Литье алюминия в домашних условиях: изготовление форм, технологический процесс

Что такое центробежное литье

image

Рис. 1. Схемы центробежного литья

Возможны три схемы центробежного литья. При любой схеме ось вращения формы может быть горизонтальной, вертикальной или наклонной.

Наиболее широко распространена схема I. По ней получают полые цилиндрические отливки без стержней. Машины с горизонтальной осью вращения (рис. 1, а) применяют для отливки длинных тел вращения: длина в 3 раза больше, чем диаметр. Свободная поверхность отливки представляет собой цилиндр. Свободной поверхностью отливки называется поверхность, которая не контактирует со стенками литейной формы, а только с воздухом.

Читайте также:  Сварочные электроды «ЛЭЗ МР-3» — характеристики и использование

На машинах с вертикальной осью вращения (рис. 1, б) получают короткие тела вращения из-за разностенности по высоте отливки. Свободная поверхность — параболоид. Разностенность тем больше, чем выше отливка.

Схемы II и III, при реализации которых нет свободной поверхности, применяют реже, в них центробежные силы используют для повышения плотности отливок или улучшения заполнения тонкостенных отливок.

Центробежный способ литья по схеме I позволяет использовать вместо антипригарных красок для покрытия стенок формы сыпучие сухие без связующих огнеупорные теплоизоляционные покрытия форм. Поэтому перед заливкой во вращающуюся форму вводят песок, который центробежными силами распределяется по рабочей поверхности равномерным слоем.

Скорость вращения формы выбирают из условий получения отливки правильной геометрической формы и создания центробежных сил, необходимых для оптимального процесса затвердевания отливки. Наименьшим будет число оборотов, при котором нет дождевания — отрыва капель металла от потока и их падения, т. е. центробежная сила на свободной поверхности несколько больше силы тяжести.

image

Рис. 2. Схема получения чугунной трубы центробежным способом: а — исходное положение; б — заливка чугуна; в — окончание заливки; г — извлечение отливки и возвращение машины в исходное положение.

На рис. 2 показан процесс отливки труб. В исходном положении (рис. 2, а) заливочный лоток 4 введен в самую дальнюю часть изложницы 2, которая установлена на роликах внутри защитного кожуха 3 и приводится во вращение от привода 1. После того как металл из раздаточного ковша 5 по лотку 4 заполнит самую низко расположенную часть изложницы 2 (рис. 2, б), она с помощью тележки вместе с приводом смещается влево и металл попадает в другую ее часть. Так продолжается до полного заполнения (рис. 2, в, г).

Центробежным способом изготовляют крупные отливки из легированных сталей для прокатки труб, втулки и венцы из антифрикционных сплавов, мелющие тела из белого чугуна, гильзы (автомобильных и тракторных двигателей) из легированного чугуна, напорные и сливные чугунные трубы, гребные винты (по схеме II, рис. 1), детали из жаропрочных и титановых сплавов.

Рис. 3. Вертикальная машина центробежного литья ЦБМ-05

Технологический процесс производства

Центробежное литьё это метод, основанный на использовании центробежной силы, для заливки металла в цилиндрические формы. В этом методе литья также задействуется гравитация и давление, чтобы максимально эффективно заполнить формы расплавом. При центробежном литье зачастую используется кокиль, созданный из чугуна, графита или стали.

Пришлите ваши чертежи или эскизы на

Либо звоните 8-800-250-88-72. Доставка по России и СНГ!!!

Иногда применяются менее качественные песчаные формы. Литьё осуществляется с помощью горизонтально расположенной центробежной машины (на нашем заводе доступны и вертикальные установки) и включает несколько этапов.

Процесс литья из чугуна

При накоплении в нижней части печи достаточного количества жидкого металла пробивают леток, и раскаленная масса льется в ковш, из которого и производится непосредственно литье чугуна в формы. Инструмент для разливки — ковш, имеет внизу отверстие с пробкой. Через него производится заливка мелких деталей. Для габаритных тяжеловесных отливок, когда надо быстро заполнить форму, могут использовать носик в верхней части ковша, наклонив его с помощью крана.

