Кокильное литье или литье в металлические формы

Литье в металлические формы – кокили применяются для получения отливок, как из цветных металлов и их сплавов, так чугунов и сталей.

Для продления срока службы металлических форм они один раз в смену покрываются специальной обмазкой слоем 0,5 до 3 мм, а перед каждой заливкой жидкого металла в них изнутри поверх обмазки окрашиваются нанесением тонкого слоя краски либо сажи (для получения ровной гладкой поверхности отливки и для непригараемости металла отливки к металлу формы). Кроме того перед заливкой металла формы подогреваются до 200–300°С.

Металлические формы делают из чугуна или стали.

Кокили обычно получают литьем с последующей механической дообработкой. Обычно они состоят из 2-х или более частей в зависимости от сложности формы отливки. Стержни обычно делают из 3 или более частей с клиновидной средней частью, что позволяет легко удалять стержень из отливки.

Для отливок из цветных металлов и их сплавов стержни делают металлические, а для чугунного и стального литья, как правило из стержневых смесей.

Метод высокопроизводительный, высокой степени точности отливок, характеризуется мелкодисперсностью структуры отливок. Недостатком является – сложность изготовления форм – кокилей и отбел при чугунном литье (вследствие высокой скорости охлаждения).

 

1 – поддон; 2, 3 – симметричные полуформы; 4 – металлический стержень;

5 – пульверизатор; 6 – песчаный стержень; 7 – манипулятор; 8 – отливка;

9 – спецприспособление

Рисунок 2.1 – Последовательность операций изготовления отливок в кокиль

В общем случае технологический процесс изготовления отливки в кокиль состоит из следующих основных операций:

– нагрев до 100 – 150°С рабочей поверхности кокиля и нанесение на поверхность кокиля из пульверизатора слоя защитного покрытия (рисунок 2.1, а);

– установка песчаного стержня с помощью манипулятора (рисунок 2.1, б);

– соединение и скрепление частей кокиля, заливка расплава (рисунок 2.1, в);

– затвердевание отливки (рисунок 2.1, г);

– раскрытие кокиля после охлаждения отливки до температуры выбивки и удаление металлического стержня (рисунок 2.1, д);

– удаление отливки из кокиля с помощью специального приспособления (рисунок 2.1, е).

Центробежное литье.

Во время заливки жидкого металла в форму, форма вращается от 500 до 1500 об/мин. Таким образом, этот метод позволяет получать отливки без наличия в формах стержней, отсутствует литниковая система и прибыли. Качество литья при этом высокое, так как от действия центробежных сил металла уплотняется, а неметаллические (шлаковые и др.), как более легкие остаются внутри полости формы не попадая в металла отливки.

Машины для центробежного литья делятся:

– с вертикальной осью вращения формы и с горизонтальной осью вращения.

Вертикальные применяются для получения отливок небольшой высоты: кольца, втулки, шестерни и т.д., а также и фасонные отливки, имеющие тонкие стенки. Недостатком является разностенность отливки по высоте, ухудшение внутренней поверхности и уменьшение точности.

В машинах с горизонтальной осью вращения получают отливки большой длины: втулки, гильзы и в частности на таких машинах отливают чугунные канализационные трубы и трубы для санитарно-технической арматуры. Можно изготовлять также биметаллические 2-х-слойные отливки.

Металлические формы при центробежном литье иногда изнутри футируют огнеупорной формовочной смесью, что способствует удлинению срока службы такой формы (заменяется только футеровка), а во-вторых предотвращается возможность отбела чугунных отливок, так как в такой форме отливки остывают более медленнее, чем в обычной металлической.

Схема процесса изготовления отливок центробежным литьем представлена на рисунке 2.2.

 

 

1 – электродвигатель; 2 – изложница; 3 – желоб; 4 – заливочный ковш; 5 – отливка; 6 – кожух; 7 – опорные ролики; 8 – стержень

Рисунок 2.2 – Схемы процессов изготовления отливок центробежным литьем

 

Литье под давлением.

Применяется главным образом для литья из цветных металлов и их сплавов с невысокой температурой плавления (рисунок 2.3). Способ характерен очень высокой производительностью и точностью отливок. Обычно этим способом получают тонкостенные отливки небольших размеров. Массой от нескольких граммов до нескольких десятков килограммов. Формы разъемная металлическая, которая один раз в сутки покрывается тонким слоем специальной обмазки, а каждый раз перед заливкой жидкого металла обдувается и покрывается тонким слоем либо краски, либо сажи. Металл заливается в формы под давлением и отсюда – высокая плотность и качество металла отливки и высокая производительность машины для литья. Машины для литья под давлением делятся на машины поршневого типа и машины компрессорного типа.

Поршневого типа в свою очередь делятся на машины с горячей камерой сжатия и с холодной камерой сжатия. Расположение камер может быть вертикальным или горизонтальным.

Компрессорные – на машины с неподвижной камерой и машины с подвижной камерой.

Поршневые машины с горячей камерой сжатия: применяются для отливки из сплавов температурой плавления не выше 450°С и Р = 25–26 атм., производительность 100-250 отливок в час. Основной недостаток – засорение горячей камеры и подводящего канала частицами окисляемого камерой металла.

Поршневые с холодной камерой сжатия – предпочтительнее машин с горячей камерой сжатия, не происходит засорения каналов, Р = 100-1000 атм.

Компрессорные с неподвижной камерой сжатия: Р = 60-500 атм. Недостаток – большая окисленность металла в камере из-за большой поверхности контакта.

 

 

1 – подвижная полуформа; 2 – стержень; 3 – неподвижная полуформа; 4 – камера прессования; 5 – плунжер; 6 – выталкиватели; 7 – отливка

Рисунок 2.3 – Схема процесса изготовления отливок на машинах литья под давлением с горизонтальной холодной камерой прессования