Способы литья чугунных труб

Способы литья чугунных отливок

Различные производства используют около 15 способов литья, основные из которых:

1. литье в песчаные формы («землю»);
2. литье в ЖСС (жидкие самоотвердевающие смеси);
3. литье в оболочковые формы;
4. литье в кокиль (металлические защищенные формы);
5. литье по выплавляемым моделям;
6. литье под давлением.

Литье в песчаные формы

Точность геометрических размеров, шероховатость поверхности отливок, полученных в песчаных формах, во многих случаях не удовлетворяет требованиям современной техники. Литье в песчаные формы обеспечивает невысокое качество поверхности (ниже R_z =320 мкм), низкую точность (ниже 16 квалитета), трудно автоматизируется и не обеспечивает удовлетворительные условия труда.

Поэтому быстрыми темпами развиваются специальные способы литья: в оболочковые формы, по выплавляемым моделям, кокильное, под давлением, центробежное и другие, позволяющие получать отливки повышенной точности, с малой шероховатостью поверхности, минимальными припусками на механическую обработку, а иногда полностью исключающие ее, обеспечивают высокую производительность труда и т. д.

Литье в ЖСС

Для получения более высоких качественных показателей применяют литье в формы из жидких самоотвердевавщих смесей (ЖСС). Этот способ литья применяют в любом виде производства.

Способ применяют для изготовления больших корпусов приборов из чугуна и алюминиевых сплавов с толщиной стенки 4…6 мм, точностью 14…16 квалитета, шероховатостью поверхности R_z =80…40 мкм.

Процесс можно легко механизировать в автоматизировать.

Литье в оболочковые формы

Этот способ является, как и предыдущие, способом литья в разовые формы. Для изготовления тонких оболочковых форм нужно в 20-30 раз меньше формовочных материалов, чем для песчаных или форм из ЖСС. Способ применяют для чугунных, стальных и для алюминиевых отливок, простой конфигурации без внутренних полостей в серийном производстве.

Литье в оболочковые формы, которые изготавливают из формовочных смесей (кварцевый песок с термореактивной связующей смолой) по горячим моделям.

В качестве связующего для изготовления оболочковых форм в производстве используется пульвербакелит — смесь фенолоформальдегидной смолы C ФП-011Л с 7% уротропина.

Уротропин применяется как ускоритель отвердевания. Малотоксичен, относится к 3кл опасности, ПДК — 9 мг/м 3 (ГОСТ 1381-73).

В настоящее время альтернативы термореактивным смолам на основе фенолоформальдегида для изготовления оболочковых форм по технологичности и качеству поверхности форм не найдено.

Способ обеспечивает получение шероховатости поверхности R_z =80…40 мкм, и точность — 12…14 квалитет. Способ легко можно механизировать и автоматизировать.

Литье в кокиль

В приборостроении литье в кокиль (кокиль — это металлическая форма, имеющая защитную огнеупорную облицовку на рабочей поверхности) применяют в серийном и массовом производстве.

Экономическая целесообразность кокильного литья зависит от стойкости металлической формы.

Качественные параметры отливок: точность 12…13 квалитет, шероховатость поверхности — R_z =80…20 мкм.

Преимущества литья в кокиль на основе производственного опыта:

1. Повышение производительности труда в результате исключения трудоемких операций смесеприготовления, формовки, очистки отливок от пригара. Поэтому использование литья в кокили, по данным различных предприятий, позволяет в 2 — 3 раза повысить производительность труда в литейном цехе, снизить капитальные затраты при строительстве новых цехов и реконструкции существующих за счет сокращения требуемых производственных площадей, расходов на оборудование, очистные сооружения.

2. Повышение качества отливки, обусловленное использованием металлической формы, повышение стабильности показателей качества: механических свойств, структуры, плотности, шероховатости, точности размеров отливок.

3. Устранение или уменьшение объема вредных для здоровья операций выбивки форм, очистки отливок от пригара, их обрубки, общее оздоровление и улучшение условий труда, меньшее загрязнение окружающей среды.

4. Механизация и автоматизация процесса изготовления отливки, обусловленная многократностью использования кокиля.

Литье в кокиль следует отнести к трудо- и материалосберегающим, малооперационным и малоотходным технологическим процессам, улучшающим условия труда в литейных цехах и уменьшающим вредное воздействие на окружающую среду.

Литье по выплавляемым моделями

Литье по выплавляемым моделям применяют в приборостроении для изготовления отливок различной сложности из любых сплавов массой от нескольких граммов до нескольких килограммов с толщиной стенок 0,4-20 мм, точностью размеров до 12 квалитета и шероховатостью поверхности до R_z =20 мкм. Способ применяют при любом виде производства.

