20:50 Специальные виды литья.Кокиль. |
В настоящее время для получения литых деталей уже используется несколько десятков технологических процессов и их вариантов, обладающих достаточно широкой универсальностью или пригодных для изготовления узкой номенклатуры определенных отливок. Исторически сложилось деление этих способов на обычные, под которыми чаще всего подразумевают лишь литье в песчано-глинистые формы, и все остальные – «специальные виды литья».
С увеличением числа различных методов и вариантов получения отливок все острее ощущается необходимость в более четкой и детальной классификации методов по их основным общим признакам.
Это позволит систематизировать сущности разных методов, облегчить понимание заложенных в них принципов и создание новых более эффективных способов литья.
Главным признаком для обычного "традиционного” метода литья можно считать важнейшие характеристики основного инструмента технологического процесса – литейной формы. Это, прежде всего, разовая, разъемная литейная форма из дисперсных огнеупорных материалов, упрочняемых механическими, химическими, физическими или комбинированными способами при ее изготовлении.
Дополнительный, обязательный признак – заполнение формы расплавом обычным гравитационным методом сверху из ковша через общепринятую литниковую систему. Другие характеристики формы (объемная, оболочковая, опочная, безопочная, кесонная и т. д.), составы и свойства формовочных смесей, способы их уплотнения или упрочнения, характеристики отливок и сплавов для их изготовления, масштабы производства и др., определяют лишь варианты этого технологического процесса, типы оборудования для выполнения конкретных операций. Из многочисленных разнообразных «специальных видов литья», в первую очередь целесообразно выделить следующие группы – способы, обладающие характерными признаками, отличными от обычной "традиционной” технологии. Сначала приведем способы с резко отличными признаками инструмента - литейной формы.
1. Литье в разовые, неразъемные литейные формы из дисперсных материалов, с сохранением гравитационного метода заполнения формы сверху из ковша через литниковую систему, как в «традиционном» способе. Отличительной особенностью этих методов является использование разовой модели, которую для удаления из неразъемной формы разрушают каким либо способом до заполнения формы расплавом или даже в процессе заполнения формы. В эту группу входят методы литья по выплавляемым, выжигаемым, растворимым, газифицируемым моделям. Наиболее распространенным в настоящее время в этой группе является литье по выплавляемым моделям, а новым и развивающимся процессом – литье с использованием моделей из фотополимерных материалов. 2. Литье в полупостоянные или постоянные разъемные формы, с сохранением гравитационного метода заполнения формы сверху из ковша через литниковую систему.Общей характеристикой этих методов является разборная литейная форма, состоящая из полупостоянных или постоянных и разовых элементов. Конструкция формы должна позволять извлекать из нее отливку без повреждения многократно используемых элементов формы. Основной метод в данной группе – литье в кокиль. Известен также метод литья в углеродные (графитовые) формы. Могут быть, видимо, и другие материалы, многократно используемых элементов литейной формы. Характерными признаками следующих трех групп методов являются дополнительные воздействия на расплав при заполнении формы и затвердевании отливки. Тип и конструкция литейной формы определяется в этих случаях требованиями к отливке и параметрами воздействия на расплав и кристаллизующуюся отливку. 3. Общим признаком методов этой группы являются различные способы дополнительного воздействия на расплав при заполнении формы с целью получения, главным образом, тонкостенных отливок, или отливок, сочетающих массивные и тонкие части: а) запрессовка металла в форму с высокими скоростями поршневой системой – литье под давлением. Этот способ обусловливает применение лишь металлических разъемных литейных форм (пресс-форм), который не исключает применение стержней и формообразующих вставок из дисперсных огнеупорных материалов; б) методы литья под регулируемым, относительно невысоким газовым давлением – литье под низким давлением, с противодавлением, вакуумным всасыванием и др. Эти способы позволяют использовать разъемные и неразъемные литейные формы из любых материалов, обладающих достаточной огнеупорностью и прочностью; в) центробежное литье фасонных отливок также предполагает возможность использования разнообразных известных конструкций литейных форм. Однако, при центробежном литье тел вращения (труб, втулок, гильз, и др.) обычно используются формы специальной конструкции – изложницы; г) способы, использующие другие принципы заполнения формы, такие, как литье выжиманием, литье погружением форм в расплав и др. Конечно, воздействия на заливаемый в форму расплав, отмеченные в пунктах а), б), в) и г), продолжаются и после заполнения формы, что способствует определенному повышению плотности отливок и качеству их поверхности. Аналогично можно выделить методы, в которых наиболее значимо воздействие на расплав в период кристаллизации, что используют для получения особо плотных отливок и специальной микроструктурой. 4. Литье под всесторонним газовым давлением (автоклавное литье) с использованием литейных форм из различных материалов; литье с кристаллизацией под давлением (жидкая штамповка), где чаще всего используют металлические формы. 5. Методы литья, использующие воздействие на расплав, оказывающее существенное воздействие на формирование микроструктуры отливок. К таким можно отнести методы с использованием электрического и электромагнитного воздействия на расплав: до, вовремя или- после поступления расплава в форму, его ультразвуковой обработки и др. 6. Методы, основанные на формировании свойств отливок при непрерывных и полунепрерывных процессах литья. К этим процессам можно отнести: непрерывное литье с использованием стационарных и подвижных кристаллизаторов; литье вытягиванием из расплава; полунепрерывное литье, используемые для получения отливок постоянного профиля по длине; электрошлаковое литье; литье с последовательным заполнением; литье намораживанием и др., для получения фасонных отливок. 7. Методы получения отливок с различными специальными свойствами, к которым можно отнести: армированные отливок; изготовление отливок из композиционных материалов и др. В производстве литых заготовок «специальные виды литья» уже сейчас занимают значительное место. Хотя из общего объема производства отливок в тоннах 70…75% получают обычным методом литья в песчаную форму, и только 25…30% «специальными» методами, это далеко не точно характеризует значение объема производства «специальными видами литья».
Этими методами обычно изготавливают некрупные отливки из черных сплавов и подавляющее количество, как правило, более легких отливок из цветных сплавов. Поэтому по количеству получаемых отливок, специальные методы не уступают обычному методу литья в песчаные формы.
Конечно, удельное влияние «специальных видов литья» в промышленности не одинаково. Они обладают разной универсальностью, а ряд из упомянутых выше методов находятся в стадии разработки или освоения. Материал изложен с учетом опыта чтения указанного курса и его усвоения студентами МГТУ им Н.Э. Баумана . Он развивает многолетние педагогические традиции, заложенные первым в стране учебным пособием профессора Н.Н. Рубцова "Специальные виды литья”, 1955 г. издания и продолженные его учениками, профессорами Г.Ф. Баландиным и Ю.А. Степановым, другими преподавателями литейной кафедры МГТУ им. Н.Э. Баумана в учебниках по этой дисциплине 1970 и 1983 г.г. издания. Главы 1.6 (кроме раздела 6.1) написаны - В. А. Рыбкиным; главы 2,4, раздел 6.1 - Э. Ч. Гини, глава 3 - А. М. Зарубиным, глава 5 - В. А. Рыбкиным и А.М. Зарубиным, предисловие совместно. |
Источник: МГТУ им Н.Э. Баумана |
Категория: Литейное производство | Просмотров: 3239 | | |
Всего комментариев: 0 | |