Основы литейного производства (терминология)

Модельный комплект – комплект формовочных приспособлений, необходимых для образования при формовке литейной формы, включающий: модель, стержневой ящик, литниковую систему, контрольные и сборочные шаблоны.

Отливка – литая деталь, заготовка, получаемая после затвердевания металла в литейной форме.

Литейная форма – это система образующих рабочую полость, при заливке которой расплавленным металлом формируется отливка. Форму изготавливают из формовочной смеси (песок, глина, связующие материалы и т. п.).

Формовочные материалы – совокупность природных и искусственных материалов, используемых для приготовления формовочных смесей, засыпаемых в литейные опоки, где с помощью модели изготавливают отпечаток будущей отливки, основными формовочными материалами являются песок и глина.

Формовочная смесь – многокомпонентная смесь формовочных материалов, состав которой соответствует условиям технологического процесса изготовления литейных форм.

При массовом производстве форм обычно изготавливают однородную смесь с повышенной прочностью и огнеупорностью, которую называют единой. Кроме того на заводах применяют быстротвердеющие формовочные смеси, т.е. единая смесь с добавками цемента или жидкого стекла. В состав смеси входят: песок, глина, связующие материалы, вода и специальные добавки. Смеси должны обладать следующими свойствами:

- пластичностью – повышается с добавлением связующих материалов и воды, а также зависит от размера и формы зерен песка;

- текучестью – зависит от природы и количества связывающего материала, а также размера и формы зерен песка;

- газопроницаемостью – увеличивается с уменьшением содержания глины;

- прочностью – увеличивается с поывшением содержания глины, а также при добавлении жидкого стекла, синтетических смол;

- противопригарностью – возрастает при добавлении противопригарных добавок (каменный уголь, огнеупорная глина, графит);

Литейная опока – приспособление для удержания формовочной смеси при изготовлении литейной формы.

Модель – элемент для образования внутренних полостей отливки, изготавливается из металла или дерева.

Модели служат для образования внешних контуров отливки в форме. В серийном и массовом производстве применяют модели из металла, а в индивидуальном и мелкосерийном – деревянные. По конструкции модели различают: цельные, разъемные, с отъемными частями. При изготовлении модели учитывают: 1 – припуск на механическую обработку, 2 – литейную усадку металла, 3 – простоту извлечения модели из формы, применяют формовочные уклоны: на металлические модели до 1 градуса, на деревянные 1-2 градуса. По ГОСТ, для различного вида литья модели окрашивают в разный цвет: для чугуна в красный, для стали в синий, для цветных металлов в желтый, стержневые знаки в черный цвет.

Стержень – элемент для образования внутренних полостей отливки, изготавливается в стержневом ящике из стержневой смеси.

Стержневые смеси – состоят из кварцевого песка и связующих материалов. По сравнению с формовочными смесями к ним предъявляются повышенные требования.

Подразделяются: на затвердевающие в горячих стержневых ящиках – связующие добавки – органические и органоминеральные материалы;

Затвердевающие в холодном состоянии – связующие материалы - синтетические смолы-катализаторы.

Приготовление смесей включает в себя: просушка, дробление, перемешивание в определенных пропорциях, рыхление, добавка связующих материалов.

Литниковая система – система каналов для подвода расплавленного металла к полости литейной формы и питания отливки при затвердевании. Литниковая система включает в себя: литниковую чашу, стояк, шлакоуловитель, питатели, выпор, прибыли.

Изготовление форм

Изготовление форм осуществляется с помощью формовки.

Выбор способа формовки зависит от размера отливки, от серийности производства, сложности модели, от конструкции и расположения литниковой системы .

Различают следующие виды формовки:

1- ручная в опоках, 2 – ручная в почве, 3 – формовка по шаблону, 4– в литейных кессонах, 5 – в стержнях, 6 – безопочная формовка, 7 – машинная формовка.

СБОРКА ФОРМ.

После удаления моделей в форму вставляют стержни. При этом небльшие стержни вставляют в ручную, большие с помощью крана малой мощности. Если стержень по ряду причин не может быть устойчиво установлен в знаки формы, применяют жеребейки – специальные металлические приспособления для закрепления стержня в форме в определенном положении, предохраняющем его от провисания или всплытия при заполнении формы металлом. Их заваривают в стенки отливки.

Сушка форм – операция с большой затратой времени 6-40 час. Температура сушки до 400⁰С, нагрев выше приводит к потере свойств связующих компанентов. Часто вместо отдельной сушки применяют подсушку внутренней поверхности формы на глубину до 50 мм, с помощью переносных сушил или инфракрасных лучей.

Для предотвращения пригара и улучшения чистоты поверхности отливок: формы и стержни покрывают тонким слоем противопригарных материалов (порошкообразный графит, пылевидный кварц и т.д.).

Затем формы собирают и фиксируют скобами. Сплав заливают в форму с помощью ковша. Температура заливки: сталь – 1500-1600⁰С, чугун – 1250-1450⁰С, бронза – 1000-1100⁰С, алюминий – 700-780⁰С. После заливки производят охлаждение, выбивку, очистку и термообработку.

Дефекты отливок.

При получении отливок возможно возникновение следующих дефектов:

Спаи – сквозные или поверхностные, с закругленными краями щели и углубления в теле отливки.

Ужимины – неглубокие узкие канавки или трещины, прикрытые слоем металла.

Пригар – шероховатая поверхность отливки, в результате сплавления металла и формовочной смеси.

Раковины: усадочные, газовые, шлаковые – неправильная литниковая система.

Трещины, коробление - не соблюдалась скорость охлаждения.

Перекос, разностенность – недолив металла.

Механические повреждения при обрубке.