Точность геометрических размеров, шероховатость поверхности отливок, полученных в песчаных формах, во многих случаях не удовлетворяют требованиям современной техники. Поэтому быстрыми темпами развиваются специальные способы литья: в оболочковые формы, по выплавляемым моделям, кокильное, под давлением, центробежное и другие, позволяющие получать отливки повышенной точности, с малой шероховатостью поверхности, минимальными припусками на механическую обработку, а иногда полностью исключающие ее, обеспечивают высокую производительность труда.
Литье в оболочковые формы. Оболочковые формы (разъемные, тонкостенные), изготавливают по схеме – металлическую модельную плиту, закрепляют на опрокидывающем бункере с формовочной смесью и поворачивают на 180 градусов. От теплоты модельной плиты термореактивная смола переходит в жидкое состояние и склеивает песчинки. Затем бункер возвращается в исходное положение, модельная плита снимается с бункера и нагревается в печи, при этом термореактивная смола переходит в твердое состояние. Твердая оболочка снимается с модели. Аналогично изготовляют и 2 полуформу.
Готовые оболочковые полуформы склеивают быстродействующем клеем на прессах. Заливка форм производится в вертикальном или горизонтальном положении. При заливке в вертикальном положении литейные формы помещают в опоки-контейнеры и засыпают кварцевым песком. Выбивку отливок проводят на специальных выбивных установках.
Литье в оболочковые формы обеспечивает высокую геометрическую точность отливок, так как формовочная смесь, обладая высокой подвижностью, дает возможность получать четкий отпечаток модели.
Литье по выплавляемым моделям. Этим способом отливки получают путем заливки расплавленного металла в формы, изготовленные по выплавляемым моделям многократным погружением в керамическую суспензию с последующими обсыпкой и отверждением.
Литье в кокиль. При литье в кокиль отливки получают путем заливки расплавленного металла в металлические формы – кокили. По конструкции различают кокили: вытряхные, с вертикальным разъемом и с горизонтальным разъемом.
Полости в отливках оформляют песчаными, оболочковыми или металлическими стержнями. Кокили с песчаными или оболочковыми стержнями используют для получения отливок сложной конфигурации из чугуна, стали и цветных металлов, а с металлическими стержнями – для отливок из алюминиевых и магниевых сплавов.
При литье в кокиль сокращается расход формовочной смеси и стержневой смеси. Затвердевание отливок происходит в условиях интенсивного отвода теплоты от залитого металла, что обеспечивает более высокие плотность металла и механические свойства, чем у отливок, полученных в песчаные формы. Кокильные отливки имеют высокую геометрическую точность размеров и малую шероховатость поверхности. Этот способ литья высокопроизводителен. Недостатки – высокая трудоемкость изготовления кокилей, их ограниченная стойкость, трудность изготовления сложных по конфигурации отливок.
Литье под давлением. Литьем под давлением получают отливки в металлических формах (пресс-формах), при этом заливку металла в форму и формирование отливки осуществляют под давлением. Изготавливают отливки на машинах литья под давлением с холодной или горячей камерой прессования.
Литье под давлением используют в массовом и крупносерийном производствах отливок с минимальной толщиной стенок 0,8 мм, с высокой точностью размеров и малой шероховатостью поверхности за счет точной обработки и тщательного полирования рабочей полости пресс-формы.
Недостатки литья под давлением – высокая стоимость пресс-форм и оборудования, ограниченность габаритных размеров и массы отливок, наличие воздушной полости, снижающей прочность деталей.
Центробежное литье. При центробежном литье сплав заливают во вращающиеся формы; формирование отливки осуществляется под действием центробежных сил, что обеспечивает высокую плотность и механические свойства отливок.
Центробежным литьем отливки изготовляют в металлических, песчаных, оболочковых формах и в формах для литья по выплавляемым моделям на центробежных машинах с горизонтальной или вертикальной осью вращения.
Преимущества центробежного литья – получение внутренних полостей трубных заготовок без применения стержней; большая экономия сплава за счет отсутствия литниковой системы; возможность получения двухслойных заготовок.
В отливках в результате неравномерного затвердевания тонких и толстых частей и торможения усадки формой при охлаждении возникают внутренние напряжения. Эти напряжения тем выше, чем меньше податливость формы и стержней. Если величина внутренних напряжений превзойдет предел прочности литейного сплава в данном участке отливки, то в теле ее образуются горячие или холодные трещины. Если литейный сплав имеет достаточную прочность и пластичность и способен противостоять действию возникающих напряжений, искажается геометрическая форма отливки.
Горячие трещины в отливках возникают в процессе кристаллизации и усадки металла при переходе из жидкого состояния в твердое. Проходят по границам кристаллов и имеют окисленную поверхность.
Холодные трещины возникают в области упругих деформаций, когда сплав полностью затвердел.
Коробление – изменение формы и размеров отливок под влиянием внутренних напряжений, возникающих при охлаждении.
Билет №8