Технологии литья
Литье в ХТС формы
Основное преимущество процесса литья в ХТС состоит в том, что готовые формы можно использовать многократно для отлива деталей. Если ваша компания заинтересована в снижении издержек, то технология литья ХТС станет снижением затрат.
Под термином ХТС-процесс в современной металлургии понимается способ изготовления стержней и форм для литья из сыпучих самотвердеющих смесей. В состав таких смесей (проходящих продувание с помощью различных газовых реагентов) обычно входят смоляные и песчаные компоненты. Применение в процессе литья песчано-глинистых форм делает производство отливок гораздо более безопасным с экологической точки зрения.
Преимущества ХТС технологии :
низкая стоимость оснастки и короткие сроки ее изготовления;
высокая прочность производимых форм/стержней;
ХТС может использоваться при изготовлении отливок практически любой конфигурации из черных и цветных сплавов;
нет наплывов и отклонений от линейных размеров;
можно получить чистовые поверхности без обработки
на обрабатываемые поверхности даются минимальные припуска (2-3 мм);
литейные поры и раковины практически отсутствуют;
масса отливки ниже за счет меньших припусков и лучшего качества поверхности.
Конечная стоимость отливки изготовленной по ХТС технологии оказывается сопоставима с литьем в землю, несмотря на то, что цена за кг при отливке в формы ХТС выше, чем при отливке в землю. Также необходимо учесть существенное понижение количества брака, сокращение временных затрат на механическую обработку детали и увеличение ресурса инструмента.
Литье металлов в кокиль
Более качественный способ. Изготовляется кокиль – разборная форма (чаще металлическая), в которую производится литье. После застывания и охлаждения кокиль раскрывается и из него извлекается изделие. Затем кокиль можно повторно использовать для отливки такой же детали. В отличие от других способов литья в металлические формы (литье под давлением, центробежное литье и др.), при литье в кокиль заполнение формы жидким сплавом и его отверждение происходят без внешнего воздействия на жидкий металл, а только под действием силы тяжести.
Литье по выплавляемым моделям (ЛВМ)
Способ литья – по выплавляемой модели – известен с глубокой древности. Он применяется для изготовления деталей высокой точности и сложной конфигурации, невыполнимых другими методами литья (например, турбинные лопатки и т. п.).
Из легкоплавкого материала: парафин, стеарин и т.п. . Наиболее широкое применение нашел модельный состав П50С50, состоящий из 50% стеарина и 50% парафина, для крупногабаритных изделий применяются солевые составы, менее подверженные короблению.
Преимущества этого способа: возможность изготовления деталей из не поддающихся механической обработке сплавов; получение отливок с точностью размеров до 11 - 13 квалитета и шероховатостью поверхности Ra 2,5-1,25 мкм, что в ряде случаев устраняет обработку резанием; возможность получения узлов машин, которые при обычных способах литья пришлось бы собирать из отдельных деталей.
Литье по выплавляемым моделям используют в условиях единичного (исследовательского), серийного и массового производства.
Учитывая большой расход металла и дороговизны процесса ЛВМ применяют только ответственные детали.
Процесс литья по выплавляемым моделям базируется на следующем основном принципе:
Копия или модель конечного изделия изготавливают из легкоплавкого материала.
• Эта модель окружается керамической массой, которая твердеет и образует форму.
• При дальнейшем нагревании (прокалывании) формы модель отливки расплавляется и удаляется.
• Затем в оставшуюся полость на месте удаленного воска заливается металл, который точно воспроизводит.
Литье по газифицированным моделям (ЛГМ)
Одним из новых перспективных видов литья в 50-х годах стало литье по газифицируемым моделям (ЛГМ). Сегодня этот способ успешно используют по всему миру как мировые гиганты в производстве литья, так и небольшие заводы. Данным способом все равно успешно отливают детали весом от 10 грамм, получая при этом отливки с чистотой поверхности Rz40.
Технология предполагает наличие формы из пенопласта. Каждый хоть раз держал в руках этот материал: упаковка бытовой техники, одноразовая посуда и современные утеплители стен, упаковочный материал для посылок. Форму приобретают путем спекания порошка пенопласта в алюминиевых формах. В результате получают форму высокой точности, на ней можно произвести замеры строящей детали и осмотреть прототип.
Модель соединяют с литником и формируют опоку для заливки. Горячий металл в процессе заливки замещает собой испарившуюся под температурой модель, полностью повторяя ее контуры. Охлажденную деталь извлекают из песка, обрезают отливку и очищают от остатков антипригарного покрытия без особого труда.
Формирование блоков моделей в опоке – для этих целей используют литейное опоку – стальной короб, в котором стенки и дно оснащаются вакуумными проводами для равномерной разрядки. Модельный блок помещают в центр опоки, чтобы расстояние до стен было примерно 50-70 мм и засыпают песком. Затем опоку помещают на вибрационный стол, где с помощью двигателей происходит уплотнение песчаной подушки во всех плоскостях. Далее ее накрывают пленкой, посыпают песком и подсоединяют к вакуумному аппарату, чтобы придать формовочному песку необходимую прочность, а также обеспечить отвод газов (продуктов термодиструкции);
заливка модели – расплавленный сплав (сплав) заливают конкретно в литейную форму. Он растворяет полистирол и занимает его место, при этом максимально точно повторяет конфигурацию модельного блока;
извлечение готовой (остывшей) отливки – заполненные блоки моделей выдерживают в песчаной форме от 5-10 минут до 2-5 часов (время зависит от ТУ производства, веса изделия и толщины металла). После полного остывания их извлекают и удаляют остатки антипригарного покрытия.
Данный способ литья позволяет значительно снизить затраты на материалы, он менее токсичен и максимально снижает затраты времени на дополнительную механическую обработку заготовки. Открывает большие возможности изготовления деталей из разных сплавов и разных конфигураций, начиная от деталей дробилок и заканчивая сложными отливами (художественное литье, дизельные двигатели, автомобильные колеса и т.д.).