Способы литья

I. Литье в неметаллические (разрушающиеся или разовые) формы

Рис. 36.5. Литейная форма для получения отливок в песчаных формах 1- опока верхней полуформы; 2- опока нижней полуформы; 3- формовочная смесь; 4- полость литейной формы для получения отливки; 5- выпор, предназначенный для вывода газов из формы при заливке, контроля степени заполнения формы расплавленным металлом и для слива избыточного холодного металла из верхней части полости формы; 6- стержень для формирования внутренней полости отливки; 7- вентиляционный канал стержня для выхода газов; 8- наколы в формовочной смеси для обеспечения газопроницаемости литейной формы; 9- литниковая чаша; 10- стояк; 11- шлакоуловитель; 12- питатель; 13- цетрирующие стнржни для предотвращения взаимного смещения полуформ (исключения перекоса отливки); РЛФ – разъем литейной фрмы. Литейная опока (поз. 1и 2) – это приспособление в виде жёсткой рамы (открытого ящика), служащее для удержания формовочной смеси в процессе изготовления литейной формы и её последующей транспортировки и заливки металлом. Литниковая чаша 9, стояк 10, шлакоуловитель 11 и питатель 12 образуют литниковую систему. Литниковая система – система каналов и элементов литейной формы для подвода в её полость расплавленного металла. Она обеспечивает заполнение и питание отливки при затвердевании, а также служит для улавливания шлака, попадающего вместе с металлом. Основными элементами литниковой системы являются: - литниковая чаша – служит для приёма расплавленного металла из ковша и подачи его в форму, а также она препятствует проникновению шлака в форму, так как он легче металла и всплывает на поверхность чаши; - стояк – вертикальный или наклонный канал, предназначенный для подачи расплавленного металла из литниковой чаши к другим элементам системы; - шлакоуловитель – служит для задержки шлака, а также для подвода расплавленного металла от стояка к питателям; - питатель – служит для подвода расплавленного металла в полость литейной формы. Преимущества и недостатки литья в песчаные формы Преимущества. Проста и экономичность технологического процесса. Большое разнообразие форм отливок. Большой диапазон массы и размеров отливок.
Недостатки. 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. Вопросы для самоконтроля.
1.Какая оснастка используется при изготовлении разовых песчано- глинистых форм? 2. Для чего служит литейная модель? 3. Как классифицируют литейные модели? 4. Какие технологические операции необходимо выполнить при фор- мовке? 5. В чем отличие формовки по неразъемной и разъемной моделям? 6. Что такое литниковая система? 7. Какие элементы литниковой системы вы знаете? 8. Расскажите о назначении каждого элемента литниковой системы. 9. Каково назначение прибыли? 10. Каково назначение выпора? 11. Какие дефекты возможны в отливках из-за избытка влаги в смеси? 12. Перечислите способы подвода литниковой системы к полости формы. 13. Назовите достоинства и недостатки способа литья в разовые формы. 2. Литье по выплавляемым моделям (ЛВМ).
	Рис. 36.6. Литье по выплавляемым моделям

Последовательность операций при литье по выплавляемым моделям:

