ЛИТЕЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО

Колосс Родосский ( гг. до н. э.), бронза Литые чудеса света

Первобытные литейные формы (VIII тыс. лет до н.э.) Глиняные формы для отливок из меди Литье в первобытную форму

Изображение египетских литейщиков за работой роспись гробницы в Фивах XVI V вв. до н. э.

Заливка формы (китайский рисунок) VI в. до н. э. Лев в Цзянь - Чжоу (974 г. н.э.). высота - около 6,1 м, длина 5,5 м

гг г г.

Плавление жидкого металла Кривая нагрева чистого металла или эвтектического сплава Изменение объема чистого металла или эвтектического сплава при нагреве

Кристаллизация сплава Кривая охлаждения с переохлаждением Схемы зависимостей скорости n зарождения центров кристаллизации и линейной скорости v роста кристаллов от переохлаждения

Формирование отливки Зависимость характеристик зерна от скорости затвердевания 1 – средний размер дендритов 2 – расстояние между осями 2-ого порядка Схема кристаллического строения тела отливки 1 – внешняя мелкозернистая зона 2 – зона столбчатых кристаллов 3 – центральная зона равноосных кристаллов

Кристаллизация сплава модифицирование – ввод малых количеств веществ (модификаторов) в расплав с целью измельчения зерна и улучшения механических свойств применение вибрации – интенсификация процесса образования обломков кристаллов и перемешивания расплава в незатвердевшей части отливки использование ультразвуковых колебаний наложение колебаний с частотой 16· ·10 3 колебаний в секунду применение электромагнитных полей – бегущие, пульсирующие, вращающиеся магнитные поля введение в расплав микрохолодильников - металлические порошки - модификаторы (0,1 мм) или дополнительные центры кристаллизации (раскислители, легирующие добавки, промежуточный сплав)

Литейные свойства сплавов: жидкотекучесть

Литейные свойства сплавов: усадка Склонность к образованию усадочных раковин и пористости; Склонность к образованию усадочных раковин и пористости; Линейная усадка сплавов и отливок; Линейная усадка сплавов и отливок; Усадочные напряжения в отливках; Усадочные напряжения в отливках; Объемная усадка Объемная усадка

Определение усадки сплавов Коэффициенты усадки линейной объемной V 1 – объем сплава при температуре заливки; V 0 – объем сплава после полного охлаждения – средний коэффициент линейного расширения сплава; Т с – температура солидуса сплава; Т н – температура окружающей среды. Схема формы для определения линейной усадки цветных сплавов по ГОСТ 16817

Литейные свойства сплавов: ликвация Изменение концентрации компонента по сечению отливки Схема расположения ликвационных дефектов в отливке Прямая (1, 2) и обратная (3) зональная ликвации в условиях частичной конвекции (1) и интенсивного механического перемешивания (2) расплава 1 – ликвационное пятно; 2 – осевая V-образная ликвация; 3 – внеосевая Λ-образная ликвация

Литейные свойства сплавов: Склонность к горячим трещинам; Склонность к горячим трещинам; Склонность к холодным трещинам; Склонность к холодным трещинам; Склонность сплавов к насыщению газами и образованию газовой пористости; Склонность сплавов к насыщению газами и образованию газовой пористости; Склонность компонентов сплавов к ликвации; Склонность компонентов сплавов к ликвации; Неметаллические включения в сплавах; Неметаллические включения в сплавах; Зависимость механических свойств от толщины стенки отливки Зависимость механических свойств от толщины стенки отливки

Современные виды литья По видам форм По видам моделей По технологии заливки Песчано-глинистыеМногоразовые Под силой тяжести ОболочковыеВыплавляемые Под давлением КокильГазифицируемыеЦентробежное Вакуумное всасывание

Литье в разовые песчано- глинистые формы

Проектирование отливки Проектирование технологического процесса Изготовление стержневой смеси Изготовление формовочной смеси Проектирование и изготовление модельного комплекта Изготовление стержней Подготовка шихтовых материалов Изготовление и сборка формы Сушка стержней Плавка металла Заливка металла в форму

Кристаллизация отливки в форме Выбивка отливки из формы Охлаждение до температуры 50 0 С Первичная очистка, зачистка и удаление литниковой системы Термическая обработка Окончательная очистка отливки Контроль

Основные элементы литья в песчано-глинистые формы 1 – верхняя половина 2 – нижняя половина 3 – стержневой знак РАЗЪЕМНАЯ МОДЕЛЬОПОКИ 1- ручки 2– цапфы 3– ребра жесткости 1 – литниковая чаша 2 – стояк 3 – шлакоуловитель 4 - питатель ЛИТНИКОВАЯ СИСТЕМА

Виды литниковой системы а, б боковые; в дождевая; г сифонная; д ярусная (этажная); е щелевая 1 чаша (воронка); 2 стояк; 3 дроссель; 4 шлакоуловитель; 5 питатель; 6 боковая прибыль; 7 шейка

Ручная формовка Твердая постель, подготовленная к формовке: 1 – яма; 2 – вентилиционный канал; 3 – формовочная смесь; 4 - труба; 5 – слой кокса; 6 – мешковина Формовка в мягкой постели: а, б – изготовление формы; в – осадка модели; г – готовая модель; 1 – деревянная рейка; 2 – облицовочная смесь; 3 – металлический брусок; 4 – формовочная смесь; 5 – деревянная планка; 6 – вентиляционная игла; 7 – модель; 8 – молоток; 9 – приемная литниковая чаша; 10 – сливной резервуар

Ручная формовка Формовка с подрезкой а – отливка; б – уплотненная нижняя полуформа; в – нижняя полуформа после излишков смеси; г – форма в сборе; д – формовка по фасонной модельной плите; 1 – модель; 2 - модель верхнего знака; 3 – груз; 4 – модельная плита; 5 – гнездо для знака; 6 – модель подрезки; Ф – разъем модели; К – объем смеси, препятствующий извлечению модели

Ручная формовка Формовка с перекидным болваномФормовка с подъемным болваном а - формовка нижней опоки; б – уплотнение смеси между моделью и обечайкой; в – форма в сбор; 1 – стальная обечайка; 2 – модель; 3 – подъемный болван; 4 – верхняя полуформа; 5 – крючок; 6 – крестовина; 7 – нижняя полуформа а – г последовательность операций при формовке отливки шкива; 1 – опока; 2 – модель стояка, 3 – верхняя половина модели; 4 – нижняя половина модели; 5 – перекидной болван; 6 – опока низа; 7 - стержень

Схема изготовления формы на формовочных машинах I- оснастка нижней опоки II- набивка нижней опоки III- оснастка верхней опоки IV- набивка верхней опоки V- установка стержня VI- сборка формы

Заливка формы вручную Выбивка отливки

Отливка с элементами литниковой системы

Автоматизированный цех литья в песчано-глинистые формы

Литье колоколов в глинистые формы Формы для литья колоколов Литье колокола

Литье в кокиль

Виды кокилей Неразъемный (вытряхной); Неразъемный (вытряхной); Разъемный: Разъемный: а, в, г, д, е, ж – с вертикальной плоскостью разъема; б – с горизонтальной плоскостью разъема;

Разъемный кокиль 1 и 2 половины кокиля; 3 гнёзда; 4 литниковая система Кокиль с разъёмом в вертикальной плоскости

Неразъемный (вытряхной) кокиль 1 – песчаный стержень, 2 – металлическая форма, 3 – керамическая сетка (фильтровальная), 4 – керамическая втулка

Однопозиционная универсальная кокильная машина 1 станина; 2 подвижные плиты; 3 стойки; 4 направляющие; 5 гидравлический цилиндр; 6 боковые части кокиля; 7 нижняя плита кокиля.

Многопозиционная кокильная машина

Технологический процесс литья в кокиль Окраска кокиля Установка стержней

СплавыХарактер отливокТолщина стенки отливок, мм Температура нагрева кокиля, К ( 0 С) АлюминиевыеТонкостенные ребристые, ребристые корпусные, простые без ребер 2,2 – 4, Менее 8 Более ( ) ( ) ( ) ( ) МагниевыеТонкостенные сложные Толстостенные ( ) ( ) МедныеСредней сложности ( ) Серый чугунРазная сложность отливок Менее ( ) ( ) ( ) ( ) СтальТонкостенные Толстостенные (300) 423 (150) Температура нагрева кокилей перед заливкой

Сборка и заливка формыЗатвердевание отливки Разборка кокиля

Литье по выплавляемым моделям 1 – металлическая прессформа 2 – смесь парафина и стеарина 3 – модель 4 – литниковая система 5 – паяльник 6 – жидкое облицовочное покрытие 7 – песок 8 – сушильный шкаф (6-8 часов) 9 – емкость с горячей водой 10 – оболочковая форма 11 – металлический жакет 12 – песок 13 - печь для обжига ( С, 3-4 часа) 14 – расплавленный металл 15 - отливка

Воин ( бронзовое литье по выплавляемым моделям) Шкатулка Виды Москвы (бронза, литье по выплавляемым моделям)

Отливки по выплавляемым моделям 6-8 класс точности шероховатость поверхности от 10 до 20 мкм толщина стенки не менее 3 мм развес литья от 20 г. до 20 кг припуски на механическую обработку в пределах 0,5- 1,0 мм

Литье в оболочковые формы Получение формы 1 – плита с моделью ( С) 2 – поворотный бункер 3 – песчано-смоляная смесь 4 – оболочка до отжига 5 – оболочка после отжига ( С, 2-3 мин) и толкатели Получение стержня 6 – стержневой ящик ( С) 7 – песчано-смоляная смесь ( на с) 8 – пустотелый стержень Заливка формы 9, 10– ящик с оболочковой формой 11 – песок 12 - отливка

Последовательность операций при литье

Литье под давлением 1 – чугунный тигель с печью, 2 – камера прессования, 3 – плунжер, 4 – отверстие для заполнения камеры, 5 – полость прессформы

Литье под давлением на машине с холодной камерой прессования а – подача расплава в камеру прессования; б – запрессовка; в – раскрытие пресс-формы; г – выталкивание отливки; 1 – пресс-форма; 2 – пресс-поршень; 3 – камера прессования; 4 – стержень; 5 – толкатель

Литье под давлением на машине с горячей камерой прессования а – заполнение камеры прессования расплавом; б – запрессовка; в – раскрытие пресс-формы и выталкивание отливки; 1 – камера прессования; 2 – заливочное отверстие; 3 – тигель с расплавом; 4 – обогреваемый канал; 5 – пресс-форма; 6 – пресс-поршень; 7 – отливка; 8 – толкатели

Центробежное литье

Дефекты литья I – дефекты геометрии 1 – недолив,2 – вылом, 3 – перекос, 4 – разно- стенность II – дефекты поверхности 1 – пригар, 2 – нарост, 3 – ужимина, 4 – залив III – несплошности 1 – усадочные раковины, 2 – утяжина, 3 – газовые раковины, 4 - пористость IV - включения 1 – металлические, 2 – неметаллические, 3 - королек