Центробежное литье- способ получения отливок, когда заполнение формы происходит в поле действия центробежных сил.
Существует два варианта способа:
* с горизонтальной осью вращения;
* с вертикальной осью вращения
Главная особенность процесса формования отливок заключается в том, что заполнение формы и затвердевание отливок происходит в поле сил превосходящих силы гравитации. Давление развиваемое при вращении расплава, способствует проникновению его в межкристаллитное пространство, что повышает плотность отливок. Свободная поверхность затвердевает в последнюю очередь, оставаясь геометрически правильной. Инородные частицы, газ. Шлак, имеющие меньшую плотность всплывают на свободную поверхность расплава, это приводит к необходимости назначить большие припуски на обработку свободных поверхностей отливок.
При изготовлении отливок центробежным способом применяют различные литейные формы: металлические, песчаные, комбинированные, оболочковые.
Изложницы для центробежного литья так же как и для кокильного предварительно пред заливкой расплава нагревают, на их рабочую поверхность наносят слой огнеупорного покрытия, предназначенный для регулирования скорости охлаждения отливки и защиты о расплава. Дозировка расплава при центробежном литье существенно влияет на точность массы и толщину стенок отливки.
Технологические возможности получения отливок общего назначения.
1 Литье чугунных втулок в металлических формах, D< 500 мм.
2 Литье втулок, колец, венцов из цветных сплавов. В металлических ,в редком исключении песчаных формах.
3 Изготовление длинномерных и толстостенных цилиндрических полых заготовок. Изготавливаются из стали, чугуна, цветных сплавов, отливки имеют диаметр до 1000мм, толщину стенки до 300 мм, длину до 8000 мм и массу до 60 т. Это изделия типа пустотелых валков бумагоделательных машин, деталей химических агрегатов, гильз крупных дизелей. Однослойные и многослойные трубы.
3 Изготовление специальных отливок. Биметаллические отливки можно изготавливать способом центробежного армирования, наваркой расплава, последовательной заливкой различных сплавов.
· Армирование отливок осуществляется заливкой жидким металлом отдельных металлических частей, выполненных из других материалов.
· Наварку жидкого металла осуществляют путем заливки расплава внутрь заранее изготовленной и установленной в изложницу втулки.
· Последовательную заливку во вращающуюся форму двух металлов, второй из металлов начинает застывать, тогда заливается затвердевающий наружный слой.
Машины центробежного литья
По назначению машины делятся на:
1. Универсальные.
2. Труболитейные.
3. Специального назначения.
Универсальные машины применяются для изготовления отливок общего назначения. Труболитейные для получения стальных и чугунных труб большого диаметра. Специальные, для изготовления отливок массового производства таких как валки прокатных станов, барабаны бумагоделательных машин.
Существуют определенные требования к машинам. Они должны обеспечить:
* вращение формы с требуемой частотой;
* плавное изменение частоты вращения;
Машины имеют следующие основные узлы:
* привод вращения формы;
* приспособление для крепления;
* устройства введения и вывода заливочного лотка;
* механизм выталкивания отливок.
Особенности отливок центробежного литья
Отливки правильной цилиндрической формы могут быть получены вне зависимости от дины при горизонтальной оси вращения формы. При наклоне оси вращения . свободная поверхность имеет форму параболоида вращения. Отливки получаются разно стенные.
Фасонные отливки, изготавливаемые в различных формах получают на машинах с вертикальной осью вращения.
Припуски на обработку наружных поверхностей составляют 2-12 мм, в зависимости от толщины стенки, внутренней ~ l/d.
Литье под давлением
Способ литья под давлением заключается в том, что расплавленный металл заливается в камеру прессования машины, а затем под действием поршня перемещается в этой камере и через литниковые каналы заполняет полость металлической пресс формы. Затвердевает под давлением .образуя отливку. Форма заполняется расплавом под действием сил , превосходящих гравитационные, а затвердевание протекает под избыточным давлением.
Способ высокопроизводителен. Осуществляется на машинах .Имеет высокую точность и малую толщину стенок, позволяет значительно экономить металл.
Особенности литья под давлением.
