Литье в кокиль

Литье в кокиль - это процесс изготовления фасонных отливок в формах, изготовляемых из чугуна, стали или других сплавов. Метод литья в кокиль имеет ряд преимуществ перед литьем в песчаные формы: металлическая форма выдерживает большое количество заливок (от нескольких сот до десятков тысяч) в зависимости от сплава, заливаемого в форму.

Отливки, залитые в кокиль, имеют большую точность размеров и лучшую чистоту поверхности, чем при литье в песчаные формы, и требуют меньшего припуска на механическую обработку. Структура металла получается более мелкозернистой, вследствие чего повышаются его механические свойства; кроме того, устраняется необходимость в формовочной смеси, улучшаются технико-экономические показатели производства и санитарно-гигиенические условия труда. Литье в кокиль имеет и свои недостатки. К ним относятся большая стоимость изготовления формы, повышенная теплопроводность формы, что может привести к пониженной заполняемости форм металлом вследствие быстрой потери жидкотекучести, частое получение поверхностного отбела (образование ледебуритного цементита) у чугунных отливок, что затрудняет их механическую обработку.

Фасонные отливки при литье в кокиль изготовляют из стали, чугуна, медных, алюминиевых, магниевых и других сплавов.

Конструкции кокилей чрезвычайно разнообразны. Кокиль для простых отливок изготовляют из двух частей, соответствующих верхней и нижней опокам при литье в песчаные формы. Для сложных отливок форму изготовляют из нескольких разъемных частей; каждая из них образует часть отливки; поверхность разъема форм определяется конструкцией отливки.

Для получения внутренней полости отливки применяют песчаные и металлические стержни. Для отливок из легкоплавких сплавов преимущественно применяют металлические стержни, а для чугунных и стальных отливок — песчаные.

Алюминиевые поршни отливают с металлическим стержнем. Корпус кокиля состоит из трех частей (1, 2 и 3). Литниковая система 4 расположена в плоскости разъема. Внутреннюю полость отливки образует металлический стержень. Для обеспечения возможности выемки металлического стержня из отливки его делают разъемным (из нескольких частей). На рис. 92 показан металлический стержень из трех частей. После заливки и затвердевания сплава сначала вынимают центровую конусообразную часть 1, а затем боковые части 2 и 3.

Рис. 91. Форма для изготовления алюминиевого поршня.

Рис. 92. Разъемный металлический стержень.

Кокиль для чугунной отливки корпуса амортизатора показан на рис. 93 (отливается с песчаным стержнем). Корпус кокиля (рис. 93, а) состоит из двух частей (1 и 4), в которых симметрично размещены две рабочие полости 10 для двух отливок. Литниковая система 7 расположена в середине. Кокиль выполнен с ребрами жесткости 11 (рис. 93, б) для предупреждения коробления. При смыкании двух половин центрирование осуществляется штырями 3 (рис. 93, а). Для крепления формы на станке имеются приливы 6 с просверленными отверстиями для крепежных болтов. Песчаный стержень 8 устанавливается знаковой частью 5 в соответствующих углублениях формы. Газ, находящийся в форме, отводится через выпор 2 и газовые каналы, расположенные вдоль разъема формы и в специальных пробках. Газовые каналы обычно изготовляют глубиной 0,2 — 0,5 мм. Для выталкивания отливок из формы служат толкатели. Толкатели обычно изготовляют из цилиндрического прутка. Эти прутки проходят через отверстия 9 в стенке формы. Когда форма закрыта, концы толкателей не выступают в рабочую часть формы; при открывании формы они выступают из нее и выталкивают отливку.

Рис. 93. Металлическая форма с песчаным стержнем: а и б — для получения чугунной отливки; в — для получения стальной мульды

На рис. 93, в показан кокиль с горизонтальной плоскостью разъема для заливки стальной мульды 3. Кокиль состоит из двух частей (4 и 5); литник 1 и выпор 2 расположены в верхней части кокиля.

Технология литья в кокиль имеет ряд специфических особенностей. В целях получения качественной отливки и удлинения срока службы кокиля последний в процессе работы поддерживают в нагретом состоянии и покрывают огнеупорной облицовкой и краской. Рабочая температура формы зависит от заливаемого сплава и находится обычно в пределах 100 — 300°.

Кокиль покрывают облицовочным слоем 0,1 — 2,0 мм 1 — 2 раза в смену и краской после каждой заливки.

Облицовочный слой изготовляют из одного или двух огнеупорных материалов: кварцевой муки, молотого шамота, графита, огнеупорной глины, мела, талька и других и связующего материала (жидкое стекло, сульфитный щелок, патока и т. д.).

Краски изготовляют из материалов, выделяющих газ в период заливки формы материалом. Наиболее часто применяют ацетиленовую копоть, мазут, керосин, растительное масло, окись цинка и др. Формы покрывают краской после каждой заливки.

Составы сплавов цветных металлов и стали для литья в металлические формы мало отличаются от сплавов, заливаемых в песчаную форму.

В массовом и серийном производстве применяют специальные литейные машины. Конструкция машин для литья в металлические формы значительно видоизменяется в зависимости от характера производства литья, размеров и степени сложности получаемых отливок. На машинах механизированы следующие технологические процессы литья: открывание и закрывание форм, выемка отливок, установка и выемка стержней, выбивка отливок из формы.

В серийном производстве широко применяют пневматический станок (рис. 94). Половину формы 1 крепят неподвижно к станине станка, вторая половина формы 2 установлена на каретке, перемещающейся штоком пневматического цилиндра 3. Отливки удаляются из формы автоматически толкателями. Производительность станка — 20 отливок в час.

Рис. 94. Пневматический станок для литья в кокиль.

В массовом производстве широко применяют машины — полуавтоматы карусельного типа. В СССР построены несколько заводов-автоматов, где процесс производства деталей автоматизирован, начиная с расплавления металла, включая заливку формы, выбивку отливки, механическую обработку детали и кончая упаковкой готового изделия. На рис. 95 показана схема технологического процесса по автоматическому производству алюминиевых поршней на заводе-автомате.

Рис. 95. Схема технологии отливки поршня в кокиль на заводе-автомате: 1 — транспортер для загрузки чушек алюминиевых сплавов; 2 — загрузочная площадка; 3 — плавильный агрегат; 4 — дозирующее устройство; 5 — литейная машина с шестью металлическими формами; 6 — механическая рука; 7 — перегрузочное устройство; 8 — фрезерный станок для обрезки литников; 9 — склиз; 10 — конвейер отпускной печи; 11 — отпускная печь; 12 — конвейер для охлаждения поршней воздухом до температуры цеха; 13 — склиз для подачи поршней к прессу Бринеля; 14 — пресс Бринеля; 15 — склиз для подачи поршней в бункер на хранение; 16 — бункер; 17—19 — транспортеры для подачи литников и отходов на загрузочную площадку.

Чугунные отливки, рабочая поверхность которых должна иметь высокое сопротивление износу (прокатные валки, чугунные железнодорожные колеса, некоторые части дробилок и т. д.),. изготовляют с отбеленной поверхностью. Такие отливки имеют на поверхности углерод в связанном состоянии (Fe3C) и структуру белого чугуна, переходящую в более глубоких слоях отливки в перлитную. Например, в вагонных колесах отбеленный слой расположен на поверхности катания колеса лишь на глубине 10 — 20 мм, а далее, по мере приближения к оси колеса, белый чугун переходит в перлитный. Это достигается путем устройства комбинированной формы, которая делается металлической в той части, где в отливке необходимо вызвать поверхностный отбел, в остальных же частях — песчаной.

Такая форма для получения чугунной отливки прокатного валика представлена на рис. 96. Рабочая поверхность отливки 2 оформляется металлической формой, остальные же части отливки, не нуждающиеся в отбеле,— верхней и нижней опоками 1 и 3, набитыми песчаной формовочной смесью.

Рис. 96. Кокиль для заливки прокатного валка с отбеленной поверхностью.



 
 
Добавить предприятие
 


 
 
 
 
 
 
 
Тел.: (8552) 39-71-29
промышленные предприятия Условия использования материалов сайта Политика конфиденциальности
 
Создание сайта Вебцентр