• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Литво чавуну.

Перед заливкою кокіль зсередини покривають теплозахисним покриттям і фарбою. Фарбою покривають повторно кожні 100-200 заливок. Перед заливкою кокіль нагрівають до 200-250^оС, зверху фарби покривають ацетиленовою сажею (проти відбілу). Під час роботи кокіль не повинен нагріватися вище 400^оС. Кокіль охолоджують повітрям. Стійкість – до 3-5 тисяч заливок, температура заливки – 1280-1330^оС.

Чавунні відливки піддають відпалу для зняття внутрішніх напружень при температурі 500-600^оС та для зняття відбілу при температурі 850-950^оС.

Литво алюмінієвих сплавів.

Стійкість кокілю – до 50 тисяч заливок (оскільки температура заливки – 710-720^оС).

Кокіль нагрівають до температури 300-350^оС при литві складних тонкостінних відливок, до температури 200-250^оС в інших випадках. Для живлення теплових вузлів встановлюють додатки, забезпечують направлене твердіння відливки.

Литво магнієвих сплавів.

Температура перегріву – 130-180^оС. Робочу поверхню кокілю перед заливкою покривають сіркою для попередження окислення і загорання. Струмінь металу при заливці опилюють сумішшю сірки і борної кислоти. Після заливки дзеркало металу у стояку і додатках покривають сіркою або флюсом. Застосовують масивні додатки, які виконують в стержнях або керамічних вставках.

Литво мідних сплавів.

Найчастіше отримують відливки з олов’яних, алюмінієвих бронз, кременистої латуні. Температура перегріву – 100-120^оС. застосовують додатки.

Литво сталі.

Отримують відливки зі сталей 15Л, 20Л, 25Л, 35Л, 45Л, рідше – з легованих сталей. Температура кокілю – 200-300^оС. Застосовують додатки. Відливки піддають відпалу, нормалізації, гартуванню.

Механізація кокільного литва

Механізують операції розкривання і закривання форм, встановлення і виймання стержнів, видалення відливок, фарбування кокілів, нагріву, заливки.

Для крупних складних відливок застосовують механізовані кокілі з програмним керуванням. Їх використовують при крупносерійному і масовому виробництві для виготовлення однакових або однотипних відливок.

Для дрібних і середніх нескладних відливок застосовують кокільні машини:

- однопозиційні універсальні машини – для виготовлення різноманітних відливок;

- карусельні кокільні машини – для невеликих відливок при крупносерійному і масовому виробництві, число кокілів – від 3 до 8, мають велику продуктивність;

- кокільні конвеєри – в масовому виробництві для невеликих відливок.

Приводи машин можуть бути пневматичними, гідравлічними, електричними.

Контрольні питання:

1. Суть литва в кокіль та область його застосування.

2. Переваги способу литва в кокіль.

3. Недоліки способу литва в кокіль.

4. З яких операцій складається технологічний процес кокільного литва?

5. Типи кокілів за конструкцією.

6. *Матеріали для виготовлення кокілів та способи їх виготовлення.

7. *Як виводять гази з кокілю?

8. *Особливості ливникових систем при литві в кокіль.

9. *Для чого виконують фарбування кокілів? Склад фарб.

10. *Облицьовані кокілі: для чого їх застосовують та технологія їх виготовлення.

11. *Особливості кокільного литва чорних і кольорових сплавів.

12. *Як механізують процес кокільного литва?

13. ***Вміти вибирати тип кокілю за конструкцією та технологію кокільного литва залежно від характеристик відливки.

Література: 1, с.354-361, 2, с.253-256, 3, с.496-525.

Тема 10.2 Литво під тиском

1. Особливості процесу литва під тиском та його застосування.

2. Технологічне оснащення для литва під тиском.

3. Машини для литва під тиском.

4. Технологічні режими литва під тиском.

5. Литво під низьким тиском.

Особливості процесу литва під тиском та його застосування

Суть процесу: розплавлений метал подається в металічну форму під надлишковим тиском до декількох атмосфер.

Сполучення металічної форми і високого тиску дозволяє отримувати якісні відливки. Форми для литва під тиском – прес-форми.

Переваги способу:

1) Висока точність розмірів відливки.

2) Висока чистота поверхні.

3) Мінімальні припуски на обробку різанням.

4) Дрібнозерниста структура.

5) Високі механічні властивості.

6) Висока продуктивність.

7) Можливість отримання складних тонкостінних відливок.

8) Можливість автоматизації.

9) Скорочення виробничого циклу.

Недоліки способу:

1) Газоповітряна пористість у відливках.

2) Знижена пластичність відливок.

3) Відливки не можна піддавати термічній обробці і експлуатувати при високих температурах.

4) Висока вартість і складність виготовлення прес-форми.

5) Важко отримувати відливки зі складними порожнинами.

6) Обмежена номенклатура сплавів.

Рисунок 62. Відливки, отримані литвом під тиском.

Для литва під тиском застосовують спеціальні машини. Прес-форма складається з рухомої і нерухомої частин, які закріплюють болтами на плитах машини. Для відкриття і закриття форми служить механізм запирання з гідроциліндром.

Процес литва починається з підігріву прес-форми, заливального стакану і пресувального поршня шляхом кількох заливок розплаву. Потім прес-форму змащують спеціальними мастилами, перевіряють її роботу при відкриванні і закриванні. Далі прес-форму закривають і скріплюють механізмом запирання.

В пресовий стакан заливають розплав, вмикають механізм запресовки і поршень витісняє розплав в порожнину форми. Після твердіння і охолодження відливки прес-форму розкривають і виштовхують з неї відливку. Так працює машина з горизонтальною холодною камерою пресування (рис.63).

Рисунок 63. Схема машини з горизонтальною холодною камерою пресування: 1 – камера пресування, 2 – пресувальний поршень, 3 – рухома частина форми, 4 –нерухома частина форми , 5 – металічний стержень, 6 – виштовхувачі.

Литвом під тиском можна отримувати відливки зі стінками товщиною до 0,8мм, припуски на обробку не перевищують 0,8мм. Застосовують цей спосіб литва в приладобудуванні, автомобільній, тракторній, електротехнічній та інших галузях промисловості для одержання відливок з кольорових сплавів при масовому і крупносерійному виробництві.

Сплави для литва під тиском повинні мати добру рідкотекучість, малу усадку, достатню міцність і пластичність при високих температурах.

Застосовують:

1) Алюмінієві сплави (найчастіше) – АЛ2, АЛ4, АЛ11, АЛ9 та ін.; стійкість прес-форм – близько 50 тисяч і більше заливок; температура заливки – 640-660^оС.

2) Цинкові сплави – ЦАМ4-1, ЦАМ5-10; стійкість прес-форм – до 500 тисяч заливок; температура заливки – 410-420^оС.

3) Магнієві сплави – МЛ3, МЛ5, МЛ6.

4) Латуні – ЛЦ16К4, ЛЦ40С та ін.; температура заливки – 980-1100^оС.

Тривалість заповнення форми металом – від сотих до тисячних долей секунди.

Швидкість заливки – 0,5-35м/с. При такій швидкості гази не встигають вийти і залишаються у відливці у вигляді найдрібніших бульбашок. При нагріві газові бульбашки розширюються, що приводить до зміни розмірів або тріщин, тому відливки не можна піддавати термічній обробці і експлуатувати при високих температурах.

Існує два принципи заповнення форми розплавом:

1. Принцип максимального тертя – заповнення форми через тонкий (0,5-1,5мм) живильник зі швидкістю більше 15м/с; можна отримувати тонкостінні складні відливки; у відливках утворюються газоусадочні пори.

2. Принцип мінімального тертя – заповнення форми через масивний живильник; швидкість заповнення менше; отримують товстостінні відливки; відливки щільніше.

Для підвищення щільності, герметичності і механічних властивостей відливок застосовують такі різновиди способу:

1. Вакуумування прес-форми і камери пресування (рис.64) – прес-форму поміщають в герметичний кожух, відкачують повітря; при цьому зменшується пористість, підвищуються механічні властивості, можна отримувати деталі зі стінками на 30% тонше, піддавати їх термічній обробці, але ускладнюється конструкція машини, знижується її продуктивність.

2. Кисневий процес – перед заливкою у прес-форму подається кисень, який витісняє повітря з її порожнини та прес-камери; при заливці метал реагує з киснем, в прес-формі утворюється вакуум, а у розплаві – найдрібніші включення оксидів, рівномірно розподілені в об’ємі відливки; отримують щільні відливки, з добрими механічними властивостями, їх можна піддавати термічній обробці, але ускладнюється конструкція машини, підвищується вартість відливок.

3. Литво з підпресовкою – застосовують такий режим технологічного процесу, при якому метал у живильнику і камері пресування твердіє довше, ніж відливка, що дозволяє передавати тиск поршня на відливку до повного її твердіння.

4. Литво сплавів у твердорідкому стані – сплав у форму заливають при температурі менше температури ліквідусу, усадка його менше, газова пористість також менше через малі швидкості заливки (до 7м/с); зменшується знос деталей прес-форми, усувається приварювання металу до форми.

Рисунок 64. Прес-форма для литва під тиском із застосуванням вакууму:

1 — рухома плита машини, 2 — передня (рухома) плита герметизуючих прес-форму кожухів 3 і 4, 5 — патрубок, що з’єднує порожнину кожуху з вакуумним балоном, 6 — задня (нерухома) плита кожуху, 7 — нерухома плита машини, 8 — камера пресування, з’єднана каналами 9 и 10 з вакуум-насосом, 11 — нерухома і 12 — рухома частини прес-форми, 13 — ущільнювачі, що забезпечують герметизацію кожухів і прес-форми.

Технологічне оснащення для литва під тиском

Прес-форми (рис.65) виготовляють з жароміцних хромистих сталей 3Х2В8Ф, 4Х5МФС, 4Х5В2ФС, вуглецевих сталей У8, У10. Стійкістьпрес-форми – число придатних відливок, які отримують в ній (для алюмінієвих сплавів – 60-200 тисяч, для латуней – 5-50 тисяч).

По площині роз’єму прес-форма ділиться на нерухому частину (матрицю) і рухому (пуансон), що має пристрій для виштовхування відливки.

Матриця кріпиться до нерухомої плити машини з боку камери пресування та зв’язана з нею ливниковим каналом. Відливка знаходиться в тій частині форми, яка має велику кількість виступів, що утворюють внутрішні контури. Робочу частину матриці і пуансону виготовляють у вигляді змінних вкладишів. Ливниковий канал виконують в ливниковій втулці. Кріплення деталей прес-форми здійснюється через підкладні плити. Стержні встановлюють як у рухомій, так і нерухомій частині. Для направлення струменю розплаву служить розсікач. Відливка з рухомої частини форми видаляється виштовхувачами.

Плити пуансону, матриці, штовхачів, а також штовхачі, стержні, розсікачі уніфіковані, а вкладиші матриці і пуансону виготовляють змінними.

Відповідальні деталі прес-форми піддають термічній обробці (для підвищення стійкості), охолоджують робочі поверхні повітрям, а стінки – водою, що циркулює всередині стінок.

Рисунок 65. Прес-форма для литва під тиском відливки з латуні: 1 и 2 — вкладиші; 3 — ливникова система; 4 — відливка; 5 і 7 — плити кріплення прес-форми до машини; 6 — обойми для кріплення вкладишів; 8 — механізм пересування стержнів; 9 — рухомий стержень; 10 — виштовхувач; 11 и 12 — механізми виштовхування.

Машини для литва під тиском

Застосовують машини з гарячою або холодною камерою пресування.

Машини з гарячою камерою пресування (рис.66, в) застосовують для легкоплавких сплавів на основі цинку, свинцю, олова. Камера пресування знаходиться в тиглі з розплавом, сполучається з ним отвором, через який в камеру потрапляє розплав. Поршень, що рухається вниз, перекриває отвір, і розплав по каналу поступає в порожнину форми. Після твердіння відливки поршень повертається у вихідне положення, залишки розплаву з каналу зливаються в камеру пресування. Після видалення відливки цикл повторюється.

Недолік: робочі органи машини швидко виходять з ладу; не можна застосовувати високий тиск пресування.

Машини з холодною камерою пресування (рис.66, а,б) застосовують для отримання відливок з алюмінієвих, мідних, магнієвих сплавів. Розплав подається з печі в пресовий стакан мірним ковшем або спеціальним автоматичним дозатором. Пресувальний поршень рухається вертикально або горизонтально. Тому розрізняють машини з вертикальною і горизонтальною камерою пресування (частіше – з горизонтальною, вони на 10-20% більш продуктивні, простіше в обслуговуванні, можна розвивати великі зусилля пресування).

При литві алюмінієвих і мідних сплавів тиск сягає 30-177МПа.

Машина з горизонтальною камерою пресування була розглянута вище.

В машинах з вертикальною камерою пресування розплав подається в камеру і поршнем через мундштук подається в прес-форму. Залишок металу (прес-залишок) виштовхується уверх з камери нижнім поршнем з пружиною.

Сучасні машини для литва під тиском обладнані автоматичними дозаторами металу: механічними з гідроприводом, вакуумними, електромагнітними, пневматичними. Також автоматизовано змащування прес-форми, камери пресування і поршня, регулювання системи підігріву і охолодження прес-форми, виймання відливки і обрізка ливників (автоматичні ливарні комплекси для литва під тиском).

Рисунок 66. Схеми литва під тиском на машинах з камерами пресування: а — холодною горизонтальною; б — холодною вертикальною; в — гарячою; 1 — плита кріплення рухомої частини форми; 2 — виштовхувачі; 3 — рухома матриця форми; 4 — порожнина форми (відливка); 5 — нерухома матриця форми; 6 — камера пресування; 7 — пресувальний поршень; 8 — прес-залишок; 9 — тигель нагрівальної печі; 10 —мундштук, що обігрівається.

Технологічні режими литва під тиском

Відливка повинна бути рівностінною для усунення газової, усадочної пористості і раковин.

Ливникова і вентиляційна система повинні забезпечувати заповнення форми розплавом без ударів об стержні, виступи, повинна бути без різких поворотів і розширень, щоб метал рухався без завихрень і захоплення повітря, а також забезпечувати видалення повітря і газів з форми.

Живильники не повинні утворювати зустрічних потоків розплаву.

Ливникові системи бувають 3-х типів (рис.67):

1) Пряма – підведення металу безпосередньо у тіло відливки, застосовують для відливок коробчастого типу без отворів у центрі; найбільш економічна.

2) Внутрішня – для відливок типу рамок, що мають отвори; метал підводиться з боку внутрішнього контуру відливки; система дозволяє зменшувати розміри форми.

3) Бокова – для будь-яких відливок; метал підводиться збоку по зовнішньому контуру відливки; можна отримувати декілька відливок в одній формі.

Для вертикальної камери пресування застосовують будь-яку ливникову систему, для горизонтальної – пряму або внутрішню.

Ливникова система складається із прес-залишку, ливникового каналу, живильника (на машинах з вертикальною камерою додається ще ливниковий хід).

Рисунок 67. Ливникові системи для литва під тиском: a — бокова (зовнішня) для одномісної прес-форми, б — бокова для багатомісної прес-форми, в, г — пряма відповідно для машини з вертикальною і горизонтальною камерами пресування, д — внутрішня; 1 — відливка, 2 — живильники, 3 — прес-залишок, 4 — ливниковий хід, 5 — промивники.

Вентиляційна система (рис.68) – канали у вигляді щілин глибиною 0,05-0,3мм, шириною 5-20мм в площині роз’єму форми, вони з’єднуються з більш крупними каналами (промивниками), які з’єднуються з атмосферою.

Розрахунок ливникової системи зводиться до визначення площі перерізу живильників.

Один з методів: , мм² (для тонкостінних відливок масою до 0,5кг),

де m_відл – маса відливки, г,

ρ – густина сплаву, г/см³,

К – коефіцієнт, що залежить від швидкості впуску, часу заливки, форми відливки, виду сплаву.

Існують інші методи, основані на дослідних і практичних даних.

Рисунок 68. Вентиляційні канали в прес-формах:

а — у вигляді спеціальних встановлених в прес-формі вент 1 с газовідвідними каналами 2, 3, 4; б — у вигляді щілинних зазорів 5 між знаком стержня 6 и частиною прес-форми 7, в яку він встановлений, в — у вигляді щілинних каналів 8 на поверхні роз’єму прес-форми.

Температура нагріву прес-форми перед заливкою цинкових сплавів – 120-160^оС, алюмінієвих сплавів - 180-250^оС, латуней - 280-320^оС, свинцевих, олов’яних сплавів - 50-80^оС.

Тиск пресування: для цинкових сплавів – 44-59МПа, магнієвих сплавів – 49-78МПа, алюмінієвих сплавів – 34-64МПа, латуней – 59-98МПа.

Литво під низьким тиском

Рисунок 69. Установка для литва під низьким тиском: 1- тигель з рідким металом; 2- кришка; 3 - металопровід; 4 - форма; 5 - ливникова втулка; 6 - стержень; 7 - повітропровід; 8 - ливник; 9 - колектор; 10 – клапан.

Суть (рис.69): розплав знаходиться в тиглі роздавальної печі, на дзеркало металу діє надлишковий тиск повітря або газу, під тиском розплав піднімається по опущеному в метал металопроводу у форму, встановлену на кришці печі. Після твердіння відливки газ випускають в атмосферу. Залишки розплаву з металопроводу зливають в тигель. Застосовують для литва алюмінієвих, магнієвих, мідних сплавів, рідше – сталі. Форми – металічні, стержні – піщані або оболонкові. У формі передбачають вентиляційну систему для видалення повітря і газів при заливці. Масивні частини відливки розташовують внизу форми, тонкі частини – вверху, забезпечуючи послідовне твердіння відливки.

Переваги способу:

1) Скорочення витрат металу на ливники і підвищення виходу придатного.

2) Отримання щільних відливок без газоусадочних дефектів.

3) Високі механічні властивості відливок.

Контрольні питання:

1. Суть литва під тиском і область його застосування.

2. Переваги і недоліки способу литва під тиском.

3. Сплави для литва під тиском.

4. **Чому відливки, отримані литвом під тиском, не можна піддавати термічній обробці і експлуатувати при високих температурах?

5. **Які існують принципи заповнення форм розплавом?

6. *Які заходи застосовують для підвищення щільності і герметичності відливок при литві під тиском?

7. *Матеріал для виготовлення прес-форм для литва під тиском і особливості їх конструкції.

8. Які існують типи машин для литва під тиском?

9. Машини для литва під тиском з гарячою камерою пресування.

10. Машини для литва під тиском з холодною горизонтальною камерою пресування.

11. Машини для литва під тиском з холодною вертикальною камерою пресування.

12. *Типи і склад ливникових систем для литва під тиском.

13. *Як влаштована вентиляційна система прес-форм?

14. Суть литва під низьким тиском.

15. ***Вміти вибирати тип ливникової системи та тип машини для литва під тиском залежно від характеристик відливки.

Література: 1, с.361-373, 2, с.256-260.

Читайте також:

1. Безперервне литво
2. В 1569 р. між Польщею та Литвою була укладена Люблінська унія.
3. Виробництво виливків із чавуну.
4. Вплив хімічного складу і швидкості охолодження на структуру і властивості чавуну.
5. Електрошлакове литво
6. Захоплення Литвою і Польщею українських земель. Політика Гедиміна і Ольгерда.
7. Розподіл і захоплення українських земель Литвою, Польщею та іншими державами
8. Тема 10.3 Литво по виплавлюваних моделях

Переглядів: 1595