· изготавливаются точные отливки с толщиной стенки менее 1 мм, с чистой поверхностью;
· высокая скорость охлаждения вызывает дефекты отливок, такие как раковины, газо-воздушные пузыри, пористость;
· высокая теплопроводность способствует улучшению структуры;
· допрессовка позволяет получить высокие механические свойства;
Преимущества
Возможность получения отливок с толщиной стенки менее 1 мм;
Высокая точность, малая шероховатость.
Возможность устранения трудоемких операций и улучшения условий труда.
Недостатки
1. Габариты и вес ограничены мощностью машины
2. Высокая стоимость пресс-формы и ее малая стойкость.
3. Высокая трудоемкость выполнения отливок с полостями.
4. Наличие пористости.
5. Остаточные напряжения в отливках.
Процесс используется в крупносерийном производстве тонкостенных отливок с малыми припусками из цинковых и медных сплавов, в некоторых случаях из специальных сплавов и сталей.
Известен вариант литья под регулируемым давлением, представляющий процесс заполнения полости формы и затвердевания под действием избыточного давления воздуха или газа.
Конструкции пресс-форм
Пресс-формы представляют собой сложный и точный инструмент, состоящий из
нескольких рабочих полостей для получения отливки, стержня и вставки,( необходимых для получения отверстия в отливке) системы каналов для подвода расплава в рабочую полость, отвода воздуха, а также выталкивателей, каналов для охлаждения во время работы. Пресс форма состоит из двух частей подвижной и неподвижной. Пресс формы для массового производства имеют упрощенную конструкции.
Литье по выплавляемым моделям
Используется неразъемная разовая модель по которой из жидкой формовочной смеси изготавливается керамическая оболочковая форма ( перед заливкой расплава модель удаляется из формы выплавлением, выжиганием, растворением, испарением).
Особенности
Перед заливкой форму нагревают до сравнительно высоких температур.
скорость отвода тепла мала, следовательно возможно получение сложных отливок с толщиной стенки S=0,8...2,0 со значительной площадью поверхности.
2 малая скорость охлаждения приводит к появлению в центре толстостенных отливок (6...8 мм) раковин и рыхлот, укрупнению кристаллического строения,(такая стенка твердеет хорошо).
3повышенная температура формы приводит к развитию процессов, приводящих к изменению структуры поверхностного слоя, появлению дефектов на поверхности, для:
n отливок из углеродистых сталей -окисление и обезуглероживание до 0,5 мм;
n отливок из нержавеющих сталей- следствие взаимодействия материала формы и отливки возникают точечные дефекты «питтинги»
Технологические возможности.
Возможность получать отливки сложной конфигурации, максимально приближенные к форме готовой детали практически из любых сплавов.
Припуски на обработку резанием для отливок до 50 мм составляют 1,4 мм, до 500 мм-3,5 мм.
Преимущества:
любые сплавы, сложные формы;
* возможность создания сложных конструкций, соединение деталей в узел;
* экономически выгоден в серийном и массовом производстве;
* снижение расхода материалов, улучшение условий труда;
Недостатки
* сложный процесс изготовления формы;
* большая номенклатура материалов;
* сложность автоматизации.
Область использования
Труднообрабатывемые материалы и сплавы;
Изготовление тонкостенных крупногабаритных отливок повышенной точности с целью снижения массы и повышения прочности;
Изготовление отливок повышенной точности из сплавов с особыми свойствами и структурой.
Находят применение в различных областях машиностроения и приборостроения , снижают себестоимость деталей на 20....40%.
3 Производство заготовок обработкой давлением
Роль процессов обработки давлением как способа производства заготовок
Процессы обработки давлением являются основными при производстве заготовок.
К этим процессам относятся:
* Свободная ковка( на молотах и прессах);
* Процессы прокатки;
* Штамповка в подкладных и секционных штампах в цехах свободной ковки;
* Штамповка в открытых штампах на молотах и прессах;
* Штамповка в закрытых штампах на молотах и прессах;
* Штамповка на горизонтально- ковочных машинах;
* Специализированные процессы получения заготовок;
К специализированным процессам можно отнести:
* штамповку на горизонтально-гибочных машинах;
* штамповку на вертикально-ковочных машинах;
* штамповку на ротационно-обжимных и радиально-обжимных машинах;
* электровысадка;
* штамповка на высокоскоростных машинах;
* вальцовка;
* раскатка кольцевых заготовок;