Презентация по материаловедению "Специальные способы литья"

Лекция 19 (часть 2)
Специальные способы литья. Общие сведения об обработке металлов давлением, резанием, сваркой





Группа ТЭО.21

Классификация специальных способов литья
Специальные способы литья
Литье в оболочковые формы – процесс получения отливок из расплавленного металла в формах, изготовленных по горячей модельной оснастке из специальных песчано-смоляных смесей.
Литье по выплавляемым моделям – процесс получения отливок из расплавленного металла в формах, рабочая полость которых образуется благодаря удалению (вытеканию) легкоплавкого материала модели при ее предварительном нагревании.
Литье в кокиль – изготовление отливок из расплавленного металла в металлических формах-кокилях.
Центробежное литье – формирование отливки осуществляется под действием центробежных сил при заливке сплава во вращающиеся формы, что обеспечивает высокую плотность и механические свойства отливок.
Литье под давлением – процесс получения отливки в металлических пресс-формах при заливке металла в форму и формировании отливки под давлением.

Специальные способы литья:
Схема литья в оболочковые формы
1 – модельная плита;
2 – вращающийся бункер;
3 – формовочная смесь;
4 – песчано-смоляная оболочка;
5 – выталкиватели;
6 – литейная форма;
7 – контейнер;
8 – чугунная дробь.
а) нагрев модельной плиты 1 и установка на бункере 2;
б) поворот бункера 2 на 180 градусов и формирование оболочки 4;
в) возврат бункера 2 в исходное положение;
г) прокаливание оболочки 4 в печи и снятие ее с модельной плиты 1 с помощью выталкивателей 5;
д) установка вертикальных литейных форм 6 в контейнер 7 и засыпание чугунной дробью 8.

Схема литья по выплавляемым моделям
1 – пресс-форма;
2 – выплавляемая модель;
3 – модельный блок;
4 – емкость;
5 – жидкая огнеупорная смесь.
а) изготовление модели в пресс-форме 1;
б) раскрытие пресс-формы 1 и извлечение
модели 2;
в) сборка моделей 2 в модельные блоки 3
с общей литниковой системой;
г) изготовление литейной формы погружением модельного блока 3 в смесь 5 в емкости 4;
д) прокаливание литейных форм в печи
и их заливка металлом.

Схема литья в кокиль
1 – поддон;
2 – симметричная полуформа;
3 – симметричная полуформа;
4 – металлический стержень;
5 – пульверизатор;
6 – песчаный стержень;
7 – отливка.
а) нагрев рабочей поверхности кокиля и обработка слоем огнеупорного покрытия из пульверизатора 5;
б) установка песчаного стержня 6 для получения в отливке полости;
в) соединение полуформ кокиля 2 и 3, заливка жидкого металла;
г) раскрытие кокиля и протягивание вниз металлического стержня 4;
д) извлечение из кокиля затвердевшей отливки при помощи манипулятора.

Схемы центробежного литья
б) Машины с горизонтальной осью вращения:
1 – электродвигатель;
2 – изложница;
3 – литейный желоб;
4 – ковш;
5 – отливка;
6 – защитный кожух;
7 – опорные ролики;
8 – оболочковый стержень.
а) Машины с вертикальной осью вращения:
1 – шпиндель;
2 – изложница;
3 – отливка;
4 – ковш.

Схемы литья под давлением
2) Машины с горячей камерой прессования :
1 – обогреваемый тигель с металлом;
2 – камера прессования;
3 – плунжер;
4 – отверстие для металла;
5 – литейная пресс-форма;
6 – выталкиватели.
1) Машины с холодной камерой прессования:
1 – подвижная полуформа;
2 – стержень;
3 – неподвижная полуформа;
4 – камера прессования;
5 – плунжер;
6 – выталкиватель;
7 – отливка.
а) заливка металла в камеру прессования 4;
б) выдавливание металла плунжером 5 в полость между литейными формами 1 и 3;
в) раскрытие литейной формы, удаление стержня 2 и выталкивание отливки 7 при помощи выталкивателя 6.

Схема изготовления отливок электрошлаковым литьем
1 – затравка;
2 – отливка;
3 – металлическая ванна расплавленного металла;
4 – расплавленный шлак;
5 – металлическая вставка;
6 – кристаллизатор;
7 – электрод;

Схема непрерывного литья
1 – металлоприемник;
2 – графитовая насадка;
3 – водоохлаждаемый кристаллизатор; 4 – отливка;
5 – вытяжное устройство
Разновидности получаемых отливок

Продукция литейного производства
Примеры отливок
1 – отливка для детали типа «коллектор»;
2 – нижняя литейная полуформа;
3 – верхняя литейная полуформа;
4 – литейная модель
4
3
2
1

Дефекты отливок
Песчаные раковины – открытые или закрытые пустоты в теле отливки, возникающие из-за низкой прочности формы и стержней, слабого уплотнения формы и других причин.
Перекос – смещение одной части отливки относительно другой, возникающее в результате небрежной сборки формы, износа центрирующих штырей, несоответствия знаковых частей стержня на модели и в стержневом ящике, неправильной установке стержня.
Недолив – некоторые части отливки остаются незаполненными в связи с низкой температурой заливки, недостаточной жидкотекучести, недостаточным сечением элементов литниковой системы
Усадочные раковины – открытые или закрытые пустоты в теле отливки с шероховатой поверхностью и грубокристаллическим строением.
Газовые раковины – открытые или закрытые пустоты с чистой и гладкой поверхностью, которая возникает из-за недостаточной газопроницаемости формы и стержней, повышенной влажности формовочных смесей и стержней, насыщенности расплавленного металла газами.
Трещины горячие и холодные – разрывы в теле отливки, возникающие при заливке чрезмерно перегретым металлом, из-за неправильной конструкции литниковой системы, неправильной конструкции отливок, повышенной неравномерной усадки, низкой податливости форм и стержней.

Методы исправления дефектов
Заделка замазками или мастиками – декоративное исправление мелких поверхностных раковин.
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.
Для устранения течи отливки из цветных металлов пропитывают бакелитовым лаком.
Газовую и электрическую сварку – применяют для исправления дефектов на необрабатываемых поверхностях (раковины, сквозные отверстия, трещины).
Дефекты в чугунных отливках заваривают с использованием чугунных электродов и присадочных прутков, в стальных отливках – электродами соответствующего состава.

Способы воздействия на детали — это главный критерий, который позволяет выделить следующие три вида этого процесса:
Термическая сварка. Совершается при помощи тепла, с применением дополнительных материалов. Источником тепловой энергии при данном виде сварки может служить газовое пламя, плазменный поток, электрическая дуга. Под воздействием высокой температуры присадочный металл плавится, получившаяся жидкость заполняет промежутки между элементами. После остывания получается неразъемное соединение.
Механическая сварка. Главную роль в соединении элементов играет наружное воздействие на свариваемые детали. Все виды механической сварки предполагают деформацию поверхностей, которая приводит к плотному скреплению на молекулярном уровне. При физическом воздействии происходит переход механической энергии в кинетическую, что позволяет нагреть элементы до нужной температуры.
Комбинированная сварка. Также известна как термомеханическая, заключается в сочетании перечисленных выше способов. В таком процессе используется давление и тепловая энергия. Например, металл могут предварительно нагреть до нужной температуры, а затем при помощи внешнего воздействия образуется неразъемное соединение.