • в гипсовые формы (и из других отвердевающих растворов);
  • в оболочковые формы;
  • в кокиль (металлические защищенные формы);
  • по выплавляемым моделям;
  • под давлением.
  • В газифицируемую модель
Читайте также  Чем отличается чугун от металла?

Специалисты различают несколько видов чугуна, в зависимости от содержания тех или иных примесей.

Виды чугуна

Серый чугун содержит от 2,9% до 3,7% графита и кремний, обладает отличными литейными свойствами:

  • низкая температура плавления
  • высокая текучесть расплава
  • малая усадка.

Является подходящим материалом для корпусов станков и механизмов, поршней и блоков цилиндров двигателей. Высокая хрупкость исключает применение материала в деталях, работающих на изгиб и растяжение. Литье серого чугуна преимущественно проводится в песчаные формы и в кокиль.

Высокопрочный чугун, ВЧШГ, содержит графит в шаровидной форме. Этот вид графита отличается высокой вязкостью и ковкостью, пригоден для кузнечной обработки. Из него отливают трубы, трубопроводную арматуру, ответственные и высоконагруженные детали механизмов.

Высокопрочный чугун

Изделия из высокопрочного чугуна производят также методом литья в газифицируемую модель. Литье чугуна производится в форму из песчаной смеси, уплотненной вокруг полистироловых блоков моделей.

Для улучшения механических свойств отливки из высокопрочного чугуна подвергают термической обработке. Ее основные этапы:

  • нагрев до 850 °C;
  • выдержка в нагретом состоянии несколько часов;
  • медленное остывание в минеральном масле при 350 °C.

Термообработка повышает однородность материала и снимает внутренние напряжения в отливке, снижая вероятность возникновения трещин в процессе эксплуатации

Производство чугуна

Производство чугуна из ряда главных показателей экономической мощи страны отошло в ряд второстепенных, но не потеряло своего значения для экономики.

Лидером в производстве чугуна с почти десятикратным отрывом является Китай- 543,748 млн. т в год, следом идут Япония 66,943 млн. т, Россия — 43,945 млн. т и Индия — 29,646 млн. т. Китай производит более 50% мирового чугуна.

Чугун производится в доменных печах, подготовленная железная руда плавится вместе с добавками, в качестве топлива используется коксующийся каменный уголь или природный газ.

Основное потребление чугуна происходит сегодня в качестве компонента для выплавки стали. Развитие чугунного производства идет в основном в направлении повышения его энергоэффективности, экологичности и снижения издержек.

Производство чугуна

Уникальные свойства чугуна — дешевизна, прочность и коррозионная стойкость позволяют черному металлу уверенно смотреть в будущее.

Чугунные отливки

Чугунные отливки бывают разных размеров — от мелких деталей до многометровых станин крупных станков. Конфигурация их тоже бывает самая разнообразная — от простеньких втулок до изысканных литых решеток и ворот.

Чугунные отливки

Отливки из чугуна также подразделяются:

  1. по назначению – на общие и специальные, такие, как антифрикционные, жаропрочные и т.п.
  2. по структуре материала – на ферритные, перритные и смешанные
  3. По виду содержащегося графита — на шаровидные, пластинчатые, хлопьевидные и вермикулярные
  4. По содержанию углерода — на белые, серые и отбеленные

В металлургической науке существуют и другие классификации чугунных отливок.

Способы литья

Наиболее современный способ это литье по газифицируемым моделям. Этот способ позволяет не только осуществлять литье чугуна, но и получать стальные отливки. Способ отличается экономичностью, экологичностью и возможностью повторного использования материала форм.

Способ состоит из следующих этапов.

Подготовка моделей

Модели делают из предварительно вспененного и подсушенного полистирола с размером зерна 0,3— 0,9 мм. (в зависимости от габаритов детали). Материал задувается в формы, запекается и охлаждается.

Литье по газифицируемым моделям

Модели склеивают или спаивают в блоки. Далее блоки опускают в ванну, чтобы нанести противопригарное покрытие и высушивают. Если конфигурация изделия сложная, то покрытие наносят из сопла.

Формовка

Блоки моделей помещают в опоку, размещенную на вибрирующем основании, постепенно засыпая их песчано-глиняной смесью, их «землей». Иногда засыпку производят слой за слоем, отдельно уплотняя каждый.

Засыпанные и уплотненные формы перевозят в заливочный цех. Вакуумный насос завершает уплотнение песка и придание ему достаточной прочности.

Заливка металла

Металл заливают прямо в материал модели. Жидкий расплав испаряет полистирольные модели и заполняет все детали рельефа.

Формовка чугуна

Продукты сгорания полистирола удаляются вакуумным насосом прямо через стенки формы.

Завершающие операции

Отливки из чугуна остывают в форме. Темп снижения температуры и общая его длительность определяется весом детали, толщиной ее стенок и требованиями производственного процесса. Далее формы разбиваются, отливки очищаются от остатков противопригарной краски, удаляются литники.

Преимущества чугунного литья

Чугунное литье отличается от отливок из других материалов рядом преимуществ, таких, как:

  • дешевизной
  • высокой прочностью и износостойкостью
  • высоким качеством поверхности, сводящим к минимуму последующую механическую обработку

Характеристики и применение чугуна

Важно отметить, что при использовании современных методов литья дешевле получается не только сама отливка, но и конечная продукция. Многие производства, в конце 20 века заменившие чугунные детали своих изделий на стальные, вернулись или планируют вернуться к проверенному временем материалу на новом этапе его развития.

, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник: http://StankiExpert.ru/spravochnik/litejjnoe-proizvodstvo/chugunnoe-lite.html

Сущность метода литья

Способы отливки чугуна

Физическая сущность процесса литья определяется тремя важнейшими понятиями: «жидкотекучесть», «кристаллизация», «усадка».

Жидкотекучесть — способность материала заполнять форму в жидком состоянии. Жидкотекучесть зависит от вязкости и удельной теплоты плавления материала, а также от теплопроводимости и начальной температуры пресс-формы.

Кристаллизация — образование и рост кристаллов в затвердевающем металле. Процесс происходит в направлении, перпендикулярном поверхности теплоотдачи. Вследствие этого образовавшиеся зерна — монокристаллы в наружных областях мельче.

Усадка — Свойство литейных сплавов уменьшать объём при затвердевании и охлаждении. Усадочные процессы в отливках протекают с момента заливки расплавленного металла в форму вплоть до полного охлаждения отливки. Различают объёмную и линейную усадку, выражаемую в относительных единицах.

1. Основные виды литья

1. Литье в землю (литье в песчано-глинистые формы)

Литье в землю является сравнительно простым и экономичным технологическим процессом. Во многих отраслях машиностроения (автомобилестроение, станкостроение, вагоностроение и др.) при массовом производстве отливок чаще всего применяется этот метод.

Его технологические возможности:

· в основном, в качестве материала отливок используется серый чугун, обладающий хорошей жидкотекучестью и малой усадкой (1%), малоуглеродистая сталь (< 0,35%С).

Весьма ограничено производятся таким способом отливки из медных и алюминиевых сплавов.

Качество металла отливок весьма низкое, что связано с возможностью попадания в металл неметаллических включений, газовой пористостью (из за бурного газообразования при заливки металла во влажную форму).

· форма отливок может быть весьма сложной, но все же ограничена необходимостью извлечения модели из формы.

· размеры отливки теоретически неограниченны. Таким способом получают самые крупные отливки (до сотни тонн). Это станины станков, корпуса турбин и т. д.

· точность получаемых отливок обычно грубее 14 квалитета и определяется специальными нормами точности.

· шероховатость поверхности отливок превышает 0,3мм, на поверхности часто наличествуют раковины и неметаллические включения. Поэтому сопрягаемые поверхности деталей, заготовки которых получают таким методом, всегда обрабатывают резанием.

2. Литье в кокиль

Кокильное литье — это литье металла, осуществляемое свободной заливкой кокилей. Кокиль — металлическая форма с естественным или принудительным охлаждением, заполняемая расплавленным металлом под действием гравитационных сил. После застывания и охлаждения, кокиль раскрывается и из него извлекается изделие. Затем кокиль можно повторно использовать для отливки такой же детали.

Данный метод широко применяется при серийном и крупносерийном производстве.

Литье в кокиль ограничено возможностью изготовления крупногабаритных кокилей и обычно масса отливок не превышает 250кг.