Подготовка моделей

Модели изготавливаются из различных материалов. Для изготовления малых партий и единичных заготовок крупногабаритных деталей используют дерево. Модель повторяет наружную форму детали с припусками на усадку. В места расположения отверстий вставляют стержни из формовочной смеси.

В качестве материала для изготовления моделей используют:

  • воск;
  • гипс;
  • пластмассу;
  • пенопласт.

Для изготовления больших партий отливок, начиная с нескольких сотен, со сложной конфигурацией используют изготовленные на станках ЧПУ и другом оборудовании модели из бронзы, латуни, алюминиевых сплавов. В результате получается отливка с большой точностью наружных размеров, не нуждающаяся в обработке.

Читайте также:  Обратные клапаны: характеристики и варианты установки

Формовка

Модель вставляют в металлическую форму, и оставшееся пространство заполняют песчано-глиняной смесью. Для получения плотной оболочки смесь уплотняют на вибростендах или утрамбовывают ручным пневмоинструментом.

Большие формы заполняют в несколько этапов, подсыпая смесь. Затем модель вынимают. Поверхность формы обрабатывают антипригарным составом и сушат.

Металлическая форма

Заливка металла

Формы выставляют в один ряд на специально подготовленное место. Над ними устанавливаются литники для заливки. Ковш заводится над формами и быстро заполняет их. Если чугун льется долго, отливки будут неравномерно охлаждаться, могут образоваться расслоения металла внутри.

Завершающие операции

После заливки формы остаются в яме для равномерного остывания на 12–60 часов. Продолжительность процесса зависит от наибольшего сечения отливки.

Остывшую форму достают, освобождают деталь от формовочной смеси и вместе накопителями и прибылями помещают в термическую печь на отжиг. Металл нагревают до 800⁰–900⁰, в зависимости от массы отливки и марки чугуна. Затем выдерживают при заданной температуре несколько часов. Чугун вместе с печью медленно остывает до 300⁰. Затем отливку достают, и охлаждение продолжается на воздухе.

После отжига структура чугуна выравнивается, снимаются напряжения. Теперь обрезаются технологические надставки и другие элементы. Производится зачистка поверхности от остатков формовочной смеси, окалины.

Блог УМНИКА

ЦАМ ( или ZAMAK) — это группа сплавов на основе цинка. Из них любят (хотя, в эпоху инжекторов, наверное, правильнее сказать «любили») делать карбюраторы и много всякой мелочевки. Сплав относительно твердый, а температура плавления только немного выше, чем у свинца или олова. Поэтому отливать из него проще, чем из алюминия, цинка или чугуна. И считается, что он хорошо проливается, по крайней мере при литье под давлением.

Сломалась у меня скоба, которая фиксирует деталь на призме.

Хотел сначала новую выфрезеровать из латуни, но потом вспомнил, что несколько лет назад на выставке INTERMODELLBAU купил набор для изготовления литьевых форм из вулканизируемой резины. На выставке мне сказали, что в резину можно лить расплавы с температурой до 400 градусов. Раньше я пробовал эту резину для литья свинца. В этот раз решил попробовать лить в нее ЦАМ. Несколько кусочков этого сплава мне продали вместе с резиной и рамкой-прессом для её вулканизации.

Фирма которая продала мне этот набор для литья, дала диск с учебным фильмом, сейчас я нашел его на YouTube:

Резина продается в виде листов, толщиной примерно 8 мм. Жестче, чем пластилин, но мягче чем обычная резина.

Для тех, кто заинтересуется моим опытом в практическом смысле, скажу, что подобную резину (если я правильно понял) можно купить и в Москве, в магазине материалов для ювелиров. Искать надо «резина силиконовая вулканизируемая». 5 кг сплава ЦАМ я купил в Москве по цене 200 рублей за кг, просто по Интернету. Рамку-пресс Чипмейкер легко изготовит себе сам.

Читайте также:  Доменная печь: устройство доменной печи и схема доменного производства

Теперь в картинках — как делал я.

Вырезаем нужный кусок резины и укладываем в рамку-пресс. Сверху кладем модель (в данном случае это второй прижим, который пока не сломался):

Вдавливаем его в резину, рядом вдавливаем шпеньки — замки, они позволят в дальнейшем собрать две половинку формы.

