2 Семестр

Тема 8. Литье в кокиль

8.1. Суть процесса

Кокильное литье – это литье металла, осуществляемое свободной заливкой кокилей (от франц. Раковина, скорлупа) – это металлическая форма с естественным или принудительным охлаждением, заполняемая расплавленным металлом под действием гравитационных сил.

Основные элементы кокилей – полуформы, плиты, вставки, стержни, обычно изготавливаются из чугуна или стали.

Основные операции технологического процесса:

- очистка от следов загрязнений, ржавчины, масла;

- нанесение на поверхность огнеупорного покрытия;

- нагрев кокиля до рабочей температуры;

- установка песчаных или керамических стержней;

- соединение половин кокилей, крепление специальными зажимами;

- охлаждение отливки, извлечение из кокиля отливки;

- выбивка стержней песчаных, обрезка литников;

- контроль качества отливки.

Кокиль используется многократно.

Преимущества: повышение качества отливки (используется металлическая форма); использование разовых песчаных стержней; повышение производительности труда в результате исключения трудоемких операций (смеси приготовления, формовка и др.); меньше загрязнение окружающей среды и возможность механизации и автоматизации процесса.

Недостатки: высокая стоимость кокилей; сложность и трудоемкость изготовления; ограниченная стойкость кокиля (число водных отливок) и неподатливость кокиля приводящая к трещинам в отливке.

8.2. Классификация кокилей

1. В зависимости от отсутствия или наличия поверхности разъемов кокиля бывают неразъемные и разъемные.

2. По числу рабочих полостей (гнезд) кокели разделяют на одноместные и многоместные.

3. В зависимости от способа охлаждения с воздушным, жидкостным (вода, масло) и комбинированным.

К основным элементам конструкции кокилей относятся:

- формообразующие элементы;

- половины кокилей, нижние плиты (поддоны), вставки и стержни;

- конструктивные элементы – толкатели, плиты толкателей, системы нагрева и охлаждения, вентиляционная система, центрирующие штыри и втулки.

Материалы для кокилей:

- чугуны СЧ 20, СЧ 25 и др. – кокили для мелких и средних отливок из Al, Mg, Cu сплавов;

- чугуны ВЧ 40, ВЧ 45 и др. – кокили для мелких, средних и крупных;

- сталь, кокели для для мелких, средних, крупных и особо крупных отливок из чугуна, стали и других;

- медь и его сплавы, легированные стали и сплавы – вставки для интенсивного охлаждения отдельных частей отливки, массивные металлические стержни и др.;

- силумины, водоохлаждаемые кокили с анодированной поверхностью для мелких отливок с Al, Cu сплавов.

8.3. Технология литья в кокили

Требуемое качество отливки достигается при условии, если литейная форма заполнена расплавом без газовых и неметаллических включений в отливке, а также, если при затвердевании в отливке не образовалось усадочных дефектов (раковин, пористости, трещин), ее структуру и механические свойства соответствуют заданным. Из теории формировании отливки известно, что эти условия во многом зависит от того, на сколько данный технологический процесс обеспечивает выполнение одного из общих принципов получения качественной отливки – ее направленное затвердевание и питание. Они обеспечиваются комплексом мероприятий:

- конструкция отливки;

- рациональное ее расположение в форме;

- конструкция литниковопитающей системы;

- технологические режимы литья;

- конструкция и свойства материалов форм и т.д.

В качестве огнеупорных материалов применяют пылевидный кварц, шамотный порошок, оксиды и карбиды металла, тальк, графит и асбест.

Связующими для покрытия являются: жидкое стекло, огнеупорная глина. Оптимальная температура кокиля перед заливкой зависит от заливаемого сплава, толщины стенки отливки и ее конфигурации.

Температура заливки расплава в кокиль зависит от химического состава, толщины стенки отливки и от способа ее питания.

Отливки из Al, Mg, Cu сплавов подвергают контролю до отрезки литниковой системы и после отрезки. Их отрезают ленточными или дисковыми пилами, а в массовом производстве на специальных станках.