Широкая гамма изделий для всех отраслей промышленности (детали двигателей, заготовки венцов зубчатых колес, корпусных деталей и т. д.).

3. Литье по газифицируемым моделям

Технология литья по газифицированным моделям является одной из самых перспективных и развивающихся в настоящее время технологий литья.

Эту технологию можно отнести к способу литья по выплавляемым моделям, но отличие в отличии от данных сходных способов модель удаляется (газифицируется) не до заливки, а в процессе заливки формы металлом, который вытесняя (замещая) «испаряющуюся модель» из формы, занимает освободившиеся пространство полости формы.

Основными преимуществами отливок, изготовленных по этой технологии являются следующие:

· высокая точность получаемых отливок даже при сложной конфигурации.

· качество и плотность металла в отливке обеспечивается за счет частичного вакуумирования в процессе литья.

· высокое качество поверхности отливок (RZ 80) позволяет в некоторых случаях совсем отказаться от механической обработки, которая была бы необходима при другом способе изготовления.

· минимальный припуск на механическую обработку если она всё же необходима.

· полная идентичность отливок в серии.

·

После того как был произведен выбор метода производства, необходимо выбрать возможный и приемлемый способ литья изделия — корпуса. Учитывая желаемые в дальнейшем характеристики, опираясь на экономический фактор, область применения и обширность производства в нашем случае подходит литье в песчаные формы.

2. Литье в песчаные формы

С помощью литья в песчаные формы получают до 75 % всех отливок. Этим методом можно получить изделия массой более 100 тонн, с минимальной толщиной стенок 3 — 5 мм, с шероховатостью поверхности Ra = 20 — 80 мкм в единичном, серийном и среднесерийном производстве.

Отливки получают в литейной форме, полость которой соответствует конфигурации отливки. При литье в песчаные формы их изготавливают из формовочной смеси, состоящей из формовочных материалов. Формовочную смесь засыпают в литейные опоки и выполняют в них отпечаток модели. (Литейная опока — приспособление для удержания формовочной смеси при изготовлении литейной формы, её транспортировке и заливки жидким расплавом).

Модель имеет конфигурацию внешней поверхности отливки, обычно её изготавливают из дерева, металла, пластмассы. Внутренняя поверхность отливки (отверстия, полости и т.п.) образуется при помощи литейного стержня, который устанавливают в форму.

Литейные стержни изготавливают из стержневой смеси в стержневых ящиках. Стержневые ящики изготавливают из тех же материалов, что и модели. Между полостью формы и стержнем образуется пространство, заполняемое жидким металлом. После его затвердевания образуется отливка.

Читайте также  Способы выплавки стали и чугуна

На рисунке 8 приведена схема технологического процесса литья в песчаные формы.

Рис.8 Схема технологического процесса изготовления отливки методом литья в песчаную форму

< Предыдущая СОДЕРЖАНИЕ Следующая >

Перейти к загрузке файла

1. В литейном цехе завода изготавливают формовочную и стержневую смеси.2. В технологическом бюро по чертежу детали (рис. 5) разрабатывают чертеж отливки (рис. 6).Рис. 5. Чертеж деталиПри разработке чертежа отливки определяется припуск на механическую обработку и припуск на усадку при кристаллизации и охлаждении отливок. Предусматриваются литейные уклоны, которые служат для удобства извлечения модели из формы без ее разрушения, и галтели — скругления углов отливки для предотвращения образования трещин в этих местах.Выбирается линия разъема модели и формы.Рис. 6. Чертеж отливки1 — припуск на механическую обработку; 2 — литейные уклоны; 3- плоскость разьема; По чертежу отливки в модельном отделении изготавливается модель отливки (рис. 7) и стержневой ящикРис. 7. Чертеж модели1 — Стержневые знаки; 2 — фиксаторы; В полости стержневого ящика из стержневой смеси изготавливается стержень (рис. 8).Рис. 8. СтерженьТехнология формовки3. На подмодельную плиту (рис. 9) устанавливается половина модели (без фиксаторов) и ставится нижняя опока. Поверхность модели покрывается тонким слоем модельной пудры (графита) для того, чтобы к ней при формовке не прилипала формовочная смесь. Для удержания пудры на поверхности модели модель смачивают керосином или соляркой. В опоку засыпается формовочная смесь и уплотняется с помощью трамбовок.Рис. 9. Изготовление нижней полуформы1 — формовочная смесь; 2 — опока; 3 — модель; 4 — подмодельная плита.4. Готовая полуформа поворачивается на 180о. Устанавливается вторая половина модели по фиксаторам. Устанавливается верхняя опока, и жестко фиксируется взаимное положение опок.Разъем литейной формы присыпается песком. Устанавливается модель стояка литниковой системы, производится засыпка и уплотнение формовочной смеси (рис. 10).Рис. 10. Изготовление верхней опоки1 — Верхняя опока; 2 — устройство для центрирования опок; 3 — модель; 4 — нижняя опока5. Удаляется модель стояка и начинается оформление литниковой системы (см. рис. 11): прорезается литниковая чаша. Накалываются вентиляционные каналы.

