Литье под низким давлением, Центробежное литье - Выбор способа получения отливки для конкретных деталей из различных литейных сплавов, назначение оборудования и оснастки

Сущность процесса заключается в заливке расплавленного металла и формировании отливки под давлением 0,1 - 0,8 МПа. Способ позволяет автоматизировать операции заливки формы, создает избыточное давление на металл при кристаллизации, что способствует повышению плотности отливок и уменьшению расхода расплавленного металла на литниковую систему.

Недостатком способа является низкая стойкость металлопровода, что затрудняет применение литья под низким давлением для получения отливок из чугуна и стали.

Центробежное литье

Это способ получения отливок, при котором расплавленный металл заливается во вращающуюся форму. Формирование поверхности отливки и процесс кристаллизации металла протекает под действием центробежных сил.

Центробежным способом получают отливки из стали, чугуна и цветных сплавов. Наибольший технико-экономический эффект обеспечивается при использовании этого способа для получения отливок типа тел вращения (трубы, втулки, гильзы, цилиндры двигателей, кольца подшипников качения и др.).

Центробежным способом можно получать также фасонные детали типа звездочек, зубчатых колес, турбинных дисков с лопатками, деталей арматуры и др.

Машины для центробежного литья бывают с вертикальной и горизонтальной осью вращения. Иногда применяются также машины с наклонной осью вращения.

Машины с вертикальной осью вращения применяются только для изготовления относительно коротких цилиндрических отливок с небольшой разницей в толщине стенки по высоте (втулки, кольца и др.).

При вертикальной оси вращения свободная поверхность отливки получается параболической.

При горизонтальной оси вращения отливки получаются со стенками одинаковой толщины и практически любой длины.

Центробежный способ литья имеет следующие преимущества: не требуется применения стержней для получения внутренней полости цилиндрических отливок; резко снижается расход металла на литниковую систему; металл в отливке получается плотным, мелкокристаллического строения, что повышает его механические свойства; резко снижается себестоимость литья.

Таблица 1 - Характеристика отливок, получаемых различными методами

Способы изготовления отливок

Масса отливки, т

Материал

Область применения и особенность способа

1

2

3

4

Разовые формы

Литье в песчано-глинистые формы.

Ручная формовка: в почве с верхом

До 200

Сталь, серый, ковкий и высокопрочный чугун, цветные металлы и сплавы

Станины, корпуса машин, рамы, цилиндры, шаботы молотов, траверсы

По шаблону

До 100

Отливки в виде тел вращения (зубчатые колеса, кольца, диски, трубы, шкивы, маховики, котлы, цилиндры)

В крупных опоках

Станины, бабки, коробки скоростей, блоки цилиндров

В съемных опоках со стержнями из быстротвердеющей смеси

До 35

Станины ГМК, болтовысадочных автоматов, ножниц: позволяет уменьшить припуски на 25 - 30 % и трудоемкость механической обработки на 20-25 %

В почве с верхней опокой с облицовочным слоем из быстротвердеющей смеси

До 25

Шаботы, станины, цилиндры; позволяет снизить трудоемкость изготовления заготовки и механической обработки за счет уменьшения припусков на 10-18 %

В стержнях

До 2

Отливки со сложной ребристой поверхностью (головки и блоки цилиндров, направляющие)

В почве открытая

До 0,15

Отливки, не требующие механической обработки (плиты, подкладки)

В мелких и средних опоках

До 0,1

Рукоятки, шестерни, шайбы, втулки, рычаги, муфты, крышки

Машинная формовка:

В крупных опоках

До 2

Бабки, суппорты, корпуса небольших станин

В мелких и средних опоках

До 0,1

Шестерни, подшипники, муфты, маховики; позволяет получать отливки повышенной точности с низкой шероховатостью поверхности

Литье в оболочковые формы:

Песчано-смоляные

До 0,15

Сталь, чугун и цветные сплавы

Ответственные фасонные отливки в крупносерийном и массовом производстве

Химически твердеющие тонкостенные (10 - 20 мм)

До 0,2

Ответственные фасонные мелкие и средние отливки

Химически твердеющие толстостенные (толщиной 50 - 150 мм)

До 40

Большие отливки (станины штамповочных молотов, подушки прокатного стана)

Жидкостекольные оболочковые

До 0,1

Углеродистые и коррозионностойкие стали, кобальтовые, хромистые и алюминиевые сплавы, латунь

Точные отливки с низкой шероховатостью поверхности в серийном производстве

Литье по выплавляемым моделям

До 0,15

Высоколегированные стали и сплавы (за исключением щелочных металлов, реагирующих с кремнеземом облицовочного слоя)