Саму деталь обсыпаем тальком и посыпаем поверхность резины тальком, что бы она не привулканизировалась ко второй половине формы.

Накрываем вторым куском резины, обжимаем пальцами, потом закрываем верхнюю крышку рамки-пресса и стягиваем винтами:

Помещаем в печку на 90 минут при 100 градусах.

Вынимаем, даем остыть, разбираем рамку и расцепляем половинки формы:

При нагреве, до того как начинается вулканизация, видимо резина сначала становится немного мягче и в результате того, что зажата внутри рамки-пресса, довольно неплохо повторяем форму модели.

Модель в данной технологии должна быть достаточно твердой и достаточно термостойкой, естественно восковая не подойдет, и как потом я выяснил, не подойдет напечатанная на 3Д-принетер из PLA. Но зато подойдет, например, желудь.

Специальны резцом вырезаем литник и выпоры:

Собираем две половинки формы:

Отливаем.

Температуру форма выдержала прекрасно, нигде не обуглилась. А вот пролилось почему то не очень хорошо, на плечах детали образовались непроливы.

Что удобно с такой формой в отличие от гипсовой одноразовой — после того как форма один раз изготовлена (причем довольно быстро) повторять отливку можно много много раз. И для экспериментов и если надо много деталей.

Прочность получаемых из ЦАМа деталей незначительно уступает по прочности низкокачественной стали. Ну в смысле детали довольно прочные.

Пробую еще раз, потом пробую отлить с напором высоты расплата около 10 см. Для этого из тонкого листа нержавеющей стали сворачиваю конус и вставляю его в литниковое отверстие. Вставляется плотно, так как форма — резиновая и имеет некоторую мягкость.

Отливаю. Непроливов меньше, но все равно есть. Причем все время в одном и том же месте. Думал может в этом месте толщина резины маленькая и расплав как то слишком быстро остывает, контактируя через резину с алюминиевой рамкой. Подложил между рамкой и формой кусочки фанеры:

Читайте также:  Правила заземления сварочного оборудования

Особо лучше не стало.

Надо попробовать центробежное литье. Но об этом в следующий раз.

Главнаяjemteam2020-12-23T07:30:37+03:00

Качество отливок

Продукция выпускается при строгом соблюдении стандартов ГОСТа и соответствует техническим требованиям чертежа.

Стабильность цен

Мы гарантируем нашим клиентам стабильность цен на литье от получения заявки и подписания договора до полной поставки готовой продукции.

Производственные мощности

Наши производственные мощности позволяют нам производить до 1620 тонн литья чугуна в месяц. Поставка продукции клиентам точно в срок.

NORMET

Производит отливки из различных марок чугуна и стали. Для производства наших изделий изготавливается качественная оснастка на основании предоставленного  вами эскиза, наброска, чертежа, 3d-модели или опытного образца. При необходимости отливки подвергаются термической и механической обработке.

Продукция предприятия проходит контроль качества на соответствие техническим требованиям чертежа, ГОСТам и химическому составу в собственной лаборатории.

Литье в кокиль Кокиль — металлическая многооборотная форма из чугуна или стали. Отливки в кокиль отличаются высоким качеством и геометрической точностью размеров.

Литье в ХТС Литье в формы на основе холодно твердеющей смеси — относительно простой и технологичный способ изготовления отливок. Позволяет получать точные и качественные поверхности, отсутствуют газовые дефекты и засоры в отливке.

Направления литья:

Для ж/д транспорта Для добычи нефти, газа Для горнодобывающей промышленности Для запорной арматуры Для центробежных насосов Для энергетического машиностроения Литье для сельхозтехники Для судостроения Архитектурное

Литейное производство представляет собой крупный, современный литейный цех мощностью 35 тыс. тонн фасонного литья в 1год, с крановым оборудованием грузоподъемностью до 80 тонн, который преимущественно специализируется на мелкосерийном производстве изделий. Продукция изготавливается в основном небольшими партиями от нескольких до десятков штук, имеется возможность изготовления постоянной серийной номенклатуры.

