3.5 Литье по газифицируемым моделям.

Сущность способа состоит в том, что жидкий металл заливается через литниковую систему непосредственно на заформованную в наполнитель пенополистироловую модель, которая под действием его теплоты газифицируется, освобождая полость формы. Главной особенностью этого процесса является использование не извлекаемой перед заливкой разовой пенополистироловой модели, отсутствие стержней и плоскости разъема формы. Все это расширяет технологические возможности процесса литья в песчаные формы, способствует повышению точности и качества отливок, позволяет конструктору придавать отливке конфигурацию, которая наиболее полно отвечает условиям работы отливок в изделии.

К технологичности конструкции отливок, изготовляемых по газифицируемым моделям, предъявляют дополнительно следующие специальные требования:

1. конфигурация отливки должна предусматривать такую конструкцию литниково-питающей системы, которая обеспечивает сифонный подвод металла, исключает образование застойных зон, способствует созданию сплошного фронта течения расплава для последовательного и направленного заполнения формы и вывода из нее продуктов разложения модели;

2. при выборе толщины стенок отливок необходимо учитывать механические свойства материала модели и его плотность;

3. расположение и конструктивное оформление выступающих частей, поднутрений, усиливающих ребер и других элементов отливки должны предусматривать возможность уплотнения смеси вокруг соответствующих элементов модели при формовке;

4. при наличии в детали изолированных каналов и полостей в ее конструкции необходимо выполнять технологические отверстия, обеспечивающие заполнение модели формовочной смесью и удаление смеси после охлаждения отливки.

3.6 Технологичность конструкций деталей, получаемых специальными способами литья.

К специальным способам литья относятся следующие: под давлением, в кокиль, по выплавляемым моделям, в оболочковые формы и др.

3.6.1 Литье под давлением.

Сущность этого способа литья заключается в том, что расплав металла подается в стальные пресс-формы под давлением до 700 МПа. Для литья под давлением используют специальные машины: с холодной камерой прессования (тигель с расплавом отделен от машины) и горячей камерой прессования (тигель с расплавом встраивается в машину). Подача жидкого металла в камеру прессования производится автоматически магнитодинамическими и другими заливочно-дозирующими устройствами. Этим способом получают отливки с высокой точностью размеров, низкой шероховатостью поверхности и минимальными припусками на механическую обработку.

Важнейшая задача при конструировании отливок - определение рациональной плоскости разъема пресс-формы и возможность формирования отверстий с помощью подвижных и неподвижных стержней. При этом способе литья соблюдение принципа направленности затвердевания затрудняется в связи с высокими скоростями кристаллизации, поэтому конструкция отливки должна быть такой, чтобы металл затвердел по всем её сечениям одновременно. Этому требованию удовлетворяет равновесная конструкция с минимально возможной толщиной стенки. Рекомендуемые толщины стенок приведены в табл. 3.5.

Величина технологических уклонов зависит от вида сплава и толщины стенки отливки. Уклоны внутренних и наружных поверхностей определяют по табл. 3.6.

Минимальный диаметр отверстий, получаемых в отливках из цинковых сплавов, 1,5 мм при глубине отверстия 6 - 10 мм, - алюминиевых и магниевых 2,5 мм при длине 3 - 4 мм, медных 5 мм при длине до 10 мм. В отливках из медных сплавов литьем можно получать отверстия диаметром до 2,5 мм при глубине не более 2,5 диаметров. При этом конструктивный уклон подвижных стержней должен быть 2° - 3° 30', а неподвижных 4 - 5°.

3.6.2 Литье в кокиль.

Сущность этого способа состоит в том, что жидкий металл подается в металлическую форму, называемую кокилем, под действием гравитационных сил.

Преимуществами этого способа литья по сравнению с литьем в песчаные формы являются повышенные (на 20 %) механические свойства сплавов, более низкая (на 20 %) себестоимость процесса, меньшая (в 2 раза) трудоемкость механической обработки отливок, а также более высокая производительность труда. Недостаток - высокая трудоемкость изготовления металлических форм и стержней.

При конструировании отливок минимальную толщину их стенок в зависимости от сплава рекомендуется принимать по табл. 3.7. Толщина стенок алюминиевых сплавов отливок также зависит от марки сплава (табл. 3.8). Толщина внутренних стенок и ребер должна быть равна 0,6 - 0,7 толщины наружных стенок. Уклон ребер жесткости назначают 8 - 10°, а уклон внутренних полостей, образуемых металлическими стержнями, - не менее 6°. Предельные значения диаметров и длин отверстий в деталях, получаемых литьем в кокиль, приведены в табл. 3.9.

3.6.3 Литье по выплавляемым моделям.

Особенностью этого способа является получение отливок по разовым моделям (выплавляемым, выжигаемым, растворимым) в многослойных, неразъемных огнеупорных формах, подвергнутых прокаливанию и заливаемых в горячем или охлажденном состоянии. Способ позволяет изготовлять отливки очень сложной конфигурации, с высоким качеством поверхности.

Таблица 3.7

Минимальная толщина стенок отливок

Материал	Площадь поверхности стенки, см2	Минимальная толщина стенки, мм.
Чугун	До 5 25 - 125	4 6 - 7
Сталь Магниевые сплавы Алюминиевые сплавы Бронза	25 - 125 До 30 До 30 До 30	8 3 3 - 4 4 - 6

Таблица 3.8