Рис. 11. Литниковая система:

1 — литниковая чаша; 2 — стояк; 3 — шлакоуловитель; 4 — питатель

6. Верхняя опока с набитой в ней формовочной смесью снимается с нижней опоки. Удаляется модель. Прорезаются питатель и шлакоуловитель — части литниковой системы.

7. Сборка формы. Перед сборкой литейная форма осматривается, заделываются местные разрушения, из полости формы и литниковой системы удаляют частицы формовочной смеси. После укладки стержней верхняя половина формы устанавливается на нижнюю, и форма готова для заливки металла (рис. 12).

Рис. 12. Литейная форма в сборе

1 — вентиляционный канал (выпор); 2 — формовочная смесь; 3 — полость формы; 4 — стержень; 5 — литниковая система

10. Обрубка отливок — процесс удаления с отливки прибылей, литников, выпоров и заливов по месту сопряжения полуформ. Обрубку производят пневматическими зубилами, ленточными и дисковыми пилами, газовой резкой и на прессах.

Литники от чугунных отливок отбивают молотками сразу же после выбивки из форм перед удалением стержней. После обрубки отливки зачищают, удаляя мелкие заливы, остатки прибылей, выпоров и литников.

11. На вертикально-сверлильном станке просверливаются 2 сквозных отверстия диаметром 16 мм в основе детали с помощью спирального сверла диаметром 16 мм.

Рис. 14. Спиральное сверло

12. Изделие готово к проведению упрочняющей обработки.

Page 3

Важнейшими этапами обработки сплавов являются термическая обработка. Термической обработкой обеспечивается заданный уровень свойств во всем объеме детали..

Под термической обработкой понимают комплекс операций нагрева и охлаждения сплава, осуществляемых по определенному режиму с целью изменения его строения и получения заданных свойств.

Основу термической обработки составляет изменение структурно-фазового состава и дислокационной структуры сплава, которое может быть достигнуто путем использования таких ключевых факторов, как наличие в нем аллотропических превращений или зависящей от температуры ограниченной взаимной растворимости компонентов.

Так как корпус является ответственной деталью машин с высокой надежностью, испытывающих при эксплуатации сложные виды нагружения (статические, ударные и знакопеременные нагрузки), то целесообразно провести следующие виды упрочняющей обработки:

Заключение

чугун литье сплав

В результате выполнения курсовой работы был разработан технологический процесс изготовления корпуса из серого чугуна СЧ20.

Так же были рассмотрены: основной способ получения серого чугуна СЧ20, его свойства и основные методы получения заготовки.

Был определен наиболее целесообразный и экономически выгодный метод получения заготовки и разработана совокупность операций по изготовлению детали. Сделан выбор упрочняющей обработки детали.

Список используемой литературы

Анурьев В.И., Справочник конструктора-машиностроителя: В3-х т. Т.1.-6-е издание, перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1982. — 584 с ил.

Горбацевич А. Ф., Шкред В. А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения: [учебное пособие для машиностротельных специалных вузов]. — 4-е изд., перераб. И доп. — Мн.: Выш. Школа, 1983.-256 с., ил.

Дальский А.Н., Арутюнова И.А., Технология конструкционных материалов, Учебник. — М.: Машиностроение 1985. — 450 с.

Косилова А.Г., Мещеряков Р.К, Калинин М.А. Точность обработки, заготовки и припуски в машиностроении. Справочник технолога. М., «Машиностроение», 1976.