Способы и назначение литья

Способы литья

3D металлическая печать: 3D печатные металлические заготовки (1)

Вакуумно-пленочная формовка: литье стали по V – процессу (2)

Жидкая штамповка:  ЖШ алюминиевых сплавов, ЖШ медных сплавов (1)

Литье в кокиль: литье в кокиль алюминиевых сплавов, литье в кокиль бронзы и латуни, литье в кокиль магниевых сплавов, литье в кокиль цинковых сплавов, литье в кокиль чугуна.

Литье в оболочковые формы: литье стали в оболочковые формы, литье чугуна в оболочковые формы

Литье в песчано-глинистые формы: литье алюминиевых сплавов в ПГФ, литье медных сплавов в ПГФ, литье стали в ПГФ , литье чугуна в ПГФ

Литье в ХТС (No-bake Process): литье медных сплавов в ХТС,  литье стали в ХТС, литье чугуна в ХТС

Литье по выплавляемым моделям: ЛВМ медных сплавов, ЛВМ никелевых сплавов, ЛВМ стали, ЛВМ чугуна

Литье по газифицируемым моделям: ЛГМ стали, ЛГМ цветных сплавов, ЛГМ чугуна (15)

Литье под высоким давлением: ЛПВД алюминиевых сплавов, ЛПВД медных сплавов, ЛПВД цинковых сплавов

Непрерывное литье: непрерывное вертикальное литье, непрерывное горизонтальное литье

Автомобильное литье, Арматура контактной сети, Архитектурно-художественное литьё, Вагонное литье, Гильзы блоков цилиндров, Замочное литье, Запорная и промышленная арматура, Инструментальное литье, Коленчатые валы, Компрессорное литье, Котлы, Кузнечные и трубные слитки, Литая посуда, Литье для бронетанковой техники, Литье для бытовой техники, Литье для газоперекачивающих станций (2) Литье для гидравлики, Литье для грузоподъемного оборудования, Литье для добывающей промышленности, Литье для дробильно-размольного оборудования Литье для кирпичных и цементных заводов, Литье для коксохимических заводов, Литье для медицины и спорта, Литье для пищевой промышленности, Литье для приборостроения, Литье для сельхозмашиностроения, Литье для тракторостроения, Литье для трамваев и троллейбусов, Литье для тяжелого машиностроения, Литье художественное, Люки и ливневые решетки, Мебельная фурнитура, Металлургическое литье, Насосное литье, Непрерывнолитые заготовки, Общемашиностроительное литье, Отопительные радиаторы, Путейское литье, Станкостроительное литье, Судостроительное литье, Турбинные лопатки и крыльчатки, Тюбинги для метро и шахт, Центробежнолитые заготовки, Центробежнолитые трубы и фитинги, Церковные колокола, Цильпебсы и мелющие шары, Чугунные тигли печей CAT (4)

Наши технологии

Литье в холодно твердеющие смеси (ХТС)

Литьё в песчаные формы, является одним из самых старых методов, используемых для производства металлических деталей широкого ряда форм, размеров и весов. Процесс литья характеризуется использованием песка в качестве формовочного материала.

Этот процесс позволяет нам производить продукцию по низкой цене за счет снижения потребности в машинах и другом оборудовании для получения конечного продукта. Независимо от того, как разработан конечный продукт по технологии ХТС легко создаются любая форма или узоры, а также все детали дизайна.

Литье по газифицируемым моделям

Процесс такого типа литья включает в себя использование испаряющихся форм во время  литейного процесса, что делает его похожим на прецизионное (высокоточное) литье. Единственное различие заключается в том, что в процессе ​ литья по газифицируемым моделям, используется пена вместо воска. Процесс становится проще благодаря более низкому уровню кипения пены.

Материалом, используемым для создания формы, является пенополистирол. Этот материал позволяет создавать шаблоны для очень сложных форм, подробных и сложных конструкций, в том числе изделий с тонкой стенкой. Достигается это путем ручной резки и обработки требуемых образцов.

Модельная оснастка

Изготовим для Вас модельную оснастку из фанеры и пластика рассчитанную на 1000 съёмов и более. Мы сами производим литье для нужд нефтяной промышленности и знаем толк в качественной модельной оснастке по справедливой цене.

Наши модели, как японские автомобили, не самые дешевые и не самые дорогие, зато служат долго и не нуждаются в ремонтах.

