Недостатки литейного производства по сравнению с другими способами получения заготовок

Литейное производство, способы отлива

Для изготовления различных отливок в литейном производстве используется несколько основных методов. В данной статье мы рассмотрим их преимущества и недостатки.

На современном предприятии очень жёсткие условия. В то время как литейное производство не выделяется особым соблюдением этих норм. Сущность процесса литья в песчаные формы основывается на изготовлении отливок при помощи свободной формы расплавленного металла в форму из песка. После того как произойдёт охлаждение и затвердение смеси осуществляют её выбивку разрушая при этом саму форму. Для этого способа необходимы следующие материалы:

• ПФ – представляет собой разовый прототип, изготовленный из уплотнённой формовочной смеси. Для образования отверстий используют стержни.
• Стандартные составы смесей.
• Модельный комплект: плиты, ящики стержневые, элементы литниковой системы, модель детали.
• Опоки.

Последовательность основных действий:

1. Изготовление полуформ при помощи плит.
2. Производство стержней.
3. Сборка и подготовка прототипа при помощи стержней.
4. Заливка расплавленного металла.
5. Охлаждение и затвердение смеси.
6. Выбивка отливка.
7. Отделение от литниковой системы, зачистка и очистка.
8. Контроль качества изделия.

Во время использование именно этого метода возможны появления горячих трещин, причиной этому возникает при наличии в сплаве неметаллических включений: серы, газов и т.п. Кроме этого, слишком высокая температура способствует повышению вероятности таких дефектов. Но, не смотря на это, таким методом пользуются все области машиностроения. С его помощью можно изготавливать отливки массой до 250 тонн, с толщенной стенки 3 мм.

• возможность механизации производства;
• возможность производства отлива большой массы;
• отливки изготавливаются абсолютно из всех литейных сплавов;
• конфигурация 1-6 групп сложности;
• дешевизна.

• достаточно большая вероятность дефектов;
• плохие санитарные условия;
• толщина стенок не менее 3 мм;
• крайне большая шероховатость получаемой поверхности

Литейное производство также использует модели для литья. Сущность процесса основывается на изготовлении продукции с использованием неразъёмных, разовых, тонкостенных литейных форм, которые в свою очередь изготавливаются из специального огнеупорного вещества. Их производят в специально предназначенных пресс-формах. Перед заливкой модель вынимается из формы выжиганием, выплавлением и т.д. Для улучшения наполняемости заливка осуществляется только в разогретые модели.

• модель определённого состава: парафин, канифоль, церезин, стеарин и т.п.;
• смесь: одна ч. связующего материала, две ч. пылевого кварца;
• пресс форма;
• вибрационная установка.

С помощью этого способа можно отливать изделия различных сплавов, масса которых варьируется от пары грамм и до 250 килограмм. Толщина стенок начинается с 1 мм. Его эффективно применяют в разных сферах машиностроения.

Преимущества данного метода:

• возможность получать отливки из тугоплавких материалов;
• достаточно высокая точность различных геометрических размеров и относительно малая шероховатость поверхности, что потребует минимальной механической обработки;
• получение конфигурации 1…5 групп сложности.

К недостаткам этого метода относиться:

• чрезвычайная дороговизна по сравнение с предыдущим способом;
• высокая длительность процесса.

В машиностроении же в равной части используют оба этих метода, учитывая их преимущества и недостатки.

Источник

Преимущества и недостатки способов литья

Методы исправления дефектов

Незначительные дефекты исправляют заделкой замазками или мастиками, пропиткой различными составами, газовой или электрической сваркой.

Заделка замазками или мастиками – декоративное исправление мелких поверхностных раковин. Перед заполнением мастикой дефектные места очищают от грязи, обезжиривают. После заполнения исправленное место заглаживают, подсушивают и затирают пемзой или графитом.

Пропитывание применяют для устранения пористости. Отливки на 8-12 часов погружают в водный раствор хлористого аммония. Проникая в промежутки между кристаллами металла, раствор образует оксиды, заполняющий поры отливок.

Газовую и электрическую сварку применяют для исправления дефектов на необрабатываемых поверхностях (раковины, трещины). Дефекты в чугунных отливках заваривают с использованием чугунных электродов и присадочных прутков, в стальных отливках – электродами соответствующего состав

Способы литья	Преимущества	Недостатки
ЛПФ Литье в песчаные формы	Проста и экономичность технологического процесса. Большое разнообразие форм отливок. Большой диапазон массы и размеров отливок.	В основном, в качестве материала отливок используется серый чугун, обладающий хорошей жидкотекучестью и малой усадкой. Реже используется сталь. Весьма ограничено производятся отливки из цветных металлов и сплавов. Качество металла отливок низкое, что связано с возможностью попадания в металл неметаллических включений, газовой пористостью (из за бурного газообразования при заливки металла во влажную форму) Низкая чистота поверхности и точность размеров. Поэтому сопрягаемые поверхности деталей, заготовки которых получают ЛПФ, всегда обрабатываются резанием.
ЛВМ Литье по выплавляемым моделям	Отсутствие у формы разъема обеспечивает повышенную точность. Возможность получения отливок самой сложной конфигурации практически из любых сплавов. Высокая точность и чистота поверхности отливки позволяют исключить последующую механическую обработку.	Длительный технологический процесс. Высокая стоимость отливки.
ЛОФ Литье в оболочковые формы	Высокая чистота поверхности и точность размеров. Хорошая газопроницаемость формы обеспечивает отсутствие газовых пор. Легко удаляются отливки из формы, т. к. при выгорании фенолформальдегидной смолы создается тонкая газовая рубашка, которая защищает поверхность отливки от пригара смеси. Форма легко разрушается. Расход формовочной смеси в 5-10 раз меньше, чем при литье в песчаные формы.	Дороговизна фенолформальдегидной смолы. Выделение вредных веществ при нагреве и выгорании фенолформальдегидной смолы. Ограничение размера и массы отливок.
ЦЛ Центробежное литье	Возможность получения пустотелых отливок без применения стержней, получение плотной и мелкозернистой структуры.	Высокая стоимость оборудования. При литье в металлические формы из-за быстрого охлаждения уменьшается жидкотекучесть расплава. Из-за низкой податливости формы возможно образование трещин. Возможно возникновение газовой пористости из-за отсутствия достаточной газопроницаемости формы.
ЛК Литье в кокиль	Получение отливок с высоким качеством металла, повышенной точностью и чистотой поверхности.	Высокая стоимость кокиля и трудоемкость его изготовления. Можно изготавливать отливки только относительно простой конфигурации. При литье в металлические формы из-за быстрого охлаждения уменьшается жидкотекучесть расплава. Из-за низкой податливости формы возможно образование трещин. Возможно возникновение газовой пористости из-за отсутствия достаточной газопроницаемости формы.
ЛД Литье под давлением	Получение отливок с минимальной толщиной стенок 0,5 мм. Высокая точность и чистота поверхности отливки позволяют исключить последующую механическую обработку. Высокая производительностью процесса	Высокая стоимость пресс-формы и оборудования. Ограниченность габаритных размеров и массы отливок. При литье в металлические формы из-за быстрого охлаждения уменьшается жидкотекучесть расплава. Из-за низкой податливости формы возможно образование трещин. Возможно возникновение газовой пористости из-за отсутствия достаточной газопроницаемости формы.

Основные рекомендации по выбору способа литья

При сравнении различных способов литья необходимо учитывать следующие факторы.

1. Технологические свойства сплава.

Литье в металлические формы нежелательно применять:

— при пониженной жидкотекучести металла, т.к. высокие скорости охлаждения приводят к быстрому остыванию и кристаллизации расплавленного металла, что может стать причиной образования недоливов и спаев;

— при высокой склонности материала к усадке, так как возможно образование трещин из-за низкой податливости формы, препятствующей свободной усадке отливки в литейной форме.

2. Сложность формы отливки.

В зависимости от конфигурации, размеров, массы и необходимого количества стержней отливки делят на шесть групп сложности. Наиболее простые отливки относят к первой группе, которая характеризуется гладкими и прямолинейными наружными поверхностями с наличием невысоких усиливающих рёбер, фланцев, отверстий, а также внутренними поверхностями простой формы. Типовые изделия – крышки, фланцы, муфты, колёса вагонеток. Самые сложные отливки относят к шестой группе, которая характеризуется криволинейными наружными поверхностями, имеющими рёбра, кронштейны и фланцы значительной протяжённости, пересекающиеся друг с другом под различными углами, а также внутренние полости особо сложной конфигурации с затруднёнными выходами на поверхность отливки. Типовые изделия – станины специальных металлорежущих станков, сложные корпуса насосов, рабочие колёса гидротурбин.

Сложные по конфигурации отливки получают литьем под давлением, по выплавляемым моделям, в песчаных формах. Литьем в кокиль получают отливки с простой наружной конфигурацией, а центробежным литьем – отливки типа тел вращения. Наиболее тонкостенные отливки получают литьем по выплавляемым моделям и литьем под давлением.

3. Количество.

В условиях крупносерийного или массового производства рентабельны способы литья с применением металлических или оболочковых форм. Но если необходимо изготовить одну или всего несколько отливок (единичное производство), то нерационально изготавливать для этого дорогостоящий кокиль или использовать дорогостоящее литьё по выплавляемым моделям. Поэтому в данном случае может окупиться и является наиболее рациональным применение литья в песчаные формы, для которого можно использовать недорогие деревянные модели.

4. Требуемые точность геометрических показателей и качество поверхности.

Следует выбирать способ, обеспечивающий заданную точность размеров и шероховатость поверхности. Высокое качество поверхности позволяет либо исключить последующую механическую обработку, либо выполнять ее с минимальными припусками. Это дает возможность сохранить при механической обработке литейную корку, имеющую повышенную твердость и износостойкость, снизить себестоимость готовых деталей за счет экономии металла. Однако при этом увеличиваются расходы на литейное оборудование и оснастку, их ремонт и обслуживание. Поэтому, при выборе метода получения отливки следует проводить технико-экономический анализ не одного заготовительного (литейного), а двух этапов производства – заготовительного (литейного) и механообрабатывающего.

Наиболее точным показателем, определяющим эффективность применения того или иного способа, является себестоимость изделия.

При выборе оптимального способа получения отливок, как правило, требуется проводить сравнительный анализ возможных вариантов литья и их технологических показателей, ориентировочно представленных в табл. 1Л.

Источник

Преимущества литейного производства

Сегодня наша статья посвящена преимуществам производства деталей и заготовок методом литья металла в пресс-формы и в кокиль.

Для начала несколько слов о самом процессе литья. Литейное производство – это один из наиболее распространенных сегодня способов массового изготовления изделий из черного или цветного металла. Суть процесса в наполнении расплавленным сплавом специально изготовленных форм (одноразовых или многоразовых), чтобы он принял их очертания. После остывания сплава форма убирается и остается заготовка, которую можно дополнительно обработать механически (шлифовальным, токарным, фрезеровочным станком или вручную), или уже готовая деталь. Выбор того или иного способа литья (в песчаные формы, по выплавляемым моделям или в кокиль) зависит уже от типа производимой детали и объемов партии. Отметим, что в ЗАО «НТЦ-БУЛАТ» выполняется производство металлопродукции любой степени сложности по чертежам заказчика. Теперь рассмотрим преимущества каждого способа литья.

Преимущества литья в песчаные формы

Такой способ предполагает создание одноразовой формы из песка, которая после остывания сплава разрушается. Его преимущества:

— сложность получаемых заготовок от 1 до 6 групп;

— невысокая стоимость отливок;

— возможность производства заготовок большого объема и веса;

— широкий диапазон применяемых сплавов (практически все известные, кроме самых тугоплавких).

Преимущества литья по выплавляемым формам

Для этого типа производства изготавливаются специальные тонкостенные формы из огнеупорного металла, которые перед литьем прокаливаются и прогреваются. Они получаются неразъемными, поэтому, по сути, тоже являются одноразовыми. Преимущества этого метода:

— возможность производить заготовки и детали даже из тугоплавких сплавов;

— сложность получаемых заготовок от 1 до 5 групп;

— отличная геометрическая точность изделий;

— высокое качество поверхности получаемых деталей (практически без шероховатостей).

Преимущества литья в кокиль

Кокили – это металлические формы, которые применяются для многократного литья одной и той же детали. Качественные кокили позволяют изготовить от нескольких десятков до нескольких тысяч изделий одинаковой формы. Преимущества литья в кокиль:

— высокая точность геометрической формы и размеры (самая высокая из всех способов);

— высокое качество поверхности получаемых деталей (практически без шероховатостей);

— прочная структура заготовки, практически исключающая пористость;

— снижение цены на каждую заготовку пропорционально величине партии.

Источник