Лопатки турбин, клапаны, дюзы, шестерни, режущий инструмент, детали приборов. Керамические стержни позволяют изготовлять отливки толщиной 0,3 мм и отверстия диаметром до 2 мм

Литье по растворяемым моделям

До 0,15

Титан, жаропрочные стали

Лопатки турбин, детали приборов. Солевые модели снижают шероховатость поверхности

Литье по замораживаемым моделям

До 0,14

Тонкостенные отливки (минимальная толщина стенки 0,8 мм, диаметр отверстия до 1 мм)

Литье по газифицируемым моделям

До 15

Любые сплавы

Мелкие и средние отливки (рычаги, втулки, цилиндры, корпуса)

Многократные формы

Литье в формы:

Гипсовые

0,1

Сталь, чугун, цветные металлы и сплавы

Крупные и средние отливки в серийном производстве

Песчано-цементные

70

Кирпичные

200

Шамотно-кварцевые

100

Глинистые

50

Графитовые

0,014

Каменные

0,03

Металлокерамические и керамические

0,025

Литье в кокиль:

С горизонтальной, вертикальной и комбинированной плоскостью разъема
    7 (чугун), 4 (сталь), 0,5 (цветные металлы и сплавы)

Сталь, чугун, цветные металлы и сплавы

Фасонные отливки в крупносерийном и массовом производстве (поршни, корпуса, диски, коробки подач, салазки)

Литье в облицованный кокиль

0,25

Сталь аустенитного и ферритного классов

Лопатки рабочих колес гидротурбин, коленчатые валы, буксы, крышки букс и другие крупные толстостенные отливки

Литье под давлением:

На машинах с горизонтальными и вертикальными камерами прессования

0,10

Магниевые, алюминиевые, цинковые и свинцово-оловянные сплавы, сталь

Отливки сложной конфигурации (тройники, колена, кольца электродвигателей, детали приборов, блок двигателя)

С применением вакуума

0,05

Медные сплавы

Плотные отливки простой формы

Центробежное литье на машинах с осью вращения:

Вертикальной

0,05

Чугун, сталь, бронза и др.

Отливки типа тел вращения (венцы, шестерни, бандажи, колеса, фланцы, шкивы, маховики), двухслойные заготовки (чугун - бронза, сталь - чугун) при l/d < 1

Горизонтальной

0,60

Трубы, гильзы, втулки, оси при l/d > 1

Наклонной (угол наклона 3 - 6°)

1,0

Трубы, валы, слитки

Вертикальной, не совпадающей с геометрической осью

0,01

Фасонные отливки, не являющиеся телами вращения (рычаги, вилки, тормозные колодки)

Штамповка жидких сплавов

До 0,30

Цветные сплавы

Слитки, фасонные отливки с глубокими полостями (турбинные лопатки, детали арматуры высокого давления)

С кристаллизацией под поршневым давлением

0,01

Чугун и цветные сплавы

Массивные и толстостенные отливки без газовых раковин и пористости; можно получать уплотненные заготовки из нелитейных материалов (чистый алюминий)

Литье выжиманием

Панели размером до 1000Ч2500 мм с толщиной 2,5-5 мм

Магниевые и алюминиевые сплавы

Крупногабаритные отливки, в том числе ребристые

Вакуумное всасывание

0,01

Сплавы на медной основе

Небольшие отливки типа тел вращения (втулки, гильзы)

Последовательно-направленная кристаллизация

0,012

Цветные сплавы

Отливки с толщиной стенки до 3 мм при протяженности до 3000 мм

Литье под низким давлением

0,030

Чугун, алюминиевые сплавы

Тонкостенные отливки с толщиной стенки 2 мм при высоте 500 - 600 мм (головки блока цилиндров, поршни, гильзы)

Непрерывное литье

Трубы диаметром 300 - 1000 мм

Сталь, чугун, цветные металлы и сплавы

Листы, заготовки круглого сечения (слитки, трубы, валы)

Литье с кристаллизацией под давлением

0,01 - 0,3

Чугун, цветные сплавы

Слитки, уплотненные фасонные отливки с глубокими полостями (лопатки, детали арматуры высокого давления)

Технологичность конструкций отливок характеризуется условиями формовки, заливки формы жидким металлом, остывания, выбивки, обрубки. На выполнение основных операций технологического процесса получения отливки влияют уклоны, толщина стенок, размерные соотношения стержней и другие условия.