Процесс литья заключается в изготовлении моделей из легкоплавкого материала, покрытия моделей тонкой огнеупорной оболочкой , выплавление модельного материала из огнеупорной оболочки и заливки освободившейся от моделей полости металлом.

Литье под давлением

Литье под давлением является самым производительным способом изготовления тонкостенных деталей сложной конфигурации в серийном и массовом производстве.

Процесс литья заключается в заливке расплавленного металла в камеру сжатия машины и последующем выталкивании его через литниковую систему в полость металлической формы, которая заполняется под давлением.

Наиболее полно требованиям удовлетворяют сплавы на основе цинка, алюминия, магния и меди.

При литье под давлением получают высокое качество отливок. Достижимая точность: 9-11 квалитет по размерам, получаемым в одной части литейной формы и 11-12 квалитет по размерам, получаемым в двух частях формы.

Источник

Чугунные канализационные трубы: виды, нормативные требования и способы литья

Традиционно чугунные трубы используются при устройстве внутренних и наружных канализационных сетей. Несмотря на то, что в продаже уже достаточно давно появились их полимерные аналоги, чугунные канализационные трубы так и не уступили своих позиций. Они надежны и долговечны, но укладывать и транспортировать их следует аккуратно. Чугун является хрупким материалом, поэтому при сильном ударе изделие может расколоться – особенно это касается серого чугуна.

Виды чугунных труб

Классифицируются трубы, исходя из:

• типа канализационной сети – на напорные и безнапорные;
• внешнего вида – на раструбные и безраструбные.

Канализационная чугунная труба напорная, имеющая маркировку ВШЧГ, изготавливается из высокопрочного чугуна, в состав которого входит графит шаровидной формы. Материал имеет улучшенные характеристики, по сравнению с серым чугуном, что позволяет ему конкурировать со сталью. Трубы ВШЧГ имеют несомненные преимущества:

• антикоррозийные свойства;
• механическую стойкость;
• морозоустойчивость;
• высокую прочность;
• выносливость при воздействии агрессивной среды.

Высокие технические показатели позволяют использовать чугунные трубы для наружной канализации марки ВШЧГ для монтажа инженерных сетей глубокого залегания и трубопроводов, подвергающихся повышенной нагрузке, к примеру, под автодорогами. Срок эксплуатации таких трубопроводов выше в 4-7 раз, по сравнению со стальными магистралями. Выпускаются трубы ВШЧГ с раструбами. В некоторых случаях на них устанавливают уплотнительные манжеты из резины.

Раструбные напорные трубы маркируются ЧНР. На строительном рынке они используются достаточно давно в различных сферах. Основным их преимуществом является долговечность. Они не так быстро ржавеют, как стальные трубы, а дополнительное покрытие битумом обеих поверхностей защищает их от коррозии.

Маркировка ЧК обозначает группу, представляющую безнапорные чугунные трубы для канализации. В их производстве используется серый чугун, в составе которого присутствует пластинчатый графит, за счет чего материал имеет малую прочность, в сравнении с другими видами чугунов. Трубы ЧК укладывают на участках самотечных канализационных сетей, не подвергающихся повышенным нагрузкам. При устройстве внутренней канализации их стыкуют с пластиковыми трубами через резиновые переходники, обеспечивающие надежное соединение.

Интересным фактом является возможность повторного использования ЧК труб после их демонтажа.

Безраструбные чугунные трубы с маркировкой SML появились сравнительно недавно. Они изготавливаются литьевым способом из чугуна с графитом, имеющим розеточную форму. Особенности безраструбных труб являются их преимуществами, а именно:

• защитное покрытие внутренней поверхности эпоксидными составами повышает пропускную способность, уменьшает вероятность заиливания, образования наслоений и появления коррозии;
• безраструбное соединение с помощью специальных хомутов обеспечивает герметичность стыков без использования дополнительных уплотнителей.

Также следует отметить, что SML трубы не нуждаются в шумозащите, пожароустойчивы, не боятся агрессивной среды, высоких и отрицательных температур, а сфера их применения достаточно разнообразна. Безраструбные трубы имеют четкие формы со стенками равномерной толщины. Подвергаясь дальнейшей термической обработке, они теряют хрупкость и приобретают большую прочность.

На сегодняшний день трубы маркиSML являются наиболее надежным вариантом при устройстве внутренних, а в некоторых случаях и наружных систем водоотведения. Но не стоит забывать о том, что безраструбные чугунные трубы монтируют на безнапорные трубопроводы.

Стандарты и нормативные требования

Производство любой продукции и предоставление услуг подчиняется определенным правилам и нормам. Имеют свои стандарты и чугунные канализационные трубы, ГОСТ, а также СНиП, регламентируют их размеры, характеристики, разновидности фасонных изделий, качество и внешний вид.

Трубы из чугуна должны иметь обязательную маркировку, в которой указывается:

• тип трубы (артикул);
• условный проход и длина;
• торговый знак;
• ГОСТ;
• год выпуска.

Трубы малого диаметра транспортируют пачками до трех тонн. Это могут быть контейнера или перемотанные проволокой связки. Трубы укладывают в виде штабелей не более двух-трехметровой высоты на выровненные площадки, а между рядами прокладывают деревянный брус.

По требованиям техники безопасности, штабеля с трубами следует ограждать боковыми опорами или предусматривать другие меры по предотвращению самоскатывания.

Наружные трубопроводы

Для напорных канализационных сетей чугунные трубы изготавливаются трех классов, обозначающихся буквами: ЛА, а также А или Б. Они имеют одинаковые величины по условному диаметру ( 65-1000мм) и по длине (2-10м), а отличаются – по массе в пересчете на погонный метр и толщине стенки.

В нормативных документах определяются предельно допустимые отклонения некоторых параметров:

• по массе – не более 5 процентов;
• по длине – 20мм;
• по диаметру – в зависимости от условного значения диаметра.

Стандартами устанавливается также возможная кривизна труб, отклонение от перпендикулярности оси трубы к плоскости ее торца и др. Изнутри и снаружи, в соответствии с ГОСТ, труба чугунная канализационная в качестве защиты должна иметь покрытие из нетоксичных и безопасных материалов, не препятствующих правильной герметизации стыков. Нанесенный слой не должен:

• обладать сопутствующим неприятным, тяжелым запахом;
• растворяться и размягчаться в канализационных стоках при температуре до 60 градусов;
• иметь сколы, отслоения и какие-либо трещины.

Производителям разрешается отступать от правил по нанесению защитного покрытия, но только по требованию второй стороны – заказчика.

Внутренние трубопроводы

Для систем внутридомовых канализационных сетей имеются свои нормы и условия, по которым они изготавливаются и монтируются. В документах указываются основные размеры, требования к качеству производимых труб, правила их приемки и эксплуатации.

Кроме информации о чугунных трубах, ГОСТ рассматривает и регламентирует конструкции, форму и размеры фасонных элементов трубопроводов:

• раструбов и отводов;
• патрубков и отступов;
• хвостовиков и муфт;
• тройников и крестовин;
• ревизий и колен.

Стандартами предусмотрен минимальный и максимальный диаметр канализационной чугунной трубы (50-150мм), а также полезная длина без учета раструба (750-2200мм ).

К чугунным трубам для внутренних сетей предъявляются следующие требования:

• допустимое отклонение условного диаметра – не более 2мм, а по длине – 0,9 процента;
• отсутствие дефектов отливки, способных повлиять на правильность монтажа или беспроблемную эксплуатацию;
• возможность противостоять гидравлическому давлению 0,1МПа.

В качестве антикоррозийной защиты поверхность трубы обрабатывают битумной мастикой с температурой размягчения не ниже 60 градусов. На покрытии не должны присутствовать отслоения, пузыри или трещины. Оно должно быть сплошным, ровным и не липким.

Производство чугунных труб

Отливают чугунные трубы двумя способами:

Каждый из них имеет свои особенности и преимущества.

Центробежное литье

Жидкий чугун поступает во вращающуюся форму, где благодаря воздействию центробежных сил оседает на ее стенках, равномерно распределяясь по ним. На завершающем этапе металл кристаллизуется, и получается готовое изделие. От объема заливаемого в форму чугуна зависит толщина стенки трубы.

Способ центробежного литья отличается:

• высочайшей производительностью;
• экономичностью;
• качественными показателями готовых изделий;
• невостребованностью в дополнительных площадях под формовочные и сушильные процессы;
• полной автоматизацией.

Хотя при центробежном литье можно получать сложные очертания изделий, все они ограничены только лишь формой вращения, а используемое в производстве оборудование является дорогостоящим. Все это относится к недостаткам данного вида литья. К тому же, по технологии должно происходить строгое дозирование металла, иначе результаты будут неудовлетворительными.

Полунепрерывное литье

Заключается процесс полунепрерывного литья в свободном поступлении жидкого чугуна в специальную форму, называемую кристаллизатором. В нем металл охлаждается и твердеет под действием холодной воды, омывающей форму. Еще не совсем остывшую заготовку постепенно извлекают из кристаллизатора под действием двигающегося вниз механизма. После остывания, сформованную отливку нарезают на нужную длину.

• дает возможность выпуска длинномерных чугунных труб;
• экономит металл и материальные затраты (за счет отсутствия сменного оборудования);
• обеспечивает точность геометрии изделий.

Из недостатков данной технологии можно назвать трудоемкость извлечения трубных заготовок и сложность самого механизма, предназначенного для вытягивания наполовину готовых изделий.

Источник