5.4 Центробежное литьё
При центробежном литье заполнение формы и кристаллизация происходит под действием центробежной силы, образующейся при вращении формы, что обеспечивает большую плотность отливки и меньшее количество неметаллических включений, отбрасываемых к центру вращения. Этим методом получают отливки труб, колец, втулок и других тел вращения.
Формы для центробежного литья могут быть металлические и песчаные. Применяются футерованные изложницы - металлические формы с тонкой песчаной футеровкой и металлические формы со стержневыми вставками.
Центробежным способом можно отливать сталь, чугун и цветные сплавы, имеющие небольшую ликвацию.
Применяются следующие способы центробежного литья: с горизонтальной и вертикальной осями вращения - внутри отливки образуются полости цилиндрической или конической формы; полуцентробежный - внутренняя полость образуется при помощи песчаного стержня; центрифугирование, при котором полости формы смещаются от оси вращения для получения фасонных отливок, рис. 4.
Центробежный метод заливки применяют для получения двухслойных отливок и заливок антифрикционных сплавов в подшипники.
Скорость вращения формы зависит от диаметра отливки и плотности сплава. Наиболее часто ее рассчитывают по формуле:
где - плотность сплава; r – внутренний радиус отливки.
Для различных отливок скорость вращения составляет 250…1500 мин-1.
Рисунок 4. Схемы центробежного литья с вертикальной (а) и горизонтальной (б) осями вращения: 1 – ковш, 2 – формы, 3 – готовые отливки.
5.5 Литье по выплавляемым моделям
Сущность этого метода заключается в том, что в металлической пресс-форме изготавливается легкоплавкая модель отливки (рис.5, а), изготовленная из парафина, стеарина, церезина с добавкой канифоли и этилцеллюлозы. На поверхность модели наносится огнеупорная оболочка из мелкого кварцевого песка и этилсиликата в качестве связки (рис. 5, б). Мелкие отливки изготавливают в виде блока (елочки), в котором к центральному летнику крепятся отдельные модели из парафина. Модель с оболочкой заформовывается в опоку (рис.5, в). Модель выплавляется, а форма прокаливается и еще горячей заливается жидким металлом.
Литье по выплавляемым моделям применяют для получения отливок небольших размеров сложной конфигурации, с точными размерами, в том числе деталей, трудно поддающихся механической обработке.
а б в
Рисунок 5. Изготовление форм по выплавленным моделям: а - блок моделей, б – блок, покрытый слоем огнеупорного материала, в – заформованные модели.
Применение неразъемной высокоогнеупорной формы позволяет получать качественные отливки из стали, чугуна и цветных сплавов с высокой точностью и чистотой поверхности, что позволяет в ряде случаев не применять механическую обработку.
5.6 Литье в оболочковые формы
Сущность литья в оболочковые формы заключается в том, что с помощью нагретых металлических полумоделей получают половинки оболочковой формы из кварцевого песка (90...95%) и фенолоформальдегидной смолы (10...5%) в качестве связки. Скрепленные между собой оболочки образуют единую оболочковую форму, в которую заливается жидкий металл: сталь, чугун, бронза, латунь и др. сплавы. Точность отливок достигает 0,05... 0,10 мм.
Технология изготовления оболочковых форм заключается в следующем. Металлическую подмодельную плиту и модель 1 нагревают до 200…250 0С и покрывают разделительным составом (рис. 6, а), например силиконовой жидкостью. Она быстро затвердевает, образуя разделительную пленку, что устраняет прилипание формовочной смеси. При бункерном способе формовании оболочки плиту с моделью закрепляют на поворотном бункере с формовочной смесью (рис. 6, б). При повороте бункера на 1800 смесь высыпают на модель и плиту (рис. 5, в). Смола быстро плавится и затвердевает и за 10… 20 с образуется полутвердая оболочка толщиной 5…15 мм.
Рисунок 6. Схема технологического процесса изготовления оболочковой формы
Затем бункер поворачивают в исходное положение (рис. 6, г), снимают модельную плиту с оболочкой и помещают в электрическую печь, нагревая до 300…350 0С в течение 1…3 мин. для окончательного затвердевания смолы.
Готовую полуформу снимают с модельной плиты при помощи выталкивателей (рис. 6, д). Для получения формы полуформы склеивают (рис. 6, е, ж) или соединяют другими способами.