ТПЛиС 4 15.11.21. Отметим процессы с резко отличными признаками литейной формы
 Скачать 33.62 Kb.
|
|
Отметим процессы с резко отличными признаками литейной формы. Первая группа – литье в разовые неразъемные литейные формы из дисперсных материалов с сохранением гравитационного метода заполнения формы сверху из ковша через литниковую систему, как в традиционной 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 и газифицируемым моделям. Вторая группа – литье в полупостоянные или постоянные разъемные формы с сохранением гравитационного метода заполнения формы сверху из ковша через литниковую систему. Общим признаком этих методов является использование разборной литейная форма, состоящей 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. Третьей группы - методов является наличие дополнительного воздействия на расплав при заполнении формы и затвердевании отливок. Тип и конструкция литейной формы при этом определяются требованиями к отливкам и способами воздействия на расплав и кристаллизующиеся отливки. В числе этих способов следующие: а) запрессовка металла в форму с высокими скоростями поршневой системой – литье под давлением. Этот способ предусматривает применение лишь металлических разъемных литейных форм (пресс-форм), не исключается применение стержней и формообразующих вставок из дисперсных огнеупорных материалов; б) способы литья при регулируемом, относительно невысоком газовом давлении – литье под низким давлением, с противодавлением, вакуумным всасыванием и др. В этих способах можно использовать разъемные и неразъемные литейные формы из любых материалов, обладающих достаточными огнеупорностью и прочностью; в) центробежное литье фасонных отливок также связано с возможностью использования разнообразных известных конструкций литейных форм. Однако при центробежном литье тел вращения (труб, втулок, гильз и др.) обычно применяются формы специальной конструкции – изложницы; г) к способам, основанным на других принципах заполнения форм, относятся литье выжиманием, литье погружением форм в расплав и др. Воздействия на заливаемый в форму расплав, отмеченные в пунктах а), б), в) и г), продолжаются и после заполнения формы. Это способствует определенному повышению плотности отливок и улучшению качества их поверхности. Четвертая группа – литье под всесторонним газовым давлением (автоклавное литье) с использованием литейных форм из различных материалов; литье с кристаллизацией под давлением (жидкая штамповка), в котором чаще всего используют металлические формы. Пятая группа – способы литья, использующие воздействие на расплав, оказывающее существенное влияние на формирование микроструктуры отливок. К их числу относятся методы с использованием электрического и электромагнитного воздействия на расплав до, во время или после поступления расплава в форму, обработка его ультразвуком и др. Шестую группу образуют 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 и полунепрерывное литье, используемые для получения отливок постоянного профиля по длине; электрошлаковое литье, литье с последовательным заполнением; литье намораживанием и др. для получения фасонных отливок. Седьмая группа – методы получения отливок с различными специальными свойствами, к которым можно отнести: армирование отливок, изготовление отливок из композиционных материалов и пр. Процесс изготовления собственно песчано-глинистых полуформ называют формовкой. В литейном производстве используют различные виды формовки: формовка в почве по шаблонам и моделям, в опоках, безопочная формовка, формовка в стержнях. Наибольшее применение имеет формовка в двух опоках - ручная или машинная. Ручная формовка применяется в индивидуальном производстве, машинная - в серийном и массовом. Характерной особенностью ручной формовки является зависимое изготовление нижней и верхней полуформ, так как полумодели «верха» и «низа» не закреплены на подмодельных плитах. При машинной формовке нижняя и верхняя полуформы изготавливаются параллельно и независимо друг от друга. Точное совпадение рабочих полостей двух полуформ обеспечивается строгим закреплением полумоделей «верха» и «низа» на подмодельных плитах по отношению к системе координат - центрирующим штырям. На нижней подмодельной плите жестко закрепляют и модели элементов литниковой системы - зумпфа и питателей, на верхней подмодельной плите - модель шлакоуловителя. В практике литейного производства применяют следующие способы уплотнения песчано-глинистых форм: ручное уплотнение, уплотнение пневмотрамбовкой, встряхивание с подпресовкой, прессование верхнее, прессование нижнее, прессование дифференциальное (многоплунжерной колодкой, диафрагменное), вибропрессование, пескодувное с подпрессовкой, пескометное, импульсное (формовка взрывом). Наибольшее применение в массовом производстве имеют встряхивание с подпрессовкой, прессование верхнее (до 40 кгс/см2), прессование дифференциальное. Перспективным способом уплотнения представляется импульсное уплотнение, уже нашедшее применение в промышленности/ Финишная обработка отливок включает операции обрубки, очистки, зачистки, выбивки стержней, термообработку (при необходимости), исправление дефектов, контроль, окраску(грунтовку), иногда - эмалирование, первичную механическую обработку отливок. Обрубка - это отделение от отливок литниковой системы, а также удаление остатков питателей и крупных заусенцев (заливов). Литниковую систему чугунных отливок отбивают, отливок из пластичных сплавов - отрезают газовой или воздушно-дуговой резкой, ленточными или дисковыми пилами. Очистку отливок от пригоревшей песчаной смеси производят в галтовочных барабанах, методами дробомётной, дробеструйной и вибрационной очистки, гидропескоструйным и электрохимическим способами. Зачистка предусматривает собой удаление с поверхности отливок следов литниковой системы, заливов по плоскости разъёма, прочих заусенцев наждачными кругами, иногда - в штампах на специальных прессах. Стержни мелких отливок выбиваются при очистке в галтовочных барабанах и при дробеметной очистке. Стержни из крупных отливок выбиваются в гидравлических камерах методом электрогидравлической выбивки, на вибрационных решетках, вручную. В зависимости от вида сплава в литейных цехах выполняют следующие виды термообработки: отжиг белого чугуна на ковкий чугун, гомогенизацию, старение, отжиг и отпуск алюминиевых и магниевых сплавов, отжиг или нормализацию отливок из стали. Исправление дефектов отливок (усадочные раковины, трещины) производят газовой или электродуговой сваркой с подогревом или без подогрева отливок, пайкой, металлизацией, пропиткой специальными составами. Контроль качества отливок - одна из наиболее ответственных операций финишной обработки. В зависимости от предъявляемых требований отливки могут контролироваться визуально (или с помощью приборов) по следующим параметрам: качество поверхности, наличие наружных и скрытых дефектов, макро и микроструктура, твёрдость, прочность и другие механические свойства отливки, геометрическая и массовая точность, коррозионная стойкость, герметичность, немагнитность и др. Наряду с разрушающими методами контроля (механическое разрезание отливок для контроля внутренних дефектов, механических свойств и микроструктуры) применяют и неразрушающие методы: ультразвук, электромагнитные колебания, магнитную дефектоскопию, рентгенографию и рентгеноскопию, методы проникающих жидкостей. Операция грунтовки (окраска отливок) производится либо путём окунания (погружения отливок в нитрокраску), либо пневматическими пистолетами в окрасочных камерах с последующей естественной сушкой. К достоинствам процесса литья в песчано-глинистые формы следует отнести: - универсальность процесса, т.е. возможность получать отливки из любых сплавов, любых размеров и массы, любой геометрической сложности в условиях индивидуального, серийного или массового производства; - низкая стоимость литья; - высокая производительность - до 180-240 форм в час (на опочных автоматических линиях) и до 500 форм в час (безопочная формовка); - возможность механизации (литейные конвейеры) и полной автоматизации процесса (автоматические литейные линии). К недостаткам процесса относятся: - большой объём применяемых вспомогательных материалов, что влечёт за собой необходимость в значительных производственных площадях и в специальном оборудовании для их переработки; - большой объём отходов (нерешённость вопросов экологии); - недостаточные точность и качество поверхности отливок, и как следствие - большие потери металла в стружку; - пониженные механические свойства металла при производстве толстостенных отливок (из-за пониженной скорости затвердевания); - неблагоприятные условия труда в литейном цехе Литьё по выплавляемым моделям При этом способе расплавленный металл заливают в многослойные неразъемные тонкостенные керамические формы, изготовленные по выплавляемым моделям. Технологические основы способа известны с древних времён и разрабатывались для нужд ювелирного и художественного литья. Достоинства процесса:- высокие точность и качество поверхности отливки, позволяющие на 80% и более исключить последующую механическую обработку; - снижение себестоимости сложных деталей на 30-70%; - возможность получения сложных тонкостенных отливок (до 0,6 мм) из сталей и твердых сплавов; - отсутствие, в большинстве случаев, литейных стержней; - высокая производительность в условиях массового производства - до 100 блоков в час; - возможность полной автоматизации (наличие автоматизированных линий, агрегатов, установок); значительное улучшение условий труда. Недостатки процесса: - высокая себестоимость 1 тонны литых заготовок - в 10 и более раз выше, чем при литье в песчано-глинистые формы; - сложность технологического процесса и длительность технологического цикла; - ограничение отливок по размерам (до 250 мм) и массе (до 10 кг). Литье в оболочковые формы При этом способе литья расплавленный металл заливают в тонкостенные оболочковые формы, изготовленные из песчано-смоляных смесей по нагреваемой оснастке. Толщина оболочковых форм от 5 до 20 мм, форма состоит из 2-х полуформ, которые, как правило, склеиваются. Применяют оболочковые формы как с вертикальной, так и с горизонтальной плоскостями разъема. Для получения внутренних полостей отливок используют песчано-смоляные оболочковые (тонкостенные), либо монолитные стержни. Форма и стержни имеют высокую газопроницаемость, что способствует хорошему заполнению формы металлом, получению тонкостенных отливок. Оболочковая смесь состоит из сухого кварцевого формовочного песка (основа смеси) и порошкообразной фенолоформальдегидной термореактивной смолы (5-7% по массе). Достоинства процесса: - повышенные точность и качество поверхности отливки; - возможность получения сложных тонкостенных отливок из черных сплавов (серый чугун до 1,5 мм, сталь - до 3 мм); - высокая производительность в условиях массового производства -до 300 форм в час; - возможность полной автоматизации (наличие одного - двух - четырех позиционных автоматов, автоматических линий) Недостатки процесса: - нерешенность вопросов экологии: значительные выделения вредных газов на всех этапах технологического процесса, большой объем отходов, высокая стоимость газоочистки и регенерации отходов; - высокая стоимость фенолоформальдегидной смолы; - ограничение отливок по размерам (до 1000 мм) и массе (до 100 кг). |