2.1.        Сущность литейного производства

Литейное производство – отрасль машиностроения, занимающаяся изготовлением заготовок или деталей путем заливки расплавленного металла в специальную форму, полость которой имеет конфигурацию заготовки или детали. При охлаждении расплавленный металл затвердевает, сохраняя конфигурацию той полости, в которую он был залит. Заготовки или деталь, получаемые литьем, называются отливкой.

В процессе кристаллизации и последующего охлаждения металла формируются механические и эксплуатационные свойства отливок. Литье является одним из наиболее распространенных методов формообразования. По сравнению с другими методами литье обладает целым рядом преимуществ. В частности, литьем можно изготавливать заготовки с наибольшим коэффициентом использования материала и практически неограниченных габаритов, получать заготовки из сплавов, не поддающихся пластической деформации и трудно обрабатываемых резанием. Современный уровень литейного производства позволяет изготавливать литьем многие ответственные детали специального назначения.

По технологии получения различают отливки, получаемые в формах:

· разовых песчаных;

· оболочковых;

· металлических (кокилях);

· песчаных, изготавливаемых по газифицируемым моделям;

· керамических, изготавливаемых по выплавляемым или выжигаемым моделям.

Наиболее универсальным способом изготовления отливок, как  в единичном,  так и массовом производстве, позволяющим получать заготовки массой  от десятков грамм до десятков тонн, является литье в разовые песчаные формы.

Литье в оболочковые формы применяют в условиях массового и серийного производства небольших тонкостенных отливок. Данный вид литья можно легко автоматизировать, при этом отливки имеют большую точность и низкую шероховатость поверхности. Нет необходимости в использовании опок, в результате чего сокращается расход формовочных материалов в 8…10 раз.

Литье по выплавляемым моделям применяется для получения мелких деталей массой до 15 кг из сталей, трудно обрабатываемых сплавов с температурой плавления до 1600 оС и цветных металлов и сплавов. Способ обеспечивает высокую точность и низкую шероховатость поверхности отливок.

Литьем в кокиль (металлические формы) можно получать простые отливки без полостей и фасонные отливки со сложными полостями и отверстиями. Отливки имеют плотную мелкозернистую структуру из-за относительно быстрого охлаждения расплавленного металла. В кокилях трудно получать тонкостенные отливки, при этом у чугунных отливок образуется отбеленный поверхностный слой с высокими внутренними напряжениями.


Основным недостатком литья в кокиль является высокая стоимость самого кокиля и технологической оснастки.

Область  применения того или иного способа литья определяется объемом производства, требованием к геометрической точности и шероховатости поверхности, экономическими требованиями и другими факторами.

Изготовление формы – трудоемкая и наиболее сложная операция литейного процесса, от которой зависит в значительной мере качество отливки. В единичном и мел

косерийном производствах формы изготавливают вручную, в серийном и массовом – на машинах. Для каждого наименования отливки изготавливается своя литейная форма.

Литейная форма представляет собой систему элементов, образующих рабочую полость, при заливке которой расплавленным металлом формируется отливка (рис. 2.1.

Форма обычно состоит из нижней (1) и верхней (2) полуформ, которые изготавливаются по литейным моделям в литейных опоках. Литейная опока 3 – приспособление для удерживания формовочной смеси при изготовлении формы.

Верхнюю и нижнюю полуформы взаимно ориентируют с помощью фиксаторов (штырей), вставляемых в отверстия приливов у опок. Для образования полостей, отверстий или иных сложных контуров в форме устанавливают литейные стержни 5, которые фиксируют с помощью стержневых знаков (выступов на модели), входящих в соответствующие впадины в форме. Литейные стержни изготавливают в специальных формах (стержневых ящиках) из стержневых смесей.

Для подвода расплавленного металла в полость литейной формы, ее заполнения и питания отливки при затвердевании используют литниковую систему 6, состоящую из нескольких элементов: литниковой чаши, стояка, шлакоуловителя, питателя, выпора 4 и прибыли.

Для ускоренного охлаждения массивных частей отливок с целью предотвращения усадочных дефектов используют металлические вставки, называемые холодильниками. Различают внутренние и наружные холодильники. Внутренние холодильники обычно изготавливают из того же металла, что и отливки, при этом их объем составляет 8…10 % от объема металла в охлаждаемом месте отливки. При заливке и затвердевании отливки внутренние холодильники должны полностью расплавляться.

Наружные холодильники обычно представляют собой чугунные или стальные пластины, устанавливаемые в форму или стержень при их изготовлении. Размеры таких холодильников определяются по сравнительным таблицам с учетом размеров теплового узла отливки, требующего ускоренного охлаждения. Для предотвращения приваривания наружного холодильника к отливке используют специальное противопригарное покрытие. После изготовления отливки наружные холодильники извлекают для повторного использования.