а– 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 или жидком состоянии запрессовывается в разъемную пресс-форму требуемой конфигурации (рис. 36.6. а). После затвердевания модельного состава пресс-форма раскрывается, полученные модели извлекаются и приклеиваются к легкоплавкой модели литниковой системы (рис. 36.6. б), образуя общий блок. В один блок объединяют от 2 до 100 моделей. Для получения формы на поверхность модельного блока многократным погружением (рис. 36.6. в) наносится жидкая огнеупорная керамическая суспензия, после чего в специальной продуваемой установке (рис. 36.6. г) наносится на влажную суспензионную поверхность модельного блока слой сухого кварцевого песка. Затем модельный блок с нанесённым слоем сушат около 2 часов на воздухе. Повторяя процедуры нанесения жидкой суспензии, сухого песка и просушки, на модельный блок наносят от 3 до 6 слоёв огнеупорного покрытия, получая неразъёмную тонкостенную форму с толщиной стенки 6 – 8 мм. Из этой формы модельный блок выплавляется в результате погружения на несколько минут в бак с горячей водой, температура которой Т = 85…95⁰С (рис. 36.6. д). Модельный состав расплавляется и всплывает на поверхность, откуда периодически удаляется для нового использования. После извлечения из воды оболочковую форму сушат, а затем устанавливают в опоку и засыпают подпорным материалом (рис. 36.6. е). Подпорный материал применяется для предотвращения прорыва тонкостенной формы расплавленным металлом в процессе ее заливке. В качестве подпорного материал обычно используется сухой кварцевый песок. Затем опока с формой устанавливается в электрическую печь и прокаливается не менее 2 часов при С. В°температуре 900 процессе прокалки происходит испарение воды, выгорание остатков модельного состава и упрочнение формы. В результате прокалки форма превращается в прочную керамическую оболочку. Сразу же после прокалки горячую форму заливают расплавленным металлом (рис. 36.6. ж).

Преимущества и недостатки литья по выплавляемым моделям

3.Литье в оболочковые формы (ЛОФ) (рис. 36.7)

Рис. 36.7 Литье в оболочковые формы а– модельное приспособление в исходном положении; б– поворот бункера и формирование полутвёрдой оболочки на модельной плите; в– возврат бункера в исходное положение; г– съём затвердевшей оболочки с модельной плиты; д– установка собранной оболочковой формы в опоку и засыпка подпорного материала; е– заливка оболочковой формы расплавом: 1 – поворотный бункер; 2 – металлическая модельная плита; 3 – металлическая модель; 4 – блок подпружиненных выталкивателей; 5 – формовочная смесь; 6 – полутвёрдая оболочка; 7 – затвердевшая оболочка; 8 – склеенная оболочковая форма; 9 – оболочковый стержень; 10 – контейнерная опока; 11 – подпорный материал; 12 – расплав

Процесс изготовления отливки.

Оболочковые формы изготавливают следующим образом:

а – изготовление первой полуформы.

Металлическую модельную плиту 2(рис. 36.7, а) с закреплённой на ней металлической моделью3нагревают С, °в печи до температуры 200…250 после чего закрепляют на поворотном бункере1, содержащем формовочную смесь5. Затем бункер переворачивают (рис. 36.7, б), в результате чего формовочная смесь попадает на нагретую модельную плиту и выдерживается 10…30 с. Термореактивная смола в контактном с моделью слое переходит в жидкое состояние и склеивает песчинки песка с образованием полутвёрдой оболочки6.В зависимости от времени выдержки толщина оболочки составляет 5…20 мм.

Далее бункер поворачивают в исходное положение (рис. 36.7, в). Излишки формовочной смеси ссыпаются на его дно. Модельная плита с полутвёрдой оболочкой6снимается с бункера и в течении 1…1, 5 мин нагревается в печи при температуре С, в результате°300…350 чего оболочка окончательно переходит в твёрдое необратимое состояние. Затвердевшая оболочка7(рис. 36.7, г) блоком выталкивателей4 снимается с модели.

б - изготовление второй полуформы.

Вторая полуформа изготавливается аналогично первой.

в- изготовление стержней.

Если используются оболочковые стержни, то они изготавливаются таким же образом.

г – склеивание полуформ.

Готовые оболочковые полуформы с установленным внутрь стержнем 9 (рис. 36.7, д) склеивают быстротвердеющим клеем и получают составную оболочковую форму 8.

д- подготовка к заливке расплавленного металла.

Готовую оболочковую форму 8 помещают внутрь опоки 10 и засыпают кварцевым песком или чугунной дробью 11, создающими подпор, предотвращающий разрушение оболочки при заливке расплава.

Далее в полученную форму заливают расплавленный металл.