Оптимальным выбором для производства модельной оснастки являются фрезерный станок с ЧПУ модели TS 1325, используемый на нашем предприятии. Он предназначен для обработки дерева, ДСП, МДФ, фанеры, любые полистиролы, искусственный камень, акриловое стекло и оргстекло, модельный пластик.

Плавка

Чтобы процесс плавки был успешным, мы используем самые укомплектованные  и современные индукционные печи. Тип печей зависит от размера отливки. Имея широкий ассортимент печей, мы достигаем высоких показателей массового производства, не беспокоясь о размерах или типе расплавленного металла.

Этот тип печей также позволяет контролировать весь процесс плавки, обеспечивая высокую энергоэффективность. Также это предотвращает потерю легирующих компонентов из-за перегрева материала.

Зачистка и контроль качества

Зачистка поверхности очень важный этап процесса литья. Существует огромное количество примесей, которые могут появляться при литье в песок. Благодаря дробеструйным камерам, мы достигаем лучшего качества поверхности при зачистке.

У каждого заказчика уникальные запросы, включающие уникальный дизайн, размер, материал и обработку. Это обусловливает необходимость получения специального оборудования для обеспечения высококачественной продукции. Кроме того, качество отливки необходимо проверить, протестировав его. На это тратятся время и деньги. Поэтому контроль качества является наилучшим вариантом для завершения процесса литья перед выпуском продукта. Для этих целей у нас существует лаборатория проверки качества и химического состава. При помощи спектрального анализа мы проверяем основные параметры материала каждую плавку.

+

Лет успешной работы

+

Довольных клиентов

+

Отлитых изделий за год

+

Специалистов нашей команде

Мы производим отливку изделий мелких и крупных форм из разнообразных марок стали, чугуна и алюминия. Производство изделий производится с минимальной механической обработкой впоследствии, что достигается посредством использования подготовленных форм для литья высочайшего качества. Наша собственная лаборатория заведует контролем качества в соответствии со всех техническими требованиями и ГОСТами.

Наше литейное производство – это современный литейный завод, специализирующийся на производстве мелкими сериями с производительностью до 40 тысяч тонн фасонного литья в год, и грузоподъемностью кранового оборудования до 80 тонн. Мы изготавливаем нашу продукцию маленькими партиями от нескольких заготовок, однако можем изготавливать и постоянную серийную номенклатуру.

Наша компания занимается литьем чугуна и стали по ГОСТу по многим направлениям, среди которых представлены:

  • Литье для железнодорожного транспорта. Запасные детали и части железной дороги, которые изготавливаются из качественного сырья с учетом всех технологических особенностей производства – это наиболее значимое условие безопасной и бесперебойной работы железнодорожного транспорта. У нас можно заказать литье любых изделий, которые будут обладать высочайшими эксплуатационными характеристиками, долговечностью и надежностью.
  • Литье для добычи нефти и газа. Мы предлагаем множество инструментов, разработанных для обеспечения высочайшего уровня производительности и безопасности для решения любого рода задач в нефтегазовой промышленности. Вне зависимости от условий, на земле или на море, при добыче или переработке сырой нефти или очищенных нефтепродуктов наши инструменты способны продемонстрировать высшее качество.
  • Литье для горнодобывающей промышленности. Наш литейный завод освоила и успешно применила на практике изготовление любых видов деталей и узлов буровых станков и прочего оборудования для горнодобывающих предприятий. Мы понимаем важность работы этой сферы, поэтому вся наша система управления сертифицирована, руководители и ведущие специалисты прошли обучение, а техническая и регламентирующая документации – получили сертификаты соответствия.
  • Литье для запорной арматуры. Наши детали для запорной арматуры обладают исключительно высоким качеством и точность в исполнении, в связи с чем требуют минимальную механическую обработку. Мы постоянно совершенствуем технологический процесс литья, благодаря чему готовы не только обеспечить своевременное и качественное выполнение, но и адаптировать любой процесс литья к условиям работы изготавливаемых изделий.
  • Литье для центробежных насосов. Мы производим изготовление и отливку запасных частей для горизонтальных, одноступенчатых и консольных центробежных насосов по уникальной технологии, отличающейся своей эффективность и низкими затратами на производство. Подобные детали пользуются высочайшим спросом и имеют отличное качество.
  • Литье для энергетического машиностроения. Адаптация всевозможных рабочих процессов способна коснуться даже такого серьезного вопроса, как энергетическое машиностроение. В состав предприятия входит полный комплекс производства, который необходим для организации законченного цикла изготовления изделий для энергетического машиностроения.
  • Литье для сельскохозяйственной техники. Наша компания готова выполнить любые заказы по поставке изделий для агропромышленных предприятий. Мы готовы продемонстрировать что отливка качественной, надежной и удобной сельскохозяйственной техники – это не только возможно, но и недорого!
  • Литье для судостроения. Для того, чтобы создавать новые и современные высокотехнологические суда необходимо использовать современные детали. Производственные мощности нашего предприятия способны выпускать литье как для серийного, так и для экспериментального судового оборудования.
  • Художественное литье. Мы предлагаем художественное литье различной сложности высочайшего качества. Наши мастера готовы реализовать ваши творческие проекты в полном цикле работы от литья эскиза до предоставления готового изделия. При помощи наших технологий вы сможете воплотить в жизнь любую идею!

ООО «НОРМЕТ» используют все современные технологические процессы, а также инновационные методы литейного производства. Любая продукция на выходе проходит строжайший контроль качества в собственной лаборатории, благодаря чему вы можете быть уверены в качестве нашей продукции.

Литейное производство — одно из древнейших ремёсел, освоенных человечеством. Первым литейным материалом была бронза. В древности бронзы представляли собой сложные сплавы на основе меди с добавками олова (5-7 %), цинка (3-5 %), сурьмы и свинца(1-3%) с примесями мышьяка, серы, серебра (десятые доли процента).

Зарождение выплавки бронзы и получения из нее литых изделий (оружия, украшения, посуды и др.) в разных регионах относится к ,3—7 тысячелетию до и, э. По-видимому, почти одновременно была освоена плавка самородных серебра, золота и их сплавов. На территории, где жили восточные славяне, развитое литейное ремесло появилось в первых веках н. э.

image image image

Основными способами получения отливок из бронзы и сплавов серебра и золота были литье в каменные формы и литье по воску. Каменные формы делали из мягких пород известняка, в которых вырезали рабочую полость. Обычно каменные формы заливали в открытую, так что одна сторона изделия, образуемая открытой поверхностью расплава, оказывалась плоской. При литье по воску сначала изготовляли восковые модели как точные копии будущих изделий. Эти модели погружали в жидкий глиняный раствор, который затем высушивали и обжигали. Воск выгорал, в образовавшуюся полость заливали расплав.

Большой шаг вперед в развитии бронзового литья был сделан, когда началось литье колоколов и пушек (XV—XVI вв.). Широко известно мастерство и искусство русских умельцев, изготовивших уникальные бронзовые отливки —«Царь-пушку» массой 40 т (Андрей Чохов, 1586 г.), и «Царь-колокол» массой 200 т (Иван и Михаил Моторины, 1736 г.).

Бронзы и позже латуни на протяжении многих веков были главным материалом для изготовления художественных отливок, памятников и скульптур.

До наших дней сохранилась бронзовая скульптура римского императора Марка Аврелия (II век н, э.). Всемирную известность получили отлитые из бронзы памятники Петру 1 в Ленинграде (1775 г.) и памятник «Тысячелетие России» в Новгороде (1862 г.). В наше время был изготовлен литой бронзовый памятник Юрию Долгорукому — основателю Москвы (1954 г.).

В XVIII в. на первое место по массовости и универсальности выходит новый литейный материал — чугун и чугунное литье послужившие основой развития машинной индустрии в первой половине XIX в, К началу XX в. литейное производство цветных металлов и сплавов заключалось в получении фасонных отливок из оловянных бронз и латуней и слитков из меди, бронзы и латуней. Фасонные отливки изготовляли только литьем в песчаные формы (тогда говорили и писали «земляные формы», «литье в землю»). Слитки получали массой не более 200 кг литьем в чугунные изложницы.

Следующий этап развития литейного производства цветных металлов и сплавов начался примерно с 1910—1920 гг., когда были разработаны новые сплавы, прежде всего на основе алюминия и несколько позже на основе магния.

Одновременно началось освоение фасонного и заготовительного литья из специальных бронз и латуней — алюминиевых, кремниевых, марганцевых, никелевых, а также освоение производства слитков из никеля и его сплавов. В 1920—1930 гг. создаются цинковые сплавы для литья под давлением. В 1930—1940 гг. получает развитие фасонное литье из никелевых сплавов. Период 1950—1970 гг. был ознаменован разработкой технологии плавки и литья титана и его сплавов, урана и других радиоактивных металлов, циркония и сплавов на его основе, молибдена, вольфрама, хрома, ниобия, бериллия и редкоземельных металлов. Начиная с 1920—1930 гг. для плавки цветных [металлов и сплавов широко применяют электрические печи — сопротивления, индукционные канальные и тигельные. Плавка тугоплавких металлов практически оказалась возможной только при использовании дугового разряда в вакууме и электронно-лучевого нагрева. В настоящее время идет освоение плазменной плавки, на очереди — плавка лазерным лучом.

В 1940—1950 гг. произошел массовый переход от литья в песчаные формы к литью в металлические формы — кокили (алюминиевые сплавы, магниевые и медные) к литью под давлением (цинковые, алюминиевые, магниевые сплавы, латуни). В эти же годы в связи с производством литых турбинных лопаток из жаропрочных никелевых сплавов возродился на новой основе древний способ литья по воску, названный точным литьем и называемый теперь литьем по выплавляемым моделям. Этот способ обеспечил получение отливок с очень небольшими припусками на механическую обработку вследствие очень точных размеров и высокой чистоты поверхности, что было необходимо в связи с крайне трудной обрабатываемостью всех жаропрочных сплавов на никелевой и кобальтовой основах.

В заготовительном литье (получение слитков для последующего деформирования с целью изготовления полуфабрикатов) в 1920—1930 гг. вместо чугунных начали широко использовать водоохлаждаемые изложницы, В 1940—1950 гг. происходит внедрение полунепрерывного и непрерывного литья слитков из алюминиевых, магниевых, медных и никелевых сплавов.

В 1930—1940 гг. произошли коренные изменения в принципах построения технологии заливки литейных форм и затвердевания отливок. Эти изменения были обусловлены как резким отличием свойств новых литейных сплавов от свойств традиционного серого чугуна и оловянной бронзы (образование прочных оксидных плен, большая объемная усадка, меняющийся от сплава к сплаву интервал кристаллизации), так и возросшим уровнем требований к отливкам по прочности, плотности и однородности. Были разработаны конструкции новых расширяющихся литниковых систем в отличие от старых сужающихся. В расширяющихся системах площади поперечного сечения каналов увеличиваются от стояка к литникам-питателям, так что самым узким местом является сечение стояка на переходе к шлаковику-коллектору. В этом случае первые порции металла, вытекающие из стояка в шлаковик, не могущего заполнить, Истечение расплава из шлаковика в литники происходит под действием очень небольшого напора в незаполненном шлаковике. Этот небольшой напор создает соответственно небольшую линейную скорость поступления расплава в полость литейной формы. Струи расплава в форме не разбиваются на капли, не, захватывают воздух; но разрушается оксидная плена на поверхности расплава в форме, расплав не загрязняется пленами. Благодаря таким достоинствам расширяющихся литниковых систем их применяют в настоящее время для получения ответственных отливок из всех сплавов, Другим важным достижением в технологии получения качественных отливок развитым и реализованным в период освоения фасонного литья из новых сплавов цветных металлов, является принцип направленного затвердевания отливок.

Опыт, накопленный при получении отливок из традиционных, «старых» литейных сплавов — серого чугуна и оловянной бронзы, свидетельствовал о том, что не обходимо рассредоточить подвод расплава в литейную форму, обеспечивая в первую очередь надежное заполнение полости формы и не допуская местного ее разогрева. Объем серого чугуна почти не меняется при кристаллизации, и поэтому отливкам из этого сплава практически не поражаются усадочной пористостью или раковина ми и не нуждаются в прибылях.

