1. Основные свойства литья

1. Жидкотекучесть – способность расплава заполнять каналы литейной формы и воспроизводить контуры отливок. При низком параметре в узких местах возникает недолив. Минимальная толщина стенок чугуна составляет 3…4 мм; для стали 5…7 мм.

2. Усадка – уменьшение объёма при охлаждении и затвердевании материала. Различие объёмную (соотношение объёмов до и после операции литья) и линейную усадку: , здесь– длина формы;– длина отливки при 20 °С.(для чугуна);(для стали);(для алюминиевых сплавов);(для меди);

3. Напряжение возникающие при усадке, это приводит к возникновению трещин и коробления. Для их исключения следует предусмотреть равномерность толщины стенок, плавный переход между стенками, использование формы и стрежней повышенной податливости.

4. Газопоглощение – способность в расплавленном состоянии поглощать: водород, кислород, азот, пары воды (нежелательный момент). Для исключения этого применяется плавление металла в вакуумной среде или в среде из инертных газов;

5. Ликвация – неоднородность в различных частях отливки. Она зависит от химического состава, конфигурации отливки и скорости охлаждения.

44. Технологические характеристики способов литья

Вид литья	Класс точности	, мкм
Литьё в земляные формы:
– ручная формовка по деревянной модели	16…18	320
– машинная формовка по деревянной модели	16…18	160…320
– машинная формовка по металлической модели	15…16	160…320
Литьё в оболочку	12…13	40…80
Литьё по выплавляемым моделям	11…12	10…40
Центробежное литьё	12…14	40…80
Литьё в кокиль	11…13	2,5…10
Литьё под давлением	9…10	0,65…2,5

Литьё в земляные формы применяется для крупногабаритных отливок при мелкосерийном производстве. Заготовка должна иметь значительные припуски, поскольку велики загрязнения при заливке формы металлом. Для удобства отделения модели от формы на вертикальных участках формы предусмотрены уклоны. Размеры модели отличаются от размеров отливки на величину усадки.

Вначале изготовляется литейная модель, копирующая будущую деталь. Модель засыпается песком или песком со связующим, заполняющим пространство между ней и двумя опоками (открытые ящики). Отверстия в детали образуются с помощью размещённых в форме литейных песчаных стержней, копирующих форму будущего отверстия. Насыпанная в опоки смесь уплотняется встряхиванием или прессованием. Образовавшиеся полости заливаются расплавом материала через специальные отверстия – литники. После остывания форму разбивают и извлекают отливку, далее удаляют облой и проводят термообработку.

Смесь для формовки (земля) состоит из песка, глины, крепителей, противопригарных добавок и воды. Для приготовления стержней применяются быстросохнущие смеси, которые сушатся при температуре 200 °С. Для вентиляции формы в опоках делаются наколы, а в стержнях – газоотводы.

Литьё в оболочку является разовым (в 20…30 раз меньше формовочных материалов, чем при литье в земляные формы). Оболочки имеют хорошую газопроницаемость и изготавливаются из тонкодисперсного песка. Этот способ позволяет получать стальные и алюминиевые отливки простой конфигурации без полостей. Формовочная смесь включает: мелкодисперсный песок, термореактивную смолу (фенолформальдегидные смолы с уротропинами ((СН₂)₆N₄1,3,5,7‑тетраазоцикло[3,3,1,1]‑декан) (пример уротропина: пульвербакелит) и ацетон.

Если использовать спекание и давление 1,5…2 , то прочность оболочек возрастает. Метод используется в мелкосерийном производстве, а пульвербакелит (температура плавления 160…180 °С) заменяется на крепитель марки МФ‑2.

Существуют 2 способа такого литья: бункерный и в спрессованные оболочки через резиновую диафрагму.

Укрупнённый технологический процесс литья в оболочковые формы бункерным способом:

1. На плиту, с установленной моделью, нагретую до 200…250 °С, с помощью пульверизатора, наносят смазочный слой. Её закрепляют на опрокидывающемся бункере с формовочной смесью;

2. Бункер поворачивают на 180°, формовочная смесь насыпается на модель в течение 10…30 секунд, термореактивная смола растворяется и образует оболочку с толщиной 5…15 мкм;

3. Бункер возвращают в исходное положение, излишки формовочной смеси осыпаются с оболочки;

4. Плита с моделью снимается с бункера и помещается в печь, где прокаливается при температуре 300…350 °С, происходит окончательное затвердевание оболочки. После этого твёрдая оболочка снимается с модели (например, выталкивателем);

5. Собирают полуформы, склеивая их клеем БФ‑6, в нагретом состоянии и зажимают пневмозажимом;

6. Заливают форму расплавленным металлом;

7. Выбивка отливок на виброситах, очистка от питателей, заусенцев (на наждачных станках), дробеструйная обработка.

Литьё по выплавляемым моделям применяется для корпусных деталей и машин. Является литьём разового действия: можно получать отливки любой конфигурации и из любых металлов. Подходит для жаропрочных и легированных сталей. Вес отливок составляет от нескольких граммов до десятков килограмм.

Технологический процесс данной операции:

1. Металлическую форму наполняют жидким воском (парафин, стеарин (температура плавления 50…100 °С), после затвердевания пресс-форму раскрывают и модель падает в воду;

2. Собирают модели в блоки от 2 до 100 штук с помощью пайки, склеивания и других операций, по типу ёлочек;

3. Модель погружают в керамическую суспензию (в жидкую огнеупорную смесь состоящую из кварца и этилсиликата), выдерживают в ней, вынимают и сушат на воздухе (2 часа), затем погружают в аммиак, так создаётся от 2 до 6 слоёв;

4. Удаляют стеариновые (парафиновые) модели в горячей воде или перегретом паре;

5. Прокаливают в печи при температуре до 1000 °С (6…8 часов);

6. Заливка нагретого металла в нагретую форму.

Достигается высокая чистота поверхности и точность. Возможно достигнуть толщины стенок 0,3…20 мм. В силу того, что процесс очень дорог, он применяется только для очень ответственных деталей.