Montagpena.ru

Строительство и Монтаж
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Литье в металлические формы

Литье в металлические формы

Литье в металлические формы (кокили), особенно при серийном и массовом производстве, дает следующие преимущества по сравнению с литьем в песчаные формы:

1) повышение качества получаемых отливок путем улучшения прочностных свойств, увеличения гладкости поверхностей, уменьшения допусков и припусков на обработку;

2) повышение технико-экономических показателей производства литья за счет увеличения производительности, упрощения технологии, частичной или полной механизации процесса производства, экономии металла, уменьшения количества брака, сокращения расхода формовочных и стержневых смесей, увеличения съема с 1 м 2 площади литейного цеха (обычно в 3-5 раз);

3) улучшение условий труда в результате устранения тяжелых работ при изготовлении форм и при выбивке литья, а также за счет уменьшения количества пыли.

Экономичность кокильного литья становится тем больше, чем дешевле кокиль, чем выше его стойкость, чем меньше применяется стержней (особенно песчаных), чем выше уровень механизации и, наконец, чем меньше расход металла и объем механической обработки. Последние соображения, иллюстрируемые рис. 1, часто бывают решающими. На рис. 1 представлена сравнительная стоимость изготовления крышки резервуара из силумина в зависимости от количества отливок и способа литья.

Рис. 1. Сравнительная стоимость изготовления крышки

резервуара из силумина в зависимости от количества

отливок и способа их изготовления:

а — литье в песчаные формы;

б — литье в металлические формы

(пунктирные линии показывают стоимость

необработанного литья, сплошные-стоимость

Обычно применение металлических форм считается экономически обоснованным, если серия простых отливок составляет несколько сотен штук, а сложных отливок — 1000-2000 шт. Оно ограничивается размером и весом отливок, их очертаниями, толщиной стенок и т. п., что подробно рассмотрено в седьмой части книги.

Заливка в металлические формы должна осуществляться непрерывно, в отличие от литья в песчаные формы, когда . заливку можно производить либо непрерывно (например, с помощью движущегося транспортера), либо в определенные промежутки времени, после накопления соответствующего количества форм. С точки зрения организации производства литье в песчаные формы предоставляет большую оперативную свободу по сравнению с литьем в кокиль.

Постоянное наличие жидкого металла легко обеспечить, если плавка происходит одновременно в нескольких небольших печах или имеется возможность хранить расплавленный металл в течение длительного времени. Эти условия легче осуществить при плавке нежелезных сплавов и труднее — при плавке чугуна и стали. При чугунном литье согласование работы вагранки с темпом заливки металлических форм может встретить серьезные трудности.

Для заливки стали в металлические формы цех должен иметь печь, позволяющую получать частые плавки небольших порций металла (например, малый конвертер, небольшая электрическая печь).

Получение в металлических формах чугунных отливок сложнее, чем получение отливок из легких или медных сплавов. Это обусловлено более высокой температурой заливаемого металла, большей опасностью возникновения трещин в отливках из-за торможения усадки, опасностью возникновения отбела в тонких частях отливок и, наконец, меньшей долговечностью форм. Еще большие трудности представляет получение стальных отливок, прежде всего ввиду опасности возникновения трещин и недоливов, а также из-за малой стойкости форм.

Строгое соблюдение технологических правил при литье в металлические формы имеет еще большее значение, чем при литье в песчаные формы. Следует также помнить о том, что запуск в серийное производство новых металлических форм требует довольно длительного времени для их изготовления, для получения и проверки пробных отливок и устранения возможных дефектов формы. Темп изготовления отливок в металлических формах более быстрый, чем в песчаных формах, поэтому если новое производство недостаточно изучено и налажено, возникает опасность получения большого количества брака.

Читайте так же:
Струбцина из домкрата своими руками

Рис. 2. Отливка в металлическую форму ролика

из алюминиевого сплава:

1- 4 — части формы

Литье в металлические формы алюминиевых и медных сплавов широко применяется для изготовления:

а) деталей газовой, гидравлической и электрической арматуры: корпусов кранов и задвижек, муфт газопроводов и водопроводов, муфт электрических кабелей, оправ электрических ламп и т. п.;

б) предметов домоустройства, оборудования железнодорожных вагонов и автомобилей: ручек, задвижек, корпусов замков, плиток, валиков, вешалок и т. п.;

в) кухонной алюминиевой посуды: сковородок, чайников и т. п.

На Рис. 2 и 3 представлены примеры такого рода отливок вместе с металлическими формами.

Получение в металлических формах отливок из алюминиевых и магниевых сплавов широко используется в машиностроении, в особенности в авиа-и моторостроении (головки цилиндров, блоки цилиндров, порщни и т. п.). В качестве примера на Рис. 11 показан цилиндр стартера газовой авиационной турбины вместе с формой.

Рис. 3. Отливка в металлическую форму кронштейна из алюминиевого сплава: А, Б — половинки формы; 1-5 — стержни.

Рис. 4. Цилиндр стартера газовой авиационной турбины из алюминиевого сплава (а) и металлическая форма для отливки цилиндра (б):

1 — основание формы; 2 — нижняя часть корпуса формы; 3 — гребенка нижней части корпуса; 4 — верхняя часть корпуса формы; 5 — гребенка верхней части корпуса; 6-9 — боковые части корпуса формы; 10 — деталь корпуса формы, прилегающая к корпусу турбины; 11, 12- детали корпуса с ребрами; 13 — откидывающаяся часть корпуса; 14 — подвижная часть; 15, 16 — стержни; 17, 23 — вкладыши; 18 — запорный кулачок; 19 — стержень, образующий среднее отверстие; 20 — стержень для вертикального канала; 21- стержень для вентиляции формы; 22 — плитка запорного кулачка.

Совершенно очевидно, что конструктор отливок должен хорошо разбираться в конструировании металлических форм и работать в тесном контакте с технологом-литейщиком.

Из чугуна в металлических формах изготовляют детали арматуры, кухонную посуду, предметы широкого потребления, а также детали машин (Рис. 5). До недавнего времени из чугуна отливали только небольшие детали машин.

Рис. 5. Отливка корпуса чугунного вентиля (а) и металлическая форма для нее (б).

Последние эксперименты показали, что литье в металлические формы целесообразно применять также для изготовления некоторых крупных деталей машин весом от нескольких сотен килограммов до 1-2 Т.

Обычно из стали в металлических формах изготовляют мелкие и средние отливки сравнительно несложной конфигурации и с не очень тонкими стенками.

Автор: Администрация

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Форма для заливки металла

Формы для литья алюминия

Формы для литья металла могут быть выполнены из любого материала. Одними из самых первых и используемых сегодня остаются земляные формы для литья алюминия. Процесс отливки таким способом заключается в создании литейной формы из песка и глины по указанному шаблону, в которую заливается расплавленный металл.

Прочность формовочного вещества определяется процентом наличия глины: чем глины больше, тем вещество дольше не разрушается от толчков в процессе изготовления, при переносе и во время заливания металлического сплава.

Глина также влияет на пластичность формовочной смеси – способность во влажном состоянии воспроизводить в мельчайших подробностях отпечаток изготавливаемой модели и сохранять точную форму детали при литье алюминия.

Литье алюминия по выплавляемым моделям в гипсовые формы.

Такой способ дает возможность применять направленное затвердение, получать отливки мелкого и среднего размера высокого качества по более низкой цене. Гипсовая форма не коробится от горячего металла заливки и не восприимчива к перепадам температуры, что повышает точность выплавляемой отливки и дает возможность выпускать сложные и тонкостенные детали.

Читайте так же:
Что можно сделать из электропилы

Литье алюминиевых деталей высокой точности выполняют под давлением с помощью автоматических машин и специального оборудования. В таком случае используют металлические пресс-формы, отличающиеся высокой прочностью и идеальностью поверхности. В форме для литья алюминия должны находиться подвижные стальные стрежни, которые участвуют в образовании внутренних полостей заготовок.

Выплавляемым изделиям в таких формах можно задавать любую конфигурацию.

Использовать в домашних условиях литейную технику не только экономически не выгодно, но и неудобно. Такое оборудование имеет крупные размеры, а технологический процесс сам по себе трудоемкий.

Придают изделиям нужную форму с помощью метода литья алюминия в формы из земли и цемента. Можно создавать отливки различной конфигурации, так как формы можно создать из подручных средств.

Заданную деталь можно получить путем литья алюминия в цемент. Только выплавляемым заготовкам нужно будет придать форму квадрата или прямоугольника.

Для домашнего литья часто используют гипсовые формы. Моделям придается любая форма, главным показателем является усадка, которая должна быть минимальной при застывании.

Выполнить сложную конфигурацию деталей можно из воска, но модели при этом одноразовые.

С помощью литья можно создать деталь, в основе которой будет находиться материал дюраль, представленный в виде сплава из алюминия и некоторых определенных компонентов. Заготовки из дюраля будут иметь один недостаток – необходимо время на этапе застывания.

Совсем не сложно наладить дома изготовление деталей из алюминия, не тратясь на покупку дорогостоящего оборудования. Моделям под литье стоит пройти предварительную подготовку – очистить поверхность и нанести на него масло. При литье алюминия в цементную форму тоже необходима подготовка. Следует обратить внимание, чтобы усадка расплавленного алюминия была минимальной. В противном случае, параметры полученной детали не будут соответствовать заданной.

Для плавки металла используется стальная емкость и печь, которую также можно изготовить самостоятельно из кастрюли, бака, дискового колеса и других атрибутов хозяйства.

При литье алюминия в цемент и землю, при литье алюминия в гипсовые формы рекомендуется не забывать о технике безопасности, например, надевать спецодежду для защиты кожного покрова от возможных ожогов.

Типовые цены

ИзделиеСрок изготовленияЦена
Бронзовая заготовка 3 кг2-3 дня1620 руб.
Литые заготовки подставок5 дней450 руб.
Литье из чугуна5 дней90 руб/1 кг
Литье из алюминия5 дней290 руб/ 1 кг
Литье из бронзы5 дней540 руб/ 1 кг

Старший специалист. Помощь в оценке стоимость и сроках производства изделий из бронзы, алюминия и чугуна.

Как сделать форму для литья

Изготовление литейных форм, на фрезерном станке Roland Modela

Студент ФабЛаба рассказывает, как она сделала форму для литья на фрезерном станке Roland Modela, и отлила в форму металл и пластик.

Задача: Разработать произвольную фигурку или изделие, которое мы могли бы повторить несколько раз, сделав для него форму для литья.

Я решила скачать модель фигуры с Thingiverse и по-своему персонализировать её в Rhinoceros. Мне хотелось попробовать поработать с твёрдыми материалами такими как металл или жесткий пластик, поэтому сама форма для литья должна была быть мягкой. Контрформу мы делали из воска для моделирования с помощью фрезерного станка Roland Modela, а для самой формы мы использовали термостойкий силикон.

Общие рекомендации при изготовлении формы и контрформы:
1) Рассчитайте диаметр используемой фрезы. Убедитесь, что вы оставляете достаточно места между вашим изделием и стенкой контрформы.
2) Оставьте отверстие достаточного размера для заливания материала, а также дополнительное вентиляционное отверстия для выхода воздуха.
3) Стенки контрформы должны быть немного наклонены.
4) Если вы делаете форму из двух частей, не забудьте сделать шипы и пазы для точного соединения половинок.
5) Помните, что для отливки твердых изделий нужны мягкие формы.
6) Обратите внимание на соотношение смешиваемых материалов отливки.

Читайте так же:
Труборез ручной для стальных труб своими руками

Процесс изготовления

Изменить форму черепа я пробовала двумя разными способами, чтобы получить двустороннюю форму для отливки. Так как отливать я буду из металла, и изделие будет твердым, то сама форма должна быть мягкой. Я подготовила 3D-модель контрформы в Rhinoceros , которую буду вырезать из бруска воска для моделирования размером 7,0 X 14,1 X 3,5 см. Также я учла и оставила необходимые отверстия для заливки металла и вентиляционные отверстия.

После того, как я закончила делать 3D-модель, я стала вырезать из бруска модельного воска контрформу, на фрезерном станке Roland Modela . Для черновой обработки я использовала концевую 2-зубую фрезу диаметром 3 мм, для чистовой — сферическую фрезу диаметром 1,5 мм. Я прошлась по чистовой только в одном направлении (ху), так как на мой взгляд и этого было вполне достаточно, и дополнительная обработка была ни к чему, а время — сэкономилось. На черновую и чистовую обработку в общей сложности ушло примерно 3 часа и 20 минут .

Когда контрформа была вырезана, я начала делать собственно саму форму из термостойкого силикона. Как я упоминала ранее, форма должна была быть не только мягкой, но и очень термостойкой, поэтому я использовала силикон повышенной термостойкости Mold MAX® 60 .
Порядок действий изготовления нашей формы для литья:
1) Нанести некоторое количество универсальной разделительной смазки-спрея и дать ей подсохнуть в течение 3 минут.
2) Сделать смесь для силикона: компоненты A и B смешиваются в массовой пропорции 100A:3B (или согласно инструкции к тому силикону, который вы используете).
3) Вылить смесь в контрформу, убедившись, что внутрь не попали пузырьки воздуха.
4) На всякий случай тщательно простучать форму, пока все пузырьки воздуха не выйдут на поверхность.
5) Дать силикону застыть в течение суток.

К сожалению, в моём случае получилось так, что через сутки силикон был всё ещё незастывшим. Оказалось, что весы были испорчены, показывали неверный результат, и я смешала в неправильной пропорции! После очистки контрформы с помощью воды и мыла я постаралась сделать всё правильно.

Хоть и со второго раза, но получилось же!

Теперь всё готово к долгожданной отливке.
Для того, чтобы отлить металлические изделия я сделала следующие шаги:
1) Добавить тальк в форму.
2) Нагреть печку или сосуд, в котором будете плавить металл, подождать пока ваши заготовки расплавятся. Соблюдайте технику безопасности и работайте в перчатках!
3) Сложить обе части формы и выровняв сжать их каким-нибудь удобным для вас способом. Части формы должны быть хорошо сжаты, чтобы не допустить протечек.
4) Аккуратно и неспешно залить расплавленный металл.
5) Сразу же окунуть форму в холодную воду для охлаждения. Оставить форму в воде до тех пор, пока она достаточно хорошо не остынет и можно будет её трогать.
6) Снять форму и достать ваше изделие.

Черепа вышли очень неплохими, с хорошей детализацией. Один из них я отполировала, а второй оставила без обработки (см. рисунки).

После завершения работ с металлом, я попробовала сделать то же самое из пластика.
Процесс был проще, так как пропорция смеси для материала составляет 1:1.
Также пластиком легче оперировать, он не горячий и отливать из него проще.
Результат на картинке:

Читайте так же:
Микроволновка гудит но не греет причины

Литьё металлов. Методы и способы литья металлов.

Литьё металлов

Застывая, металл сохраняет форму того сосуда, в который был залит в жидком виде. Эту особенность металла человек использовал при получении изделий способом литья.

литьё металла на Руси

каслинское литьёНаша страна издавна славилась искусными литейщиками. В Московском Кремле стоят «Царь-пушка» массой 40 т, отлитая Андреем Чоховым в конце XVI в., и «Царь-колокол» массой 200 т, изготовленный знаменитыми литейщиками Иваном и Михаилом Моториными в первой половине XVIII в. Во многих странах мира известны художественные изделия Каслинского чугунолитейного завода на Урале.

Одно из главных качеств литейного материала — способность растекаться, или жидкотекучесть. Металл или сплав в жидком состоянии должен быть подвижным и невязким, легко заполнять любую сложную форму, быстро проникать в её тончайшие извилины.

Из сплава с хорошей жидкотекучестью можно получить отливку с тонкими стенками. Если металл растекается медленно, то из него тонкостенная отливка не получится: он застынет, прежде чем заполнятся все извилины формы.

чугун, чугунные чушки

Чугунные чушки.

Один из лучших литейных материалов — чугун. Он обладает отличной жидкотекучестью. У стали жидкотекучесть меньше, и приходится прибегать к различным ухищрениям, чтобы заставить сталь заполнить всю форму.

Самый древний способ литья — литьё в песчано-глинистые формы, или литье в землю. Однако этот способ, хотя его и считают простым, требует большой предварительной работы.

Литьё металла в землю

Сначала в модельном цехе из дерева или металла делают 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.

формовочные смеси для литья

Формовочные и стержневые смеси готовят из специальных песков и глин и связующих материалов — растительных и минеральных масел, искусственной смолы, канифоли и т.д. Готовые смеси поступают к формовщикам, задача которых — изготовить литейные формы. Для этого на металлическую модельную плиту ставят одну половину модели разъёмом вниз (см. рис.), а затем металлический ящик без дна — опоку так, чтобы половина модели оказалась внутри него. Опоку плотно набивают формовочной землёй и переворачивают. Теперь половинка модели лежит в опоке разъёмом вверх. На эту опоку формовщик ставит ещё одну и скрепляет их штырями. Затем в верхнюю опоку устанавливают два деревянных конуса (на их месте в готовой форме останутся два отверстия для заливки металла и для выхода воздуха и газов) и плотно заполняют ее формовочной смесью.

заливка металла в форму

Теперь осталось вынуть из земли деревянную модель. Для этого опоки разъединяют и из каждой вынимают половинки модели. В земле остаются чёткие отпечатки двух половин детали (см. рис.). Их, а также заранее приготовленный стержень покрывают особой краской, чтобы жидкий металл не «пригорел» — не прилип к стенкам формы. В форму вставляют стержень и прорезают в земле канавку, соединяющую отверстие для заливки металла с полостью формы, — литниковый ход. На конец, верхнюю опоку снова кладут на нижнюю, соединяют их, и форма готова. Когда она немного подсохнет, в неё можно заливать металл.

Читайте так же:
Подзарядка для аккумуляторных батареек

готовая отливка

Чугун для литья приготовляют в специальных печах — вагранках. Если отливки стальные, то сталь для них плавят в конвертерах, мартеновских и электрических печах. Для расплавления цветных металлов существуют свои плавильные печи.

Жидкий металл заливают в форму из ковша, который движется вдоль ряда опок, а иногда опоки на конвейере движутся мимо ковша. Когда металл застывает, отливку вынимают из формы. С помощью наждачных станков, пескоструйных или дробеструйных аппаратов отливку очищают от приставшей формовочной земли.

Вместе с тем давно уже появились и успешно используются другие, более совершенные способы литья. Один из них литье в кокиль — металлическую форму (см. рис.), состоящую из двух половин, в одну из них перед заливкой металла вставляют стержни. Затем обе половины кокиля скрепляют между собой и заливают жидкий металл. Здесь он очень быстро затвердевает, и уже через несколько минут можно вынимать деталь и заливать новую порцию металла. С помощью одного кокиля получают сотни и тысячи одинаковых отливок.

литьё металла в кокиль

Литьё металла в кокиль.

Однако таким способом можно получать отливки только из металлов или сплавов, обладающих хорошей жидкотекучестью. А для стали, например, у которой жидкотекучесть меньше, применяют литье под давлением (см. рис.). Жидкий металл под давлением сжатого воздуха или поршня хорошо заполняет любую сложную форму. Однако обыкновенный кокиль не выдерживает большого давления и разрушается. В связи с этим формы для этого способа литья — пресс-формы — делают из прочной стали. Машины для литья под давлением выпускают по нескольку тысяч отливок за смену.

литьё металла под давлением

восковая модель и опока для литьяЛитьё по выплавляемым моделям

Издавна известен способ литья по выплавляемым моделям, сделанным не из дерева или металла, а из легкоплавкого воскообразного (парафин, стеарин) вещества (см. рис.). Такую модель покрывают огнеупорной оболочкой и заформовывают в опоку. Горячий металл расплавляет воск и заполняет оболочку, в точности повторяя форму модели. При этом способе модель не надо извлекать из формы, что позволяет получать очень точные отливки. Кроме того, этот процесс легко автоматизировать.

Литьё в оболочковые формы

форма для литья

Иногда, когда отливка не требует большой точности, ее получают литьем в оболочковые формы (см. рис.). Их делают из смеси мелкого кварцевого песка с особой порошкообразной смолой. Этой смесью засыпают половинки металлических моделей, установленных на нагретой до 200—250°С металлической плите. Под действием тепла смола расплавляется, обволакивает и скрепляет зерна песка. На модели образуется песчано-смоляная корка. Затем модели вынимают, а плиту с оболочками ставят в печь, где они окончательно затвердевают. Наконец 2 полуформы оболочки соединяют между собой и заливают в полость металл.

центробежное литьё

Так же широко распространено центробежное литьё, с помощью которого делают отливки, имеющие форму тел вращения, — трубы, шестерни, зубчатые ободы и т. п. Металл заливают во вращающуюся металлическую форму, при вращении он прижимается к стенкам формы, и это позволяет получать отливки высокой точности.

электрошлаковое литьё

Один из современных способов — электрошлаковое литьё. В этом случае сначала получают жидкий металл методом электрошлакового переплава. Бездуговой переплав металлических электродов осуществляется за счет теплоты, выделяющейся при прохождении электрического тока через расплав электропроводящего шлака. Затем жидкий металл (не соприкасаясь с воздухом) поступает в водоохлаждающий медный кристаллизатор, являющийся литейной формой. Электрошлаковое литье применяется в основном для изготовления сравнительно несложных отливок, например коленчатых валов.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector