В предыдущей статье речь шла о различных видах литья. Требования к литью возрастают с развитием науки и техники. Мы требуем производства более точных, качественных и недорогих отливок. Чтобы удовлетворить эти требования, литейщики изобрели множество новых методов литья. Эти методы в совокупности известны как специальные методы литья, то есть специальное литье.
Специальное литье: литье с меньшим количеством песка или песка, с использованием специальных технологий и оборудования для методов литья, таких как литье плавлением, литье металла, литье под давлением, литье под низким давлением, центробежное литье, керамическое литье и твердое литье. (В этой статье мы подробно рассмотрим различные виды специального литья)
Основные характеристики специального литья
- С точки зрения процесса литья специальные отливки имеют более качественную поверхность.
- Специальное литье изменяет условия заполнения и охлаждения жидкого металла, обеспечивая более плотную и более тонкую зернистую структуру.
- Снижение расхода металла и количества брака при литье, высокая эффективность производства
- Процесс специального литья может быть упрощен (за исключением литья по выплавляемым моделям), его легко механизировать и автоматизировать.
- Позволяет снизить себестоимость продукции, улучшить условия труда и повысить производительность труда.
- Обладает лучшей пластичностью, чем литье
Специальные этапы литья
- Изготовление полости пресс-формы (с учетом размера и формы детали и усадки)
- Процесс плавления
- Техника заливки (надлежащая скорость заливки для минимизации эрозии и дефектов)
- Процесс застывания
- Удаление плесени
- Операции по очистке, отделке и контролю
Преимущества специального процесса литья по сравнению с литьем в песчаные формы
- Более высокая точность измерений
- Более высокое металлургическое качество
- Снижение производственных затрат
- Возможность отливать очень тонкие детали
- Высокая производительность
- Улучшение качества поверхности специальных отливок
- Минимальная необходимость в дальнейшей обработке отливки
- Может иметь более тонкую и плотную структуру зерна
- Отливки немного более прочные и пластичные, чем отливки в твердых формах
Виды литья
Гипсовая отливка
Гипсовое литье работает так же, как и литье в песок. Но разница между гипсовым литьем и ним заключается в материале формы. При литье металла используются песчаные формы, а при литье гипса - гипсовые. Этот особый метод литья подходит для отливки сложных деталей и форм, требующих высокой точности. Даже в сложных конструкциях этот метод литья обеспечивает чистоту поверхности отливки.
Процесс отливки гипса
- Нанесение рисунка: На специальную форму для литья перед отливкой наносится разделительный состав. Это образует тонкое покрытие, предотвращающее прилипание гипса к рисунку.
- Формовка: Гипс перемешивается и оборачивается вокруг рисунка. Нанесите гипс на рисунок и встряхните его, чтобы покрыть все углы. Через 15 минут снимите рисунок. После этого можно нагреть форму при температуре от 120 до 260 °C, чтобы удалить лишнюю влагу.
- Литье металлов: После того как мы закончили изготовление гипсовой модели, мы можем заполнить форму расплавленной сталью.
- Гипсовое литье: Гипсовое литье - экономически выгодная альтернатива традиционным методам литья. Оно не подходит для цветных низкоплавких металлов, таких как медь, магний или цинк.
Отливка раковин
В основе процесса лежит смесь термореактивной смолы и песка, быстро затвердевающая под воздействием тепла и образующая оболочковые формы. С помощью литья в оболочковые формы можно изготавливать простые и специальные отливки. Такое литье имеет жесткие допуски и высокую стабильность размеров. Одним из методов получения высококачественных отливок является литье в оболочковые формы. Материал формы смешивается со смолой для получения более гладкой и быстро нагревающейся полости. Поэтому литье в оболочковые формы более точное и автоматизированное, чем литье в песчаные формы.
Процесс литья в оболочку
- Изготовление пресс-форм: Мы нагреваем специальную чугунную конструкцию до 230-315°C. И оставляем песок на несколько минут для частичного затвердевания. Затем специальная литая форма переворачивается, и лишний песок удаляется. После этого получается оболочка с толщиной стенок 10-20 мм. После затвердевания песка модель и оболочка будут иметь усилие на разрыв 350-450 PSI.
- Удаление узора: После отверждения оболочки удалите рисунок.
- Сборка пресс-формы: Скрепите две половинки формы вместе, чтобы завершить литье оболочки. Если нужны сердечники, их вставляют перед закрытием формы. Затем форма для отливки оболочки помещается в колбу, поддерживаемую материалом подложки.
- Наливка: Формы плотно прижимаются друг к другу, пока расплавленный металл выливается из ковша в заливочную систему и заполняет полость формы.
- Применение литья в оболочку: После того как расплавленный металл остынет, он может разбить форму, и специальное литье удаляется. Процесс обрезки и очистки необходим для удаления излишков металла из системы подачи и песка в форме.
Преимущества литья в оболочку
- Хорошие типы деталей литья и точность размеров
- Легкая плесень для длительного хранения
- Лучшая гибкость конструкции по сравнению с литьем под давлением.
- Дешевле, чем литье по выплавляемым моделям, с меньшими затратами на основное оборудование, чем механизированное литье в мокрую песчаную форму.
- Повышенный выход металла.
- Он обеспечивает превосходное качество поверхности и высокую точность размеров, а его повторная обработка обходится дешевле, чем обычное песчаное литье.
Недостатки специального гипса
- Более высокая стоимость
- Ограниченный размер отливки
- Серьезные проблемы с пылью и дымом
- Поглощение углерода из стали
Центробежное литье
Центробежное литье предполагает заливку расплавленной стали во вращающуюся форму. Центробежная сила, действующая на форму, позиционирует и подает металл. После остывания металла форма вращается. При центробежном литье получается более плотный и чистый металл. Это происходит потому, что более тяжелый металл может выбрасываться в часть формы, расположенную вдали от центра вращения. А более легкие примеси могут выдавливаться к центру. Отливки, полученные в результате этого процесса, имеют плотную зернистую структуру и отличную детализацию. Они также обладают превосходными механическими свойствами.
Виды центробежного литья
Можно выделить три типа центробежного литья: центробежное, полуцентробежное и точное центробежное.
Настоящее центробежное литье
Истинное центробежное литье позволяет получать полые отливки с круглыми отверстиями. Процесс характеризуется использованием центробежной силы для создания отверстия без использования стержня. Форма вращается вокруг оси отверстия, которая располагается горизонтально, наклонно или вертикально.
Полуцентробежное литье
При полуцентробежном литье не делается попыток создать отверстия без сердцевины. Любое круглое или другое отверстие делается с помощью стержня. Используйте центробежную силу, создаваемую вращением формы, для правильной подачи отливки, чтобы получить чистую отливку с мелким зерном. Этот процесс подходит для крупных асимметричных отливок, таких как заготовки шестерен, маховики и гусеничные колеса.
Центробежное литье
Металл заливается через центральный затвор вдоль оси вращения и поступает в полость формы через радиальный внутренний затвор, вырезанный в стыке форм. Вентилирование помогает правильно изготовить отливку, в результате чего получается чистое, тонкое литье.
Инвестиционное литье
Литье по выплавляемым моделям также известно как литье по выплавляемым моделям. При литье по выплавляемым моделям воск используется для формовки, что позволяет получать тонкостенные детали со сложным геометрическим рисунком. Этот процесс позволяет создавать точные и легко адаптируемые детали из различных металлов и высокоэффективных сплавов. Эта специальная процедура литья подходит для отливки тонких и точных деталей, но стоит дороже. Однако с ростом массовости производства стоимость единицы продукции снижается. Этот метод специального литья подходит для изготовления деталей со сложным дизайном.
Процесс литья по выплавляемым моделям
- Сделайте мастер-шаблон: Это модифицированная версия нужного вам изделия, сделанная из металла, дерева или пластика.
- Создайте восковую форму для литья по выплавляемым моделям. На этом этапе обычно используется высококачественный воск для литья.
- Соберите восковое дерево: Производители отливок из расплава могут собрать восковое дерево, чтобы изготовить больше товаров. Оболочка изготавливается на восковом дереве и затвердевает для использования в процессе литья.
- Подготовьте форму к заливке. Нагрейте форму до температуры 550-1100 градусов Цельсия. Это позволяет расплавленному металлу удерживать тепло и легче поступать во все секции
- Заливка расплавленного металла: Помимо простой заливки, вы можете использовать несколько методов для обеспечения полного заполнения формы
- Удаление воска: удаляет воск с оболочки, чтобы создать пространство для расплавленного металла.
Преимущества специального литья
- Более гладкая поверхность отливок, полученных методом литья по выплавляемым моделям
- Может отливать сложные формы
- Отливки Spexial не содержат деформированных линий раздела
- Можно отказаться от механической обработки
Недостатки специального литья
- Производственный цикл длиннее
- Процесс относительно дороже, чем другие процессы
- Шаблон масштабируется
- Размер отливаемой детали ограничен. Большинство отливок весят менее 0,5 кг.
Литье в керамические формы
Мы можем выполнить литье керамических форм для постоянных моделей из гипса, пластика, дерева или металла. Как и инвестиционные формы, керамические формы являются расходным материалом. Однако керамические формы изготавливаются из комбинации верхней и нижней форм. Это отличается от монолитных форм, используемых при литье по выплавляемым моделям.
Преимущества специального литья
- Отличная обработка поверхности и точность.
- Благодаря медленной скорости охлаждения этот процесс не требует подъема, вентиляции или охлаждения.
- Вы можете использовать любые деревянные, металлические или пластиковые детали.
- Процесс можно применять ко всем металлам, даже к высокореактивным титану и урану.
Недостатки специального литья
- Высокая стоимость
- Сложно контролировать допуски на размеры
Литье в постоянные формы
Литье в постоянные формы также называется литьем в нерасходуемые формы. Этот тип очень похож на литье под давлением, за исключением того, что форма является постоянной. И его часто повторяют для литья с использованием многоразовых форм. Это специальное литье подходит для массового производства. Формы бывают металлическими или графитовыми, которые можно использовать для литья различных металлов и сплавов. Поэтому большинство процессов литья в постоянные формы производят детали из цветных металлов.
Преимущества процесса литья в постоянную форму
- Более гладкая поверхность отливки по сравнению с песчаным литьем
- Меньшие допуски на размеры и лучшие механические свойства отливок для специальных операций
- Короткие и быстрые циклы изготовления пресс-форм
Гравитационное литье
Гравитационное литье - распространенный метод литья металлов. Расплавленный металл заливается под действием силы тяжести, без вакуума или центробежной силы. Для создания полости формы также требуется миниатюрная форма. Мини-форма обычно состоит из песка, гипса или туфа.
Процесс гравитационного литья
- Мини-формы изготавливаются для заполнения пустот в металлических деталях. Именно поэтому их называют песчаными формами.
- Залейте в них ингредиенты, нагрейте и охладите, после чего мини-формочка будет готова.
- Заливка расплавленного металла: маленькие детали помещаются в конечную форму и заливаются расплавленным металлом.
- Металл застывает, и получается деталь с полостью.
- Мини-форма должна сниматься после открытия формы и удаления металлических частей. Большинство производителей избавляются от шаблона.
Применение гравитационного литья
Этот специальный процесс литья позволяет изготавливать крупные и тяжелые металлические детали, такие как турбокомпрессоры, тормозные суппорты и головки цилиндров двигателей. Вы можете использовать эту технологию и в других областях, например в производстве осветительных приборов и кухонного оборудования.
Литье под давлением
Литье под давлением - один из видов литья. Специальное литье осуществляется путем изготовления полости формы с помощью двух закалочных инструментов. Это специальное литье позволяет получать цветные металлы, такие как цинк, латунь и алюминий. Обычно процесс литья под давлением применяется для изготовления автомобильных деталей, бытовой техники, различных скобяных изделий и других подобных деталей.
Процесс литья под давлением
- Закройте форму
- Крепко скрепите половинки плашек
- Выдавите жидкий металл в форму. Закройте форму и впрысните расплавленную сталь под высоким давлением
- Извлеките отливку: Используйте выталкивающий штифт, чтобы извлечь деталь из формы после охлаждения и затвердевания.
- Отделите лом от рабочего места, открыв половину штампа
- Распылите смазку в полость формы, чтобы регулировать температуру формы и удалить мусор
Преимущества процесса литья под давлением.
- Длительный срок службы матрицы и высокая эффективность производства
- Плотное литье и яркая поверхность.
- Высокая скорость производства
- Хрупкие детали можно отливать, а превосходные детали могут получить хорошую отделку поверхности.
Недостатки процесса литья под давлением.
- Высокая стоимость пресс-форм и станков.
- Ограничение по размеру отливок составляет около 100 кг для цинкового сплава и 30 кг для алюминиевого сплава.
- Только цветные металлы, такие как цинк, алюминий, латунь и магний, могут быть отлиты под давлением.
- Слабые механические свойства литых изделий
Экструзионное литье под давлением
Экструзионное литье под давлением - это смешанный метод обработки металлов давлением. Этот метод сочетает в себе литье под давлением и ковку. Расплавленный сплав заливается в форму после ее нагрева, смазки, штамповки и закалки под давлением.
Преимущества экструзионного литья под давлением.
- Устранение внутренних дефектов, таких как пористость, усадка и усушка
- Отличная точность размеров и минимальная шероховатость поверхности
- Предотвращает переломы специальных отливок
- Механизация и автоматизация - это просто.
- Энергосбережение
Литье в песок из смолы
В отличие от мокрого песка, скрепленного естественным образом, для литья песка из смолы требуется катализатор и связующее вещество. Песок, смола и мотив смешиваются, и в результате химической реакции песок затвердевает.
Формирование смоляно-песчаных композиций
- Следующий рецепт - это процесс изготовления форм для литья из песка со смолой.
- Песок (SiO2) (40-60 % ); смола 7,7-1,3%, в зависимости от качества отливки. В зависимости от требований к отливке и структуры детали может потребоваться небольшое количество азота или его отсутствие.
- Процесс литья зависит от смолы. В ее состав входят 75 % фурфурила, 11 % формальдегида и 9 % мочевины. Пропорция формальдегида и мочевины влияет на время отверждения, прочность и термостойкость.
- Отвердитель и адгезионный агент (30-50 %)
Преимущества литья в песок из смолы
- Возможность создания гладкой поверхности
- Минимизирует песчаные отверстия, пористость и усадку
- Литье в смоляную смесь позволяет получать огромные объекты весом в несколько тонн
Недостатки литья в песчаную смолу
- Это более дорогостоящий способ, чем другие методы кастинга.
- Особые требования к сырью
- Загрязняет окружающую среду
Литье металлов
Металлическое литье - самый популярный вид литья. Специальное литье - самый распространенный вид литья. Для литья металлов используются либо расходуемые, либо нерасходуемые формы. Для литья металлов мы можем использовать одноразовые песчано-смоляные, керамические оболочки, гипсовые или пенопластовые формы. К ним относятся литье по выплавляемым моделям, литье по выплавляемым моделям и литье в песчаные формы. Такие формы для повторного использования могут быть изготовлены из чугуна или стали. Для литья под давлением и литья по эмали используются несменяемые формы.
Процессы литья металлов
Существует множество форм для различных задач. Сначала решите, нужна ли вам одноразовая или многоразовая форма. Мы формируем глиняную форму, погружая восковую модель в слой глиняной суспензии. Затем воск сжигается, и в него заливается металл. Специальная литая форма помещается в рамку. Затем мы вырезаем форму из песка с помощью модели, оттиска или непосредственно в песке. Формы для литья гипса также доступны с деревянными или металлическими рамками.
Преимущества литья металлов
- Можно создавать изделия сложной формы.
- Внутренние камеры и полые детали легко изготавливаются
- Можно отливать большие детали за один раз
- Литье позволяет получать материалы, которые трудно или дорого производить.
- Литье дешевле, чем другие технологии производства
- Может отливать большинство металлов
- Практически не требуется последующая полировка или шлифовка
Недостатки литья металлов
- Шероховатая поверхность требует больших допусков, не подходит для сопрягаемых контактов.
- Литье металла, как и формовка оболочек, имеет ограничения по размерам и дизайну
- Производство деталей требует много времени и денег. Например, для этого необходимо использовать технологии аддитивного производства, такие как впрыск клея.
- Из-за высокой стоимости оснастки литье под давлением может быть дорогостоящим для малых и средних партий.
- Процесс специального литья определяет размер и материал детали. Например, для литья в постоянные формы требуются цветные металлы.
