Литейная технология – это процесс получения литых заготовок путем заливки расплавленного металла в формы, полость которых повторяет конфигурацию отливки. При охлаждении металл отвердевает и принимает конфигурацию полости формы.

 Литьем получают разнообразные конструкции отливок массой от нескольких грамм до 300т, длиной от нескольких сантиметров до 20м, со стенками толщиной 0,5-500 мм(блоки цилиндров, поршни, коленчатые валы, корпуса и крышки редукторов, зубчатые колеса, станины станков, станины прокатных станов, турбинные лопатки и т.д.). Отливки получают из черных сплавов (чугуны, стали) и цветных сплавов (алюминиевых, магниевых, медных, цинковых, титановых и др.).

Различные сплавы имеют разные литейные свойства, которые характеризуются следующими параметрами:

  1)Жидкотекучесть - это способность металлов и сплавов течь в расплавленном состоянии по каналам литейной формы, заполнять её полости и чётко воспроизводить контуры отливки.

2)Усадка - свойство литейных сплавов уменьшать объём при затвердевании и охлаждении. Усадочные процессы в отливках протекают с момента заливки расплавленного металла в форму вплоть до полного охлаждения отливки. Различают объёмную и линейную усадку, выражаемую в относительных единицах.

Существует несколько способов изготовления отливок. Перечислим основные из них : литье в песчаные формы(ПФ), литье в кокиль(К), литье по выплавляемым моделям(ВМ), литье под давлением(Д).

Литье в песчаные формы.

 1.Сущность процесса заключается в изготовлении отливок свободной заливкой расплавленного металла в песчаную форму. После затвердевания и охлаждения отливки осуществляется ее выбивка с одновременным разрушением формы.

 2.Материалы и оснастка.

  1)Песчаная форма(ПФ) – разовая, состоит из двух полуформ. Для образования отверстий применяются песчаные стержни.

  2)Типовые составы формовочных и стержневых смесей.

  3)Модельный комплект : модель детали, модели элементов литниковой системы, модельные плиты, стержневые ящики.

  4)Опоки.

 3.Основные технологические операции.

  1)Изготовление полуформ по модельным плитам (наиболее распространенные прессование, встряхивание и их сочетание).

  2)Изготовление стержней.

  3)Сборка формы с простановкой стержней и подготовка ее к заливке.

  4)Заливка форм расплавленным металлом.

  5)Затвердевание и охлаждение отливок.

  6)выбивка отливок из форм и стержней из отливок.

  7)отделение литниковой системы от отливок, их очистка и зачистка.

  8)контроль качества отливок.

Возможные дефекты отливок, причины и меры по их устранению.

  1)Недоливы и спаи. 2)Усадочные раковины 3)Горячие трещины 4)Пригар  5)Песчаные раковины  6)Газовые раковины 7)Перекос.

4.Область применения.

Применяют во всех областях машиностроения. Получают отливки любой конфигурации 1…6 групп сложности. Точность размеров соответствует 6…14 группам. Параметр шероховатости Rz=630…80мкм. Можно изготавливать отливки массой до 250т. с толщиной стенки свыше 3мм.

5.Преимущества.

-  конфигурация 1…6 групп сложности

-  возможность механизировать производство

-  дешевизна изготовления отливок

-  возможность изготовления отливок большой массы

-  отливки изготовляют из всех литейных сплавов, кроме тугоплавких

6.Недостатки.

-  плохие санитарные условия

-  большая шероховатость поверхности

-  толщина стенок > 3мм

-  вероятность дефектов больше, чем при др. способах литья.

Литье по выплавляемым моделям.

 1.Сущность процесса заключается в изготовлении отливок заливкой расплавленного металла в тонкостенные, неразъемные, разовые литейные формы, изготовленные из специальной огнеупорной смеси по разовым моделям, которые изготовляют в пресс-формах из модельных составов. Перед заливкой модель удаляется из формы выплавлением, выжиганием и т.д. Для устранения остатков модельного состава и упрочнения форма нагревается и прокаливается. Заливка осуществляется в разогретые формы для улучшения заполняемости.

 2.Материалы и оснастка.

  1)Модельная форма состоит из модельного состава (парафин, стеарин, церезин, канифоль и т.д.).

  2)Формовочная смесь: 2ч. пылевого кварца, 1ч. связующего материала.

  3)Пресс-форма для изготовления моделей.

  4)Литейная форма.

  5)Вибрационная установка.

 3.Основные технологические операции изготовления форм и отливок.

  1)Приготовление модельного состава.

  2)Изготовление моделей отливки и элементов литниковой системы или секции моделей.

  3)Сборка моделей или секций моделей в блоки.

  4)Изготовление литейной формы.

  5)Подготовка литейных форм к заливке и заливка металла в горячую форму.

  6)Затвердевание и охлаждение отливки в форме.

  7)Снятие формы с отливки.

 4.Область применения.

  Этим способом можно отливать изделия из различных сплавов любой конфигурации 1…5 групп сложности массой от нескольких грамм до 250кг с толщиной стенок от 1мм. Припуск на механическую обработку составляет 0.2-0.7мм.

  Применяется в различных областях машиностроения.

 5.Преимущества.

-  Можно получать отливки из тугоплавких изделий.

-  Получают конфигурации отливок 1…5 групп сложности.

-  Высокая точность геометрических размеров и малая шероховатость поверхности.

 6.Недостатки.

-  длительность процесса

-  дороговизна

Литье в кокиль.

 1.Сущность процесса заключается в изготовлении отливок из жидкого расплава свободной его заливкой в многократно используемые металлические формы – кокили, обеспечивающие высокую скорость затвердевания жидкого расплава и позволяющие получать в одной форме от нескольких десяток до нескольких тысяч отливок.

 2.Материалы и оснастка.

  1)форма отливки – кокиль

  2)расплавленный металл

  3)теплоизоляционное покрытие

 3.Последовательность изготовления отливок.

  1)Подготовка кокиля к работе : очистка от остатков теплоизоляционного покрытия, нагрев до температуры 150-200° и нанесение свежего слоя теплоизоляционного покрытия толщиной 0,1…0,5мм, а на литниковые каналы и прибыли до 1мм.

  2)Сборка кокиля: установка стержней, соединение частей кокиля.

  3)Заливка расплавленного металла в кокиль.

  4)Затвердевание и охлаждение отливки.

  5)Удаление из отливки металлических стержней (если они есть) после образования в ней достаточно прочной корки.

  6)Извлечение отливки из кокиля после ее охлаждения до температуры 0,6…0,8 от температуры солидуса.

  7)Охлаждение или подогрев кокиля до оптимальной температуры 200-300°С и подкраска(при необходимости) рабочей поверхности кокиля.

 4.Область применения.

  Применяют в автомобиле и танкостроении.

  Литьем в кокиль изготавливают отливки из чугуна, стали и цв. сплавов. Трудно получить сложные стальные отливки ввиду значительной усадки литейных сталей, что ведет к образованию трещин(в отсутствии податливости формы). Целесообразно применять в серийном, крупносерийном и массовом производствах. Этим способом изготавливают отливки из стали массой до 160кг., из цв. сплавов – до 50кг. с толщиной стенок от 3 до 100мм. Точность размеров соответствует 4…12 классам. Можно изготавливать отливки 1…5 группы сложности. Параметр шероховатости поверхности Rz = 80…20мкм.

 5.Преимущества.

-  повышенная точность геометрических размеров (по сравнению с литьем а ПФ)

-  снижение шероховатости поверхностей отливок (по сравнению с литьем а ПФ)

-  снижение припусков на механическую обработку на 10-20%

-  лучше санитарно-гигиенические условия

-  мелкозернистая структура отливок( > прочность)

6.Недостатки.

-  сложность изготовления кокилей, их ограниченный срок службы (особенно при литье черных сплавов)

-  неподатливость кокиля и металлических стержней

-  затруднен вывод газов из полости формы

Литье под давлением.

 1.Сущность процесса заключается в получении отливок путем заливки расплавленного металла в металлическую форму (пресс-форму) под принудительным внешним давлением от 30 до 100Мпа. Конечное давление на расплав может достигать 490Мпа. Давление снимается посте полного затвердевания отливки в пресс-форме.

 2.Материалы и оснастка.

  1)пресс-форма

  2)смазка (машинное масло)

  3)прессующая машина

 3.Основные технологические операции.

  1)Очистка пресс-формы.

  2)Нагрев пресс-формы до 120…220°С и покрытие поверхности смазкой.

  3)Сборка пресс-формы.

  4)Залив расплавленного металла в камеру прессования и запрессовка расплава под давлением в полость пресс-формы.

  5)Охлаждение и затвердевание отливки под внешним давлением.

  6)После затвердевание отливки внешнее давление снимается и извлекается отливка.

 4.Область применения.

  Используется для изготовления отливок цветных металлов сложной конфигурации с тонкими стенками массой до 45кг.

  Применяется в машиностроении.

 5.Преимущества.

-  получают сложные тонкостенные отливки

-  низкая шероховатость поверхности, следовательно, снижается механическая обработка отливок на 90-95%

-  высокая точность геометрических размеров

-  мелкозернистая структура

-  улучшенные санитарно-гигиенические условия

6.Недостатки.

- высокая стоимость пресс-формы, сложность ее изготовления

- наличие газовоздушной пористости

- ограничение номенклатуры получения отливок по размерам и массе.