«Старые» оловянные бронзы с 8—10 % олова имели очень большой интервал кристаллизации, поэтому при литье в песчаные формы вся объемная усадка в отливках проявлялась в виде мелкой рассеянной пористости, неразличимой простым глазом. Создавалось впечатление, что металл в отливке плотный и что использовании опыта получения чугунных отливок, с подводом металла к тонким частям ее, оправдывает себя и в случае литья изделий из бронзы. Прибыли как технологические приливы на отливках просто не существовали. В форме предусматривался лишь выпор — вертикальный канал из полости формы, появление расплава в котором служило признаком заполнения литейной формы.

Для получения отливок высокого качества из новых сплавов оказалось необходимым осуществить направленное затвердевание от тонких частей, которые, естественно, затвердевают первыми, к более массивным и далее к прибылям. При этом убыль объема при кристаллизации каждого ранее затвердевающего участка восполняется расплавом из участка, еще не начавшего затвердевать, и, наконец, из прибылей, которые затвердевают последними.

Такое направленное затвердевание требует очень грамотного выбора места подвода расплава в форму. Нельзя подводить расплав в самый тонкий по сечению участок, рациональнее осуществить подвод жидкого металла около прибыли с тем, чтобы в ходе заполнения эта часть формы разогрелась. Для создания направленного затвердевания необходимо намеренно замораживать те части формы, где затвердевание должно произойти быстрее. Это достигается с помощью холодильников в песчаных формах или специальным охлаждением в металлических формах. Там, где затвердевание должно совершаться в последнюю очередь, форму намеренно утепляют или разогревают. Принцип направленного затвердевания, осознанный и сформулированный при освоении производства отливок из алюминиевых и магниевых сплавов, сейчас совершенно обязателен для получения качественных отливок из любых сплавов.

Разработка научных основ плавки сплавов цветных металлов, их кристаллизации, освоение технологии получения фасонных отливок и слитков является заслугой большой группы ученых, многие из которых были тесно связаны с высшей школой. К ним в первую очередь следует отнести А. А. Бочвара, С. М. Воронова, И. Е. Горшкова, И. Ф. Колобнева, Н. В. Окромешко, А. Г. Спасского, М. В. Шарова.

Научные разработки и производственные процессы в области литейного производства цветных металлов в нашей стране соответствуют передовым достижениям научно-технического прогресса. Их результатом, в частности, явилось создание современных цехов кокильного литья и литья под давлением на Волжском автомобильном заводе и ряде других предприятий. На Заволжском моторном заводе успешно работают крупные машины литья под давлением и усилием запирания пресс-формы 35 МН, на которых получают блоки цилиндров из алюминиевых сплавов для автомашины «Волга». На Алтайском моторном заводе освоена автоматизированная линия по получению отливок литьем под давлением.

В Советском Союзе впервые в мире разработан и освоен процесс непрерывного литья слитков из алюминиевых сплавов в электромагнитный кристаллизатор. Этот способ существенно повышает качество слитков и позволяет снизить количество отходов в виде стружки при их обточке. Основная задача, стоящая перед литейным производством в нашей стране, заключается в существенном общем повышении качества отливок, которое должно найти выражение в уменьшении толщины стенок, снижении припусков на механическую обработку и на литниково-питающие системы при сохранении должных эксплуатационных свойств изделий. Конечным итогом этой работ должно быть обеспечение возросших потребностей машиностроения необходимым количеством литых заготовок без существенного роста общего выпуска отливок по массе.

Проблема повышения качества отливок тесно связана с проблемой экономного расходования металла. Применительно к цветным металлам обе эти проблемы приобретают особую остроту. В связи с истощением богатых месторождений цветных металлов стоимость их производства непрерывно и существенно возрастает. Сейчас цветные металлы в пять—десять и более раз дороже чугуна и углеродистой стали. Поэтому экономное расходование цветных металлов, сокращение потерь, разумное использование отходов является непременным условием развития литейного производства.

В промышленности постоянно увеличивается доля сплавов цветных металлов, получаемых путем переработки отходов — обрези, стружки, различного лома и шлаков. Эти сплавы содержат повышенное количество разнообразных примесей, способных снизить их технологические свойства и эксплуатационные характеристики изделий. Поэтому в настоящее время ведутся широких исследования для выработки способов рафинирования подобных расплавов и отработки технологии получения качественных литых заготовок.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий