2.Литье под давлением.
3.Цветное литье
Литье в оболочковые формы.
Литьем в оболочковые формы называется такой метод литья, при котором отливки получаются в форме, состоящей из двух песчано-смоляных оболочек. Изготовление оболочковых форм и стержней производится из мелкозернистого кварцевого песка с добавкой в качестве связующего вещества искусственной термореактивной смолы. Характерной особенностью таких смол является их способность при определенной температуре необратимо твердеть. При нагревании до 140-160ºС эти смолы расплавляются, превращаясь в клейкую массу, и обволакивают зерна кварцевого песка, а затем при повышении температуры до 250-300ºС уже через несколько секунд затвердевают. Этим свойством смолы и пользуются, чтобы получить твердую оболочковую форму. При повышении температуры более 600ºС (при заливке металла в форму) смола, не расплавляясь, сгорает, образуя в оболочке поры, облегчающие выход газам. Обычно в качестве связующего вещества применяется смола ПК-104 (фенолформальдегидная). В составе формовочных смесей указанной смолы содержится 6-8%, а в стержневых 4-5%. Для улучшения смешиваемости смолы с песком и уменьшения пылевыделения в состав смесей обычно добавляют керосин или жидкую смесь, состоящую из 50% раствора жидкого бакелита в фурфуроле. Для изготовления оболочек применяют обычно чугунные модельные плиты, на которых укрепляют половинки моделей, модели литниковой системы, толкатели и фиксаторы. Точность сборки верхней оболочки с нижней обеспечивается устроенными на плите фиксаторами типа выступ- впадина, когда на одной плите изготовляются оболочки с впадинами, а на другой – с выступами.
По сравнению с литьем в обычные песчаные формы этот метод литья имеет следующие основные достоинства:
1)отливки получаются с более точными размерами (класс 7-9), лучшей чистотой поверхности (класс 3-6) и меньшими припусками на механическую обработку.,
2)существенно уменьшается трудоемкость изготовления отливок (выбивки, очистки и механической обработки и т.д.).,
3)сокращается расход формовочных материалов и количество металла благодаря меньшим размерам литниковых каналов.,
4)снижается брак отливок, особенно по зазорам.
К основным недостаткам литья в оболочковые формы относятся следующие: оболочковая форма служит один раз., высокая стоимость формовочной смеси, модельной оснастки и оборудования., выделение вредных газов при нагревании оболочек и заливке металла.
Литье под давлением.
Литьем под давлением называется такой метод литья, когда жидкий металл заполняет полость металлической формы (прессформы) под принудительным большим давлением (удельное давление на металл при прессовании составляет около 1000 кгс/см² и более).
Отливка деталей производится на специальных машинах с холодной или горячей камерами прессования.
Из сплавов наибольшее применение получили: алюминиевые (марки АЛ2, АЛ3, АЛ9), магниевые (марки МЛ5, МЛ6), медные- латуни (марки ЛС59-1, ЛК 80-3Л) и цинковые, различных марок. В последнее время этот метод литья начали применять и для изготовления отливок из стали.
В настоящее время имеют наибольшее применение три типа машин литья под давлением: с холодной горизонтальной камерой прессования, с холодной вертикальной камерой прессования и с горячей вертикальной камерой прессования.
Прессформы делают из стали. Детали, непосредственно соприкасающиеся с расплавленным металлом, изготовляют из легированных жаропрочных сталей.
При производстве стальных отливок лучшие результаты показали формы, сделанные из меднокобальтобериллиевого сплава.
Основными преимуществами метода литья под давлением по сравнению с другими методами литья являются следующие:
-очень высокая производительность- небольшие полностью автоматизированные машины имеют до 1400-1800 циклов в час, более крупные полуавтоматические машины до 400 циклов в час.,
-большая точность размеров (класс 4-5 точности) и высокая чистота поверхности получаемых отливок, почти не требующих последующей механической обработки.
Можно получать очень сложные по конфигурации отливки, в том числе армированные стальными и другими деталями., можно изготовлять отливки с толщиной стенки до 0,5мм и отверстия диаметром до 1мм.
Переход на литье под давлением снижает трудоемкость изготовления отливок в 10-12 раз в литейных и в 5-8 раз в механических цехах.
К недостаткам этого метода литья относятся следующие: высокая стоимость прессформ и машин (стоимость прессформы в 3-5 раз выше стоимости кокиля)., образование пористости и раковин в массивных частях отливок, поэтому отливки, отлитые под давлением, нельзя термически обрабатывать., затруднительно изготовление отливок из черных металлов., ограничены размеры и вес отливок.
Область применения литья под давлением очень обширна. В настоящее время этим методом литья производят самые разнообразные отливки, в основном из сплавов цветных металлов.
Литье под давлением применяется в серийном и массовом производствах. С увеличением партии однотипных деталей снижается их стоимость, тем выгоднее применять этот метод литья.
Цветное литье.
Производство отливок из медных сплавов.
Для производство фасонных отливок наиболее широкое применение получили бронзы и латуни.
Бронзы применяются оловянные и специальные (безоловянные). Из оловянных бронз используют бронзы марок БрОЦС 5-5-5, БрОЦС 6-6-3 и др. Название специальных бронз дается по основному легирующему компоненту: алюминиевая, кремнистая, марганцовистая и т.д.
Оловянные бронзы применяют для изготовления отливок арматуры, зубчатых колес, подшипников, втулок и других деталей. В связи с тем что олово является дефицитным и дорогостоящим металлом, в практике, всюду где представляется возможным, оловянные бронзы заменяют специальными. Эти бронзы используют для фасонного литья таких деталей, как шестерни, втулки, седла клапанов, подшипники и других деталей.
Для изготовления отливок, кроме бронз, применяют специальные латуни (кремнистые, свинцовистые, марганцовистые) марок ЛК80-3, ЛС59-1л и др. Эти латуни содержат специальные добавки алюминия, марганца, кремния, железа, свинца, улучшающие их литейные, механические и другие свойства, а также обрабатываемость резанием.
Из них изготовляют подшипники, втулки, шестерни, санитарно-техническую арматуру и другие детали. Латуни имеют более низкую температуру плавления и лучшие литейные свойства, чем бронзы. Это позволяет производить из них отливки разными способами: в песчаные формы, кокиль, литьем под давлением и др.
Для приготовления медных сплавов применяют тигельные, дуговые и индукционные электропечи. Дуговые печи служат для плавки бронз, а индукционные- для плавки латуней. Для предохранения металла от окисления плавку производят под слоем древесного угля. Готовый сплав перед разливкой в формы раскисляют фосфористой медью. В качестве противопригарной добавки в формовочную смесь вводят мазут.
Производство отливок из алюминиевых сплавов.
Алюминиевые литейные сплавы, применяемые для изготовления фасонных отливок, имеют хорошие технологические и механические свойства, которые изменяются в зависимости от состава сплава, методов литья и термической обработки. Литейные алюминиевые сплавы разделяются на пять групп:
1)на основе алюминия-кремния (силумины АЛ2, АЛ4, АЛ9.,
2)на основе алюминия-магния (АЛ8, АЛ13).,
3)на основе алюминия-меди (АЛ7, АЛ12).,
4)на основе алюминия-меди-кремния (АЛ3, АЛ3В, АЛ6).,
5)на основе алюминия-кремния-цинка-меди (АЛ16В, АЛ17В).
Сплавы первой группы, содержащие 6-13% кремния, характеризуются высокими литейными свойствами (хорошей жидкотекучестью, малой усадкой), высокой пластичностью, достаточной механической прочностью, не образуют горячих трещин.
Сплавы второй группы, содержащие от 4,5 до 11,5% магния, являются высокопрочными, коррозионностойкими и наиболее легкими.
Сплавы третьей группы, содержащие от 3 до 11% меди, имеют пониженные литейные и коррозионные свойства, но обладают хорошей износостойкостью.
Сплавы четвертой группы, содержащие от 3 до 6% кремния и 1-8% меди, обладают высокой жидкотекучестью, коррозионной стойкостью и хорошей свариваемостью.
Сплавы пятой группы, содержащие 3-5% кремния., 4-7% цинка., 2-4% меди, отличаются от сплавов других групп повышенной прочностью и жаростойкостью, но имеют худшие литейные свойства (низкую жидкотекучесть и большую усадку).
Из алюминиевых сплавов изготовляют отливки для авиастроения и автостроения, для бытовых изделий и пр.
Наиболее широкое применение для плавки алюминиевых сплавов получили тигельные индукционные и камерные электрические поворотные печи.
Плавка сплавов ведется под слоем флюса. Для измельчения зерна и получения более плотных отливок алюминиевые сплавы подвергают модицированию. В качестве модификаторов применяют чистый натрий и его соли.
Перед разливкой алюминиевые сплавы рафинируют от неметаллических и газовых включений продувкой хлором или путем замешивания флюса. Хлорирование производится в течение 10-15 мин в ковше в специальных камерах при температуре металла 750-770ºС. При этом образуется газообразный треххлористый алюминий, который, выходя из расплава, увлекает за собой другие газы и неметаллические примеси, всплывающие на поверхность, откуда они удаляются.
Готовые алюминиевые сплавы затем заливаются при температуре 720-750ºС в формы. Для изготовления отливок из алюминиевых сплавов применяют главным образом литье в кокиль и литье на машинах под давлением. Быстрое охлаждение отливок в металлических формах способствует измельчению структуры и повышению механических свойств.
СРСП 10.