5) Литье по выплавляемым моделям.

Литье по выплавляемым моделям (рис. 3) – способ литья, в котором форма представляет собой неразъемную керамическую огнеупорную оболочку, которая формируется из жидких формовочных смесей вокруг одноразовых моделей.

Затем эти модели удаляют из формы – выплавлением, растворением или выжиганием. Удаление остатков модельного состава и упрочнение оболочки достигается прокаливанием в течение 6–8 ч при температуре 850–900 °С, после чего в горячую форму производится заливка расплава.

Специфическими операциями являются: изготовление разовых моделей отливки и литниковой системы; сборка этих моделей в единые блоки; приготовление суспензии для огнеупорной оболочки; формирование на модельных блоках огнеупорной оболочки; удаление моделей из оболочки без ее разрушения; упрочнение оболочки прокаливанием.

Модели получают из легкоплавких, сгорающих, растворяющихся или испаряющихся материалов.

Наиболее часто применяют модельные составы на основе парафина и стеарина, а также церезина, воска и других компонентов, которые легкоплавки (температура плавления

50–100оС). В то же время температура их размягчения (более 30оС) превышает температуру производственных помещений. Растворяемые модели получают из составов на основе карбамида и водорастворимых солей, выжигаемые – из полистирола, а испаряемые – из сухого льда и других материалов.

Обычно модели отливки получают путем заполнения металлической пресс-формы жидким или пастообразным модельным составом. Модели, полученные в одноместных пресс-формах, припаивают паяльником. Для получения оболочковой формы модельный блок окунают в огнеупорную суспензию и обсыпают песком в псевдоожиженном слое или в пескосыпе. Полученное огнеупорное покрытие отверждают путем сушки на воздухе или в парах аммиака.

Обычно форму получают 4–6-кратным нанесением огнеупорного покрытия (для крупных более 12 слоев). Затем форму сушат на воздухе, заполняют опорным наполнителем и обжигают в печи. В массовом производстве оболочку после обжига заформовывают горячим опорным наполнителем.

Особенности и области применения способа: отсутствие разъема и мелкозернистый огнеупорный материал оболочки обеспечивают высокую точность и чистоту поверхностей небольших отливок.

6,7) Литье в многоразовые формы. Литье в кокиль.

Литье в кокиль (рис. 4) – изготовление отливок из расплава в металлических формах-кокилях. Формирование отливки происходит при интенсивном отводе тепла от расплава, от затвердевающей и охлаждающейся отливки к массивному кокилю.

Рабочую поверхность кокиля покрывают слоем огнеупорного покрытия толщиной 0,3–0,8 мм. Это покрытие защищает рабочую поверхность от резкого нагрева и схватывания с отливкой и позволяет регулировать скорость охлаждения, обеспечивая повышенную точность размеров и качество поверхностей отливки. Покрытия выполняют из огнеупорных материалов (кварцевой муки, талька, мела, графита и др.), связующего (жидкого стекла) и воды.

Основные элементы кокиля: полуформы, поддоны, стержни, обычно изготавливают из серого или высокопрочного чугуна, стали, алюминиевых сплавов, литьем и механической обработкой.

Металлические стержни удаляют из отливки после образования в ней прочной корки. Расплав в форму подводят сверху, снизу или сбоку.

Отливки из рабочей полости извлекаются выталкивателями. Заданный тепловой режим литья обеспечивается системой подогрева и охлаждения кокиля.

Литье в кокиль позволяет сократить, а во многих случаях полностью избежать расхода формовочных и стержневых смесей, трудоемких операций формовки литейных форм и выбивки отливок, повысить точность размеров отливок и уменьшить шероховатость поверхности, снизить в два раза объем механической обработки отливок. Литьем

в кокиль получают отливки с толщиной стенок 3–100 мм и массой 0,1–500 кг. Этот способ применяется для отливок корпусов приборов, деталей двигателей внутреннего сгорания и других деталей из чугуна, стали и сплавов цветных металлов для всех отраслей промышленности при массовом выпуске изделий.

7 .Литье под давлением – технологический процесс получения отливок в металлических формах (пресс-формах), при котором заливка расплава в форму и формирование отливки происходит под давлением при интенсивном отводе тепла от расплава, затвердевающей и охлаждающейся отливки к металлической пресс-форме. Заливку производят на специальных машинах литья под давлением с холодной или горячей камерой прессования.

Машины с холодной камерой прессования (рис. 5) применяют для изготовления отливок массой до 45 кг. Давление поршня на расплав составляет 50–100 МПа и более.

В машинах с горячей камерой прессования давление 10–30 МПа.

Они используются при производстве отливок из легкоплавких сплавов (алюминия) массой от нескольких граммов до 25 кг (рис. 6).

Литьем под давлением получают отливки, максимально приближенные по форме и размерам к готовой детали.

Этот метод позволяет изготавливать сложные тонкостенные отливки с толщиной стенок 0,8–6 мм и отверстия до 1 мм, массой от нескольких грамм до

45 кг (корпуса приборов, декоративные изделия, детали двигателей).

Литьем под давлением изготавливают сложные тонкостенные отливки из легкоплавких цветных сплавов на основе Al, Mg, Zn, Cu.

Основные преимущества способа:

– многократное использование литейных форм;

– полное исключение формовочных и стержневых смесей;

– высокая точность размеров и чистота поверхности;

– возможность получения отливок с малой толщиной стенок (меньше 1 мм) большой протяженности;

– исключение операций формовки, сборки, выбивки форм.

К недостаткам способа относятся:

– высокая стоимость пресс-форм и длительность их изготовления;

– невысокая стойкость при литье черных сплавов (стали, чугуна);

– необходимость при оценке учитывать стоимости пресс-форм;

– трудность выполнения отливок со сложными полостями с поднутрениями из-за жесткой металлической формы, способствующей появлению напряжений при охлаждении;

– ограничена номенклатура применяемых сплавов.

В последнее время применяют литье черных металлов. Чугуны редко, т. к. в отливках часто возникают горячие трещины, а поверхности отливок подвергаются отбелу. Из сталей используют СТ20Л,10Х18Н9ТЛ, 20Х13Л для получения тонкостенных отливок. Прессформы изготавливают из спеченных сплавов на основе карбидов Mo и W. Способ позволяет получать армированные отливки, в которых необходимо местное увеличение прочности, износостойкости, экономия дефицитных металлов.