Вакуумное литье металлов

Слесарное дело

  • Главная
  • Профессия слесаря
  • Чертежи
  • Допуски и посадки
  • Резьба
  • Притирка и шабрение
  • Паяние, лужение, сварка, склеивание, клепание, запрессовка
  • Шариковые и роликовые подшипники
  • Типовая технология ремонта
  • Техника безопасности

Инструмент

  • Рубка, резание и опиливание
  • Рабочее место и инструмент
  • Сверление, зенкерование и развертывание
  • Измерительный инструмент
  • Разметка
  • Нарезание резьбы

Материалы

  • Металлы
  • Термическая обработка металлов
  • Неметаллические материалы
  • Шероховатость поверхности
  • Топливо и смазка

Технология вакуумного литья металлов

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5

Вакуумное (вакуумно-плёночное) литьё – это изобретённая в Японии в 1971 году технология горячего формования металлических заготовок, при которой расплав металла удерживается во внутренней полости литейной формы под действием сил, создаваемых давлением вакуума.

При вакуумном литье в форму используются песчаные формы, не содержащие влаги или связующих веществ.

Описание технологического процесса

В технологическом процессе вакуумного литья используется специальный шаблон. Он представляет собой либо двустороннюю модельную плиту, либо состоящую из двух частей литейную модель с крохотными отверстиями, обеспечивающими возможность вакуумной откачки.

Изнутри на литейный шаблон накладывается тонкая полимерная плёнка, после чего включается давление вакуума, заставляющее плёнку прильнуть к поверхности шаблона.

Кроме того, в данном техпроцессе используется специальная опока. В ней имеются отверстия, обеспечивающие воздействие давления вакуума. Опока помещается поверх литейного шаблона и наполняется песком.

В полученной песчаной форме вырезаются литниковая воронка и литник для заливки расплавленного металла.

Затем сверху на песчаную форму накладывается ещё одна тонкая полимерная плёнка. После этого включается давление вакуума, действующее сквозь опоку, и эта новая полимерная плёнка прилипает к верхней части песчаной формы.

На следующем этапе процесса вакуумного литья отключается вакуумирование специального литейного шаблона, и шаблон извлекается. При этом пока ещё остаётся включенным давление вакуумной откачки из опоки. Это заставляет верхнюю полимерную плёнку прильнуть к верхней части формы, а полимерную плёнку, прежде накрывавшую шаблон, – к её дну. Теперь нижняя плёнка удерживает оттиск отливки в песке под действием силы вакуумной откачки.

Нижняя часть литейной формы изготавливается таким же образом. Затем две половины формы собираются вместе для заливки расплава металла. Следует иметь в виду, что с этого момента времени используются 4 полимерные плёнки: по одной на каждой половине внутренней литейной полости формы и ещё по одной – на каждой наружной поверхности верхней и нижней половин формы.

Во время заливки в форму расплав легко выжигает полимерную плёнку.

– Технология вакуумного литья в песчаную форму не требует использования специальных формовочных смесей или связующих веществ.

– Восстановление песка и его первоначальных свойств, являющееся общей проблемой в металлургическом производстве, осуществляется очень легко, благодаря отсутствию в песке связующих и других активных веществ.

– Литые изделия отличаются точностью размеров и высоким качеством поверхности.

– При изготовлении деталей методом вакуумного литья песчаная форма не содержит воды, что исключает образование на металлических отливках дефектов, связанных с использованием влаги.

– Данная технология позволяет значительно сократить величину прибылей, образующихся на отливках, что делает процесс литья более экономичным с точки зрения расхода материала и обеспечивает низкую себестоимость производства.

– Процесс вакуумного литья является относительно медленным.

– Вакуумное литьё в форму плохо поддаётся автоматизации.

Область применения технологии

Технология вакуумного литья может использоваться в штучном и мелкосерийном производстве различных промышленных изделий как из чёрных (например, чугуна), так и из цветных металлов и сплавов.

Вакуумное литьё по выплавляемым восковым моделям.

Дорогие друзья, сегодняшние и будущие клиенты нашей компании и просто случайные посетители нашего сайта! Мы продолжаем публикацию серии статей о литье – одной из основных, важнейших и интереснейших технологий, применяющихся для создания самых разнообразных изделий уже много веков и по сей день.

ВАКУУМНОЕ ЛИТЬЁ ПО ВЫПЛАВЛЯЕМЫМ ВОСКОВЫМ МОДЕЛЯМ.

Существует большое количество способов литья, применяемых в современной ювелирной промышленности:

– литьё в землю (в т.ч. при помощи различной оснастки)

– литьё в одноразовые опоки

– центробежные виды литья

– и, наконец, вакуумные виды литья.

Именно его мы и будем рассматривать подробно, так как на сегодняшний день, как мы уже выяснили, это и есть самый широко применяемый способ литья для изготовления ювелирной и сувенирной продукции.

Итак, вакуумное литьё по выплавляемым восковым моделям.

И начинается в нём всё с качественной восковой модели или, как принято её называть среди ювелиров, – восковки. Конечно, качественную восковку невозможно получить без качественно изготовленной пресс-формы, которая, в свою очередь, должна быть снята с качественно разработанной и обработанной мастер-модели. Однако, мастер-модели и пресс-формы – это тема отдельная, которая в рамках этой статьи рассматриваться не будет, в силу того, что тема литья и так очень обширная и мы, не перегружая эту статью, прибережём её для отдельной публикации.

Как же изготавливаются «восковки»?

– при помощи пресс-формы и инжекторного бачка

Читайте также:
Аргоновая сварка из инвертора своими руками

– вырезаются вручную или на фрезерных ЧПУ-станках из скульптурного воска

– при помощи иных способов (обливные, инжектированные в металлические формы, изготовленные вручную нестандартными технологиями)

– печатаются из выжигаемых полимеров на 3D-принтерах

При первом способе (а это основной способ для серийного производства), воск в пресс-форму попадает при помощи инжекции (впрыска, подачи под давлением) из заливного клапана инжекторного бачка. Эти бачки, в свою очередь, возможно разделить на несколько типов:

– с ручным насосом

– с подключением к компрессору

– вакуумные (с подключением к воздушному и вакуумному компрессорам)

Принципиальная разница существует между вакуумными и не вакуумными бачками, так как первые, непосредственно перед инжекцией воска в пресс-форму, откачивают из неё воздух. В то время, как из вторых воздух выдавливается как раз в процессе впрыска воска через специальные технологические резы – выпоры. Отсюда же вытекает и разница в употреблении различным образом изготовленных пресс-форм – для вакуумного бачка пресс-форма изготавливается отличным образом от пресс-форм, предназначенных для работы с обычными, не вакуумными инжекторными бачками.

Как бы то ни было, любая пресс-форма делается разъёмной, чтобы после того, как инжектированный в неё воск застыл, была возможность извлечь его для последующего использования, а саму пресс-форму приготовить к дальнейшим повторяющимся операциям.

Какие требования предъявляют к изготавливаемым при помощи пресс-форм восковкам?

1. Не должно присутствовать непоправимых деформаций

2. Не допускается наличия заметных швов и смещений

3. Не допускается наличие пузырьков воздуха или любых других включений, в том числе внутри восковой модели(контроль на просвет)

4. Вся геометрия очертаний восковой модели должна полностью повторять мастер-модель, с которой снята пресс-форма

5. Качество поверхностей восковки должно в разумной степени повторять качество поверхностей мастер-модели, с которой снята пресс-форма

После того, как восковая модель готова и её качество проверено, она размещается (путём припаивания) в специальном восковом блоке, часто называемом, в силу внешней похожести, «восковым деревом» или «ёлкой». Существует несколько техник сборки ёлок, однако имеются несколько основных принципов, применяемых в этом процессе:

– сверху ёлки припаиваются более мелкие и лёгкие детали, а внизу – более крупные

– детали на ёлке помещаются под углом менее 90 градусов по отношению к основному литнику(называется иногда стояком)

– восковки, размещаемые на ёлке не должны касаться друг друга и основного литника

– восковки припаиваются на ёлку таким образом, чтобы места их присоединения к литнику были максимально гладкими и не имели непропаев или любых зазоров.

После сборки ёлки попадают на участок формовки, где их размещают на специальных резиновых подставках – «башмаках» или «подошвах» и помещают в опоки – специальные металлические цилиндры, что позволяет в дальнейшем залить их формовочной массой.