В.Н Коробко, М.М. Сычёв, С.И. Гринёва. ЛИТЬЁ В ПЕСЧАНЫЕ ФОРМЫ. Методические указания к лабораторным работам. Санкт-Петербург, 2007.

4. СолнцевЮ.П., Пряхин Е.И. Материаловедение. — СПб.: Химиздат, 2004, — 735с.

5. Чернышов Е.А., Евстигнеев А.И., Евлампиев А.А. Литейные дефекты. Причины

образования. Способы предупреждения и исправления. — М.: Высшая школа, — 2007. — 234 с.

http://www.drevniymir.ru/ellinizm06.html

http://www.ereading.org.ua/bookreader.php/99301/Buslaeva_Materialovedenie._Shpargalka.html

http://osvarke.info/157-chuguny.html

Источник: https://studbooks.net/2517448/tovarovedenie/suschnost_metoda_litya

Чугунное литье: способы отливки, инструменты | мк-союз.рф

Способы отливки чугуна

Сплав железа, в котором содержится более 3% углерода, называется чугуном. Металл обладает высокой жидкотекучестью и твердостью, благодаря чему заполняет форму с конфигурацией любой сложности. Чугунное литье способно длительное время находиться на открытом воздухе, не подвергаясь коррозии и разрушению.

Технология производства чугуна была освоена еще в 17 веке. Из него изготавливали перила мостов, скульптуры, решетки для каминов и колосники в печи. Простая технология формовки и выплавки позволяет лить чугун в промышленных масштабах и домашних условиях.

Общие свойства чугуна

Чугун производят в доменных печах. Температура нагрева от горения газа и угольной пыли повышается. В результате получают 2 типа высокоуглеродистых сплавов:

Передельный сплав, в основном белый, очень твердый. Он содержит углерод в связанной форме, на изломе зерно белого цвета. Очень твердый, режущим инструментом не обрабатывается. Используется как основное сырье для получения сталей различных марок.

Остальные виды чугуна: серый, ковкий, высокопрочный. Они имеют высокую жидкотекучесть, используются для изготовления деталей методом литья в формы с последующей обработкой резанием. Твердость значительно выше, чем у незакаленных сталей. Высокое сопротивление стиранию. К недостаткам относится хрупкость, низкий предел сопротивления на изгиб и кручение.

Ковким назвали чугун за относительно высокую пластичность и устойчивость к динамическим нагрузкам. Он прочнее серого, благодаря компактным хлопьевидным включениям графита, расположенным между зерен. У высокопрочного сплава графит имеет шарообразную форму. Остальные виды чугуна содержат свободный углерод в виде пластин графита по границам зерен и относительно легко ломаются. На самом деле никакой вид чугуна ковать нельзя.

При обработке чугуна резанием на малой подаче и скорости получается поверхность с высокой чистотой. Размеры с точностью до 0,02 мм.

Завершающие операции

После заливки формы остаются в яме для равномерного остывания на 12–60 часов. Продолжительность процесса зависит от наибольшего сечения отливки.

Остывшую форму достают, освобождают деталь от формовочной смеси и вместе накопителями и прибылями помещают в термическую печь на отжиг. Металл нагревают до 800⁰–900⁰, в зависимости от массы отливки и марки чугуна. Затем выдерживают при заданной температуре несколько часов. Чугун вместе с печью медленно остывает до 300⁰. Затем отливку достают, и охлаждение продолжается на воздухе.

После отжига структура чугуна выравнивается, снимаются напряжения. Теперь обрезаются технологические надставки и другие элементы. Производится зачистка поверхности от остатков формовочной смеси, окалины.

Способы литья в домашних условиях

Литье чугуна в домашних условиях возможно. В середине 20 века в Китае почти на каждом огороде стояли маленькие печи и каждый производил чугунные детали.

Ванну или другую емкость с отверстием внизу необходимо обложить огнеупорным кирпичом, заполнить ее чугунным ломом, добавить кокс и раскислитель. Нагревать можно газовой горелкой. Важно помнить — чем меньше объем, тем хуже качество металла.
Загрузка…

Источник: https://xn----ntbhhmr6g.xn--p1ai/metallyi/osobennosti-chugunnogo-litya