Большое влияние на технологию последующей обработки отливок оказывает наличие в них отверстий. При массовом производстве в отливках обычно получают отверстия диаметром свыше 20 мм, при серийном - диаметром свыше 30 мм и при единичном - диаметром свыше 50 мм.

Состояние баз и обрабатываемых поверхностей отливок и условия их обработки зависят от способов обрубки и очистки. Краткая характеристика технологических средств, применяемых для обрубки и очистки отливок, приведена в таблице 2.

Таблица 2 - Краткая характеристика средств, применяемых для обрубки и очистки отливок

Обрубка отливок

Наименование обрубного механизма

Технические данные

Производительность за 1 ч

1

2

3

Пневматическое зубило

Длина с зубилом 300 - 400 мм. Масса ударника 0,2 - 0,6 кг. Частота ударов 1100 - 2120 в минуту

До 15 - 20 м на швах толщиной 4 - 6 мм

Ленточная пила

Скорость резания до 30 м/мин. Максимальная подача до 200 мм/мин. Ширина реза до 2 мм

При массе отливок до 50 кг: стальных - 12 дм2, цветных сплавов - до 25 дм2

Дисковая пила

Диаметр диска 400 - 1300 мм. Ширина реза 4 - 8 мм. Частота вращения до 1200 об/мин

60 резов при массе отливки до 50 кг

Шлифовальный станок с гибким валом

Диаметр круга до 250 мм. Частота вращения до 3000 об/мин. Ширина круга до 40 мм

До 0,3 т средних и крупных отливок

Маятниковый станок с наждачным кругом

Диаметр круга до 600 мм. Частота вращения до 1200 об/мин. Ширина круга до 40 мм

До 0,5 т средних и крупных отливок

Стационарный станок с наждачным кругом

Диаметр круга 500 - 600 мм. Частота вращения до 1400 об/мин. Ширина круга до 60 мм

До 0,3 т мелких отливок

Газовые резаки

Максимальная толщина реза до 300 мм. Расход: кислорода до 24 м3/ч; ацетилена до 0,9 - 1,2 м3/ч

До 4 - 15 м

Эксцентриковый пресс

Нагрузка на нож 120-500Н. Ход ножа до 80 мм. Число ходов - до 50 в минуту. Максимальная толщина реза 50 мм

До 300 резов

Очистка отливок

Пневматическое зубило

Давление сжатого воздуха 600 кПа. Частота ударов до 2500 в минуту. Масса 5 - 6,3 кг

Крупные отливки - 40 - 50 дм2;

Мелкие - до 8 - 10 дм2

Вращающаяся щетка с гибким валом

Диаметр щетки до 400 мм. Частоте, вращения до 3000 об/мин. Длина вала до 3 м

Крупные отливки - 60 - 80 дм2;

Мелкие - до 12 - 15 дм2

Очистной барабан

Частота вращения 20 - 40 об/мин. Продолжит. очистки 1,5 - 2ч. Диаметр барабана 0,6 - 1,2 м; вместимость 0,7 - 4,0 м2

До 2000 кг

Пескоструйный барабан

Давление воздуха 200 - 3000 кПа. Диаметр барабана 0,4 м. Частота вращения 2 - 3 об/мин

До 1500 кг

Дробеметный ленточный барабан

Расход дроби 3 - 5 кг/т. Вместимость барабана 0,3 - 0,7 т. Диаметр барабана 0,7 - 1,2м

До 4000 кг

Пескоструйный стол

Расход песка 2 кг/т. Давление воздуха 200 кПа. Диаметр стола 2 м. Частота вращения 1 об/мин

До 1500 кг

Дробеметный стол

Расход дроби 5 - 6 кг/т. Диаметр стопа 2 м. Частота вращения стола 1 - 5 об/мин

До 2500 кг

Пескоструйная камера

Площадь камеры до 20 м2. Давление воздуха 200 кПа. Расход песка 80 кг/т

До 10 т

Дробеметная камера

Площадь камеры до 80 м2. Частота вращения стола 2 - 3 об/мин. Расход дроби 5 кг/т

До 10 т

Гидравлическая камера

Давление воды до 10000 кПа. Вместимость камеры до 25 м2. Расход воды до 4 - 5 м3/т

До 3 т

Пескогидравлическая камера

Давление воды 5000 - 7500 кПа. Вместимость камеры до 20 м2. Расход песка 1,5 т/ч. Расход воды 50 м3/ч

До 4 т

Похожие статьи




Литье под низким давлением, Центробежное литье - Выбор способа получения отливки для конкретных деталей из различных литейных сплавов, назначение оборудования и оснастки

Предыдущая | Следующая