Лиття в разові і сталі форми

Рис.14 - Земляна форма

Розплав заливають через канал 1 у порожнину 2 у формі 3. Сама форма 3 являє собой формовочну суміш, запресовану в опоці 4, в якій зроблено відбиток, форма якого задає форму порожнині і майбутній деталі. Основними складовими формовочної суміші є пісок і глина, в які додаються допоміжні речовини, що забезпечують належне сполучення компонент суміші. Ущільнення формовочної суміші зазвичай здійснюють вручну, хоча трапляються окремі випадки пневматичного ущільнення. Тривалість охолодження деталей у формах визначається товшиною форми та теплофізичними характеристиками розплаву та формовочної суміши. Деталі з бронзи вилучають з форми при температурах 300-500 °С, чавуну - 700-800 °С, алюмінію - 200-300 °С. На одержаних деталях є так звані ливники, наявність яких зумовлена тим, що канал 1 є своєрідним продовженням порожнини 2. Ці ливники треба обрубити, а місце обрубки зашліфувати, внаслідок чого технологічний процес дещо ускладнюється. Заготовки, одержані литтям у земляні форми найзручніше очищувати піскоструминною обробкою. При цьому висвітлюються поверхневі дефекти литва. Контроль деталей, одержаних у ливарний спосіб здійснюється візуально, або, при необхідності, за допомогою методів рентгенівської та ультразвукової дефектоскопії.

На відміну від земляної форми, яку зручно використовувати для одержання суцільних деталей, оболонкові форми призначені для одержання деталей складнішої форми – з порожнинами. Оболонкові форми виготовляються з суміші дрібнозернистоко піску і синтетичної термореактивної смоли. Сполучення цих компонент здійснюється гарячим або холодним способом. У першому випадку нагрівають пісок (Т~100°С) і насипають на нього порошкоподібну смолу. Нагріваючись, смола склеює пісок. У другому випадку нагрівають смолу (Т~100°С) і, розчиняючи її спиртом чи ацетоном, змішують з піском. Формовочну суміш наносять на модель (форма, яка копіюється) зазвичай пульверизатором. Затверділа і відпалена оболонкова форма є зовнішньою границею деталі. Внутрішньою границею часто є циліндричний стрижень, виготовлений з того ж матеріалу, що і форма. Розплав заливають у простір між стрижнем і оболонкою. Охолодження розплаву здійснюється за рахунок відводу тепла через оболонку. Підвищення температури на оболонці сприяє випаровуванню смоли, внаслідок чого міцність оболонки знижується. Після повного охолодження деталі оболонкову форму легко зруйнувати.

Наведені вище ливарні методи є низькотехнологічними і в поточному світлотехнічному виробництві практично не використуються. Область їх застосування обмежується допоміжним виробництвом.

Найрозповсюдженішими методами лиття у багаторазові (сталі) форми є виливання у кокіль і лиття під тиском.

Рис. 15 - Кокіль

Як можна бачити, форма кокіля визначає конфігурацію деталі. У даному випадку (див.рис.15) виливається пустотілий циліндр з отворами по боках. Деталі подібної форми є основою при виготовленні корпусів ряду світильників (РСП, ГСП, ЖСП тощо). Кокіль є рознімний. Половинки корпусу кокіля 1 і 2 можуть щільно з’єднуватись одна з одною. Металічний стрижень 4, форма якого визначає геометрію порожнини, є також рознімним (для зручності вилучення деталі з форми). Середню частину 5 стрижня називають клином. Призначення стрижнів 3 полягає у формуванні в деталі отворів необхідної форми і фіксації внутрішнього стрижня 4. Форма кокіля має бути простою і ураховувати подальшу обробку деталі (якщо така планується, розміри кокіля, а значить, і литва, збільшують). Для контролю температури розплаву для кокіля може бути передбачена індукційна чи газополум’яна піч, а такоє зміяки для циркуляції води.

Рис.16 - Ливарна машина з горизонтальною камерою пресування

Прес-форма машини з холодною (без нагріву) горизонтальною камерою пресування складається з нерухомої 1 і рухомої 4 напівформ, що прикріплені відповідно до нерухомої 3 і рухомої 2 плит. Порожнина 5 призначена для формоутворення литва. Для вилучення литва з форми передбачено два виштовхувачі 6. Ливарна машина діє таким чином. Запорний механізм 7 притискує рухому півформу до нерухомої, після чого у камеру пресування 8 через чашку 9 заливають дозу розплаву. Поршень 10 перекриває заливочний отвір і створює тиск, завдяки якому форма 5 заповнюється розплавом. Після охолодження розплаву півформи розмикають і вилучають деталь з форми 5. Перед тим, як відливати іншу деталь, прес-форму обдувають стиснутим повітрям і змащують.

Рис.17 - Холодна вертикальна камера пресування

Видно, що в цій конструкціїї немає чашки для розплаву і присутній другий поршень. Вважається, що продуктивність процесу лиття в такий спосіб нижче на 20%, ніж той, що наведено на рис. 16.

В обох конструкцій є спільний недолік – неможливість контролю за температурою розплаву. Урахування цього недоліку призвело до появи нової конструкції ливарної машини – з гарячою вертикальною камерою пресування.

Розплав 1 у баці 3 нагрівається за допомогою печі 3. У стаціонарному положенні поршень 4 перекриває отвори 5, через які розплав може потрапити в прес-камеру. Якщо його підняти, розплав почне заповнювати канал камери. При зворотньому русі поршня в канал нагнітається стиснуте повітря, яке спрямовує розплав у робочу форму. На рисунку пронумеровані не всі елементи машини, так як на більшості з них вже було закцентовано увагу раніше (див. рис. 16). Перед початком лиття форму прогрівають до температур (Т~150 °С). Температура розплаву має перевищувати температуру кристалізації литва на 15-20 °С.

Аналізуючи методи лиття під тиском, відзначимо такі їх недоліки і переваги.

Недоліки:

1.Висока вартість обладнання.

2.Обмеження розмірів і маси литва, зумовлене потужністю ливарної машини.

3.Проблематичність одержання деталей з внутрішніми порожнинами, пов’язана з незручністю використання стрижнів у формах.

4.Поява в литві шпаруватості внаслідок використання стиснутого повітря.

5.Температурні обмеження.

Переваги:

1.Висока точність розмірів і висока чистота поверхні литва.

2.Можливість одержання тонкостінного литва складної конфігурації.

3.Можливість автоматизації процесу.

4.Можливість використання сплавів із зниженою рідкоплинністю (для методів лиття під тиском).

Контрольні запитання

1. Коли застосовують лиття в земляні і оболонкові форми? У чому відміна цих методів?

2. Кокільне лиття.

3. Різновиди лиття під тиском.

4. Для чого прогрівають форму ливарної машини?

5. Недоліки і переваги лиття під тиском.

ЛЕКЦІЯ 8

Поиск по сайту: