Вопрос 9

Опишите способы получения отливок: литье под давлением, центробежное литьё.

Литье под давлением. Литье под давлением осуществляется также в металлических формах (пресс-формах) и позволяет получать детали сложной конфигурации из алюминиевых, медных, цинковых и других сплавов. Давление на расплавленный металл при заполнении им металлической формы может передаваться от поршня или за счет сжатого воздуха. При этом подача жидкого металла в пресс-форму обеспечивается за 0,05...0,5 с, то есть со скоростью 100 м/с.

Давление на жидкий металл обеспечивает хорошую заполняемость формы, передает отливке тончайшие ее очертания и уменьшает пористость металла отливки. Полученные заготовки имеют чистую поверхность и точные (погрешность до 0,1 мм) размеры, вследствие чего последующая механическая обработка их или очень незначительна, или совсем исключается. Металл таких деталей имеет мелкозернистую структуру и высокую плотность, что повышает их прочность.

Из недостатков следует отметить трудоемкость изготовления самих форм. Кроме того, при быстром заполнении пресс- формы жидким металлом из нее не успевает выходить воздух и в виде мелких пузырьков остается внутри отливки.

Центробежное литье. Центробежное литье осуществляется заливкой металла во вращающуюся форму (изложницу). Заполнение формы жидким металлом, его затвердевание и дальнейшее остывание до температуры удаления отливки из формы происходит в условиях воздействия центробежных сил. Эти силы возникают вследствие вращения формы вокруг горизонтальной, вертикальной или наклонной оси.

Под действием возникающих при вращении центробежных сил металл прижимается к стенкам формы и затвердевает, приобретая конфигурацию, точно соответствующую внутренним ее очертаниям. Внутренняя же поверхность отливки формируется без контакта с формой. При этом структура металла получается уплотненной, так как всевозможные неметаллические включения и газы, образующиеся в процессе заливки жидкого металла, вытесняются к центру вращения. Незначительная пористость небольшого слоя металла на внутренних поверхностях отливки устраняется с помощью механической обработки.

Центробежное литье применяется главным образом для получения пустотелых отливок, имеющих форму тел вращения, например втулок, чугунных труб и т.д. Для отливки, например, чугунных труб применяют машины с горизонтальной осью вращения. Центробежное литье применяют также для получения биметаллических изделий, изготовляемых из композиций типа: сталь — бронза, чугун — бронза, сталь — чугун и др.

Вопрос 10

Опишите способы получения отливок: непрерывное литьё, литьё по выплавляемым моделям.

Непрерывное литье. Непрерывное литье — это способ получения протяженных отливок постоянного поперечного сечения (круги, полосы или более сложные профили) непрерывной подачи расплава металла в водоохлаждаемую форму (кристаллизатор) и вытягивания из нее затвердевшей части отливки. В зависимости от направления вытягивания различают вертикальное и горизонтальное непрерывное литье. Вертикальное литье обычно применяют для получения труб. Для формирования внутренней поверхности трубы в кристаллизатор устанавливают водоохлаждаемый стержень. Недостатком непрерывного метода литья является ограниченность номенклатуры отливок и невозможность получения сложных по форме заготовок.

Литье по выплавляемым моделям. При литье по выплавляемым моделям вначале изготовляется металлическая модель (эталон) детали из стали или медных сплавов, по которой делают пресс-форму из легкоплавкого сплава. Затем в полученной пресс-форме отливают из воска модели будущей отливки. Восковые модели и литниковую систему (также из воска) окрашивают погружением в специальную эмульсию. Для лучшего контакта с формовочным материалом окрашенную поверхность моделей припыливают прокаленным при температуре 400...500 °С тонким порошком корунда или кварца и сушат в течение 4...5 ч при температуре 20 °С. После этого модели с литниковой системой заформовывают в опоке, применяя специальную формовочную смесь. Изготовленную форму сушат при температуре 20 °С в течение 3...4 ч. Затем выплавляют восковые модели в печах при температуре 150 °С с выдержкой в течение 1,5...2 ч и с последующим прокаливанием при температуре 800...850 °С. И только после такой длительной подготовки формы в нее заливают жидкий металл для получения отливки. Литье по выплавляемым моделям позволяет получать мелкие детали сложной конфигурации с высокой точностью размеров, не требующие дальнейшей механической обработки.