Устройства, при помощи которых происходит процесс смешивания формовочной смеси и розлив её в подготовленные опоки, называют вакуумными миксерами, так как в современных условиях весь этот процесс происходит полностью в вакууме. После заливки формовочной массой, опоки с ёлками внутри оставляют в покое на несколько часов для качественного застывания гипса и предварительного высыхания.

Если на производстве применяется паровая вытопка воска, то после формовки и отстаивания, опоки помещают в неё. В ней из опок выплавляется большая часть содержащегося воска. После прохождения этой обработки опокам снова необходимо отстояться. И , после всех описанных процедур, опоки могут наконец оказаться в муфельной печи.

Для ювелирного и сувенирного производства используется довольно большая номенклатура формовочных смесей, основой которых в любом случае является кристобалит – довольно редко встречающийся в природе минерал, высокотемпературная полиморфная модификация кварца, при нагреве меняющий свою структуру. Кроме него в формовочных смесях присутствует гипс, а также большое количество различных присадок выполняющих адаптивные функции. Выбор подходящей формомассы для литья – один из важнейших элементов процесса получения качественных отливок.

Ювелирные муфельные печи устроены таким образом, чтобы обеспечить совокупность осуществления необходимых процессов при прохождении прокалочного цикла опок. Нагревательные элементы(обыкновенно спирального типа) в них расположены как в стенках, так и в дверце (существуют редкие конструкции с нагревателями в полу или потолке печи), обязательно наличие программатора, в паре с термопарой, позволяющего управлять нагревом, а также шиберного отверстия, необходимого для отвода образующихся при выжиге воска испарений. Существуют очень разные конструкции печей, например, позволяющие штатно размещать внутри себя опоки в несколько этажей, цилиндрической формы и оборудованные ротационным механизмом, с различными системами слива воска или принудительного оттока воздуха и т.д. Все эти усовершенствования позволяют, как правило, положительно повлиять на результат прокалки, однако в минимальной комплектации, наличие многостороннего нагрева, термопары с контроллером и шиберного отверстия является нормой, а остальное относится к разряду желаемого.

Прокалочный цикл в печах программируется таким образом, чтобы добиться наилучшим образом сочетания двух факторов – удаления из опоки всех остатков воска и хорошей полимеризации формовочной смеси. График прокалки опок в печи напоминает по виду лестницу: набор температуры, выдержка на заданной «полке», снова набор, снова выдержка формовочной смеси, то есть удаления из неё излишков влаги. Дальнейшие «полки» ступенчатым образом выводят печь на максимальную температуру программы – чаще всего 740 градусов Цельсия, в процессе чего формомасса полимеризуется и приобретает необходимые для заливки в неё в вакууме металла свойства.. Затем, после прохождения всего прокалочного цикла, температура опускается до заданной для заливки металла. Весь стандартный прокалочный цикл продолжается обычно не менее 12 часов, с момента постановки опок в печь, а часто значительно дольше.

Читайте также:
Винтовой компрессор своими руками

После прохождения прокалочного цикла, опоки готовы к розливу в них металла. В современных литьевых цехах и мастерских этот процесс, как правило, происходит при помощи литьевых машин. Конструкции этих машин весьма разнообразны, условно могут быть разделены по способу плавки металла и по способу залива, по наличию/отсутствию и составу инертной среды, степени автоматизации процесса.

По способу плавки различают машины со спиральными нагревателями и индукционным нагревательным элементом; по способу розлива: донный розлив, «перевёртыши», розлив через край; по инертной среде – одно и двухгазовые машины и машины без инертной среды; по автоматизации процесса – ручного розлива, полуавтоматические и автоматические.

Розлив металла производится под воздействием глубокого вакуума на опоку, при температуре немного превышающей его температуру плавления, по возможности, или в вакууме, или в инертной среде, для предотвращения контакта расплава с кислородом воздуха.

После розлива металла в опоки, они охлаждаются в естественных условиях, затем помещаются в размывочные ванны, после чего, извлечённые описанным образом из опок литьевые полуфабрикаты в виде “ёлок”, обрабатываются в водоструйной кабине с целью удаления с них остатков формовочной массы. При необходимости отбеливаются в водных растворах кислот. Очищенные отлитые ёлки могут быть подвергнуты, кроме того, очистке в УЗВ, обработке паром при помощи парогенератора и, иногда, галтованию в магнитной галтовочной машине. После очистки “ёлки” сушат (чаще всего или в специальной камере, или при помощи промышленного фена). Затем производят процесс “раскусывания”, т.е. срезают отлитые детали с “ёлки”, состригают с деталей избыточной длины литники и получившуюся продукцию сдают на склад, где она сортируется, приходуется и производится отбраковка деталей, не прошедших ОТК. Полученные таким образом литьевые полуфабрикаты могут быть переданы в ювелирный цех для дальнейшей обработки.

Автор статьи: Иван Геннадьевич Скворцов.

Основатель и генеральный директор производственной компании 3D Avtozavod.

Вакуумные литейные установки – их особенности и отличия, описание установок двух типов

Вакуумные литейные установки предназначаются для процесса литья стоматологических сплавов любого типа. Особенностью данного оборудования является то, что литьё можно выполнять с высоким уровнем точности, что понижает проблемы с последующей обработкой материалов. Главной особенностью литейных вакуумных установок является наличие качественной системы охлаждения. Благодаря ей удалось полностью избавиться от перегревов системы.

Особенности литейных вакуумных систем

За счёт вакуума удаётся предотвратить концентрацию паров внутри системы, что позволяет полностью выделить из неё огнеупорную смесь в полном объёме. Что касается технологической части работы вакуумной литейной системы, то в ней обычно используют инертный газ, что позволяет не описаться окислений сплавов.

Сущность литья в вакууме заключается в следующем:

  1. Расплавленный материал заливается в форму;
  2. Под воздействием разряжения удаляется весь воздух;
  3. Поэтому форма заполняется качественно, без раковин, которые могут образовываться из-за наличия воздуха;
  4. За счёт регулировки разности давления в рабочей камере и атмосферного давления, удаётся регулировать скорость заполнения формы расплавом.

Вакуумное литьё не только исключает попадание воздуха в расплав, но и повышает герметичность, точность и технические свойства отливок, которые производятся в вакуумной среде. В производстве используются вакуумные литейные установки двух типов.

Вакуумные литейные установки первого типа

Вакуумные установки для литья, которые принадлежат к первому типу устройств, имеют следующую конструкцию:

  1. В установке имеется верхняя и нижняя камеры;
  2. Нижняя камера является раздаточной печью, обогрев которой осуществляется за счёт электричества или газа. В этой камере расположен тигель с расплавом;
  3. Верхняя камера располагается на крышке нижней камеры;
  4. В полости верхней камеры имеется вакуум провод, который соединяет верхнюю камеру с ресивером. Именно в ресивере за счёт насоса создаётся разрежение, которое контролируется автоматической системой управления.

Принцип работы установки для литья в вакууме первого типа заключается в следующем:

  1. Клапан управления открывается;
  2. В верхней камере создаётся разряжение;
  3. За счёт разницы давления в верхней и нижней камерах, расплав поднимается и заполняет форму;
  4. После того, как отливка затвердеет, клапан управления соединяет полость верхней камеры с атмосферой;
  5. Давление в обеих камерах становится одинаковым;
  6. Остатки неиспользованного расплава сливаются в тигель;
  7. Верхнюю камеру нужно снять и извлечь форму с отливкой.
Читайте также:
Виды кристаллических решеток металлов

После этого цикл отливки можно повторять. Литьё вакуумным всасыванием считается перспективным методом, так как при нём возрастают механические свойства изделий. Например, алюминиевые отливки из сплава АЛ-9 при литье вакуумным всасыванием получают увеличенную на 5-10% прочность.

Вакуумная литейная установка второго типа

Вакуумные литейные установки второго типа используются для отливки слитков, втулок и простых заготовок. Литьё в вакууме в таких установках проходят по следующему принципу:

  1. В системе имеется водоохлаждаемый кристаллизатор, носок которого погружается в расплав;
  2. Сам расплав находится в тигле, который имеет футеровку;
  3. Полость кристаллизатора соединена с вакуумным ресивером посредством вакуум-провода;
  4. За счёт вакуумного насоса в системе создаётся разряжение;
  5. Разряжение регулируется натекателем;
  6. Когда происходит поворот распределительного крана, рабочая полость кристаллизатора соединяется с ресивером;
  7. Потом в системе создаётся разрежение, за счёт которого расплав начинает всасываться в полость кристаллизатора. Расплав поднимается на такую высоту, которая пропорциональна разряжению в системе;
  8. После этого расплав начинает затвердевать в рабочей полости кристаллизатора;
  9. После того, как отливка полностью затвердеет, нужно извлечь носок кристаллизатора из ванны;
  10. Потом нужно повернуть кран, за счёт чего рабочая полость соединяется с атмосферой, и готовая отливка выпадет в специальный приёмный короб.

Особенности формирования отливок в вакуумных литейных установках

При вакуумном литье отливки получаются более качественными. Особенности формирования отливок при литье в вакууме отличаются следующими особенностями:

  1. Форма заполняется расплавом с нужной скоростью, которая требуется по условиям технологическому процессу;
  2. Процесс заполнения формы проходит плавно, расплав не разбрызгивается в разные стороны;
  3. Расплав заполняет форму без пустот, которые могут образовываться из-за наличия в нём пузырьков воздуха. За счёт вакуумной среды удаётся избежать образования раковин из-за наличия воздуха;
  4. В процессе затвердевания отливки, из расплава могут выделяться газы, благодаря чему отливка получается чистой, без пористостей и газовых раковин;
  5. Отливка получается плотная, она практически не имеет усадочных дефектов. Это происходит из-за постоянного воздействия давления воздуха на зеркало расплава. Не стоит забывать, что для получения нужных свойств отливки, нужно контролировать давление воздуха в рабочей камере;
  6. Так как расплав засасывается в водоохлаждаемый кристаллизатор, который имеет тонкие металлические стенки, отливка очень быстро затвердевает. Это устраняет ликвацию в тех сплавах, которые к ней склонны.

Таким способом можно получать даже пустотелые отливки без стержней. Для этого достаточно просто отключить вакуум в момент образования корочки твердого металла нужной толщины. После этого расплав просто сольётся обратно в тигель. В этом случае нужно обязательно давать припуск на внутренних стенках готового изделия. Чаще всего, внутренние стенки будут иметь волнистую структуру, так как металл может застывать неравномерно. Поэтому внутреннюю поверхность деталей придётся подвергать дополнительной обработке.

Кроме того, часто заготовки отливают с применением стержней. Такой способ позволяет получить нужные отливки из цветных и чёрных металлов. Как правило, таким способом втулки и вкладыши делают из дорогостоящих сплавов, так как данный способ позволяет существенно снизить расход материалов.

Купить вакуумные литейные установки можно в Москве. Наши опытные сотрудники помогут выбрать самый оптимальный вариант по цене и производительности.

Литье металла с вакуумной формовкой

Предприятия в Московской области

ООО «Энергия»

Московская обл., г. Сергиев Посад, пр. Красной Армии, д. 212В, корп. 238

ООО «Стимул»

Московская обл., Ленинский район, пгт. Горки Ленинские, промзона Технопарк

ИП Захарченко Н. Л.

Московская обл., г. Москва, ул. Енисейская, д. 38

Что нужно сделать?
Разместите заказ на портале, исполнители откликнутся сами.
Это бесплатно и займет всего пару минут

ООО «МСТ Констракшн»

Московская обл., г. Раменское, территория 1-й километр Автодороги ММК – Раменское

ООО «РП ПЛАСТ М»

Московская обл., г. Москва, Мячковский бульвар, д. 6, корп. 2

ООО «Оксиджен Акустик»

Московская обл., г. Москва, г. Зеленоград, Панфиловский пр., д. 10, корп. 1

Что нужно сделать?
Разместите заказ на портале, исполнители откликнутся сами.
Это бесплатно и займет всего пару минут

ООО «ВТНК»

Московская обл., г. Москва

Литье с вакуумной формовкой в соседних регионах

Посмотрите информацию о предприятиях, которые оказывают услугу «Литье с вакуумной формовкой» в соседних регионах. Возможно вы найдете подходящего исполнителя среди них.

Калужская область (1) Владимирская область (1) Тверская область (0) Рязанская область (0) Тульская область (0) Ярославская область (0) Смоленская область (0)

Литье с вакуумной формовкой

В металлургии одной из разновидностей получения отливок металла является литье с вакуумной формовкой. Этот метод позволяет изготавливать различные отливки из различных черных металлов, стали, сплавов цветных металлов с высокой точностью и идеальной плоскостью поверхности. Технология горячего формования отливок под воздействием давления вакуума предусматривает использование специальной опоки с вытяжной камерой. Внутренняя часть литейной формы, под воздействием вакуума, быстро заполняется расплавленным металлом, а поверхность меньше подвергается деформациям. Данная технология имеет следующие преимущества:

  • сохраняет модели от износа;
  • позволяет изготавливать тонкостенные изделия;
  • отсутствие заусенцев на отливке;
  • отсутствуют затраты на дополнительную зачистку;
  • высокая экологическая чистота.
Читайте также:
Бумага для производства бумажных стаканчиков

Виды литья с вакуумной формовкой

Существуют различные виды литья с вакуумной формовкой. Основными в современном промышленном производстве являются следующие:

  • вакуумно-центробежная заливка;
  • всасывание металла под воздействием вакуума в форму, расположенную выше расплава (кристаллизация металла осуществляется при атмосферном или повышенном давлении);
  • литье с использованием металлостатического давления при размещении формы под расплавом;
  • машинное литье под давлением вакуумированных пресс-форм.

В технологическом процессе общим является применение специального шаблона, представляющего собой литейную модель или плиту с отверстиями для откачки воздуха. На литейный шаблон наносится нагретая до размягченного пластичного состояния полимерная пленка, которая, под воздействием вакуума плотно покрывает всю поверхность. Вакуумно-пленочная форма, внешне напоминающая сэндвич, состоит из 2-х сторонней пленки и сухого песка. Силы трения между частицами песка вследствие разряжения воздуха способствуют достижению высокой прочности формы и ее хорошей газопроницаемости. Необходимые стержни заранее помещаются в литейную форму и удаляются после окончания процесса формовки. После совмещения частей разъемной формы происходит заливка расплавленного металла.

Применение технологии литья с вакуумной формовкой

Способ вакуумной формовки используется в промышленности для изготовления отливок практически из любых металлов и сплавов, не зависимо от требований серийности, без существенных ограничений по толщине стенок отливки. Услуги литья с вакуумной формовкой особенно востребованы при получении отливок из сплавов, имеющих склонность к образованию трещин при высокой температуре.

«Предприятия, занимающиеся литьем с вакуумной формовкой, ограничены в отношении отливаемых заготовок только мощностью вакуумного насоса и размерами опоки» – говорят специалисты в области металлургии.

Портал «Металлообработчики»
в Московской области

Плавка и литьё в вакууме. Рекомендации по разработке литниковой системы.

ПЛАВКА И ЛИТЬЁ В ВАКУУМЕ. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РАЗРАБОТКЕ ЛИТНИКОВОЙ СИСТЕМЫ.
Н. А. Швыргун. Главный конструктор проекта ООО “СПАРК-ДОН, ЛТД”.
Важнейшим условием получения высокоточного стоматологического литья является
правильное построение литниковой системы.
Те, кто ежедневно сталкивается с построением литниковой системы для точного литья
стоматологических сплавов, скорее всего, согласятся с тем, что здесь мы имеем дело
с союзом науки и искусства. Только учёт всех нюансов конкретной работы, многолетний
опыт, научных анализ протекающих процессов и творческий подход к делу делают
результат прогнозируемым и качественным.
В своих рекомендациях мы не будем пытаться “охватить необъятное”, а лишь дадим
начальные сведения о требованиях, предъявляемых к правильно сконструированной
литниковой системе.
Вашим лучшим учителем будет Ваш труд, творческий поиск и полученный опыт.
Задачи литниковой системы.
Литниковая система – это система каналов, через которые расплавленный металл поступает
из тигля в рабочую полость литейной формы.
Задачей литниковой системы является не просто транспортировка жидкого металла к отливке,
но и контроль скорости движения расплава, создание условий для нормального воздушного
обмена между полостью объекта литья и внешней средой, предотвращения усадочных
раковин в объектах литья путём формирования соответствующего градиента температуры
в литейной полости и питания отливки при затвердевании сплава.
Возможны различные варианты выполнения литниковой системы в зависимости от типа сплава,
характеристик объекта литья, личного опыта специалиста и т.д. Необходимо учитывать также,
что литниковая система для установок с плавкой и литьём в вакууме с последующим
прессованием имеет некоторые особенности, по сравнению с центробежным литьём.
Основные элементы литниковой системы.
Литниковая система создается путем подвода к восковой репродукции (модели) объекта литья (вкладки, отдельные коронки, каркасы мостовых протезов) восковых штифтов, которые после
удаления воска из опоки представляют собой литьевые каналы.

Часто одни и теже элементы литниковой системы
по разному называются не только практикующими специалистами, но и
авторами солидных трудов соответствующей
тематики. Для определённости, дадим вначале определения, которыми мы будем оперировать
в дальнейшем, рассматривая особенности
построения литниковой системы. Литниковая
воронка – элемент литниковой системы, предназначенный для начального формирования потока расплава. Форма литниковой воронки
должна обеспечивать плавное и быстрое
поступление расплава в литниковые каналы.
Литниковый канал – элемент литниковой
системы, соединяющий воронку (конус) с
коллектором или непосредственно с
объёктами литья.

Литниковый канал (каналы) должны быть расположены в зоне максимальных
температур опоки с целью редупреждения преждевременного охлаждения металла в
них и замедления потока расплава.
Количество литниковых каналов (1, 2, 3…) зависит от характеристик отливаемой работы.
Чем массивнее отливка тем большее количество каналов может потребоваться для обеспечения высокоточного литья.

Коллектор – литейный резервуар, применяемый при конструировании литниковой системы при литье массивных отливок (в частности, цельнолитых каркасов мостовидных протезов).
Коллектор является источником дополнительного металла, который поступает в полость объекта
литья для компенсации объемной усадки, которая имеет место при его (объекте литья) затвердевании.
Коллектор, как правило, размещен в той части литниковой системы, которая остывает последней.
Размеры коллектора определяются также и требованием нормального газового обмена с целью
удаления остатков воздуха из литейной полости объекта литья.
Восковые модели литникововых каналов и коллектора делают из специального литьевого воска
диаметром 3,5. 5 мм.
При работе на вакуумных установках не рекомендуется использовать для построения литникововых каналов и коллектора литьевой воск диаметром менее 3,5мм.

А – Воронка такой формы не способствует формированию ламинарного потока расплава (увеличенная высота падения расплава из тигля, плоское “дно” воронки).
Не рекомендуется использовать из-за повышенной опасности появления усадочной пористости в объекте литья.
Б – Воронка такой формы в наиболее полной мере способствует плавному и быстрому поступлению расплава в литниковые каналы. Рекомендуется к использованию.

А – Восковая проволока;
Б – Если отливается протяжённый мостовидный протез или большое число индивидуальных объектов, то коллектор
выполняется в виде дуги.
Это позволяет создать равные температурные условия для всех отливаемых объектов.
В – При отливке мостовидного протеза промежуточная его часть требует больше металла. Следовательно, необходимо выполнить коллектор таким образом, чтобы его объем в месте присоединения промежуточной части
соответствовал её объему.

Питатели – канал, соединяющие коллектор с объектом литья.
Однородность отливки в значительной степени зависит от размеров питателей. Выбирая размеры питателя необходимо помнить, что через него не только поступает расплав к литейной полости, но и выходит остаточный воздух из неё. Необходимо, чтобы питатель между коллектором и литейной полостью имел размеры, способствующие нормальному воздушному обмену. Кроме того, для обеспечения эффективного газообмена рекомендуется присоединять питатели к объекту литья под углом 45°. Питатели всегда должны присоединяются к самой толстой части объекта литья, чтобы помочь в борьбе с усадкой.
В особо крупных отливках может потребоваться несколько питателей для того, чтобы ввести металл в полости объекта литья. Объекты литья – вкладки, полные и частичные коронки, промежуточные элементы,мостовидный протез.

Геометрические размеры питателей зависят
от вида и размера объекта литья.

1. – Коронка с незначительной толщиной стенки.Диаметр литника 2,5мм.

2. – Коронка со значительной толщиной стенки. Диаметр литника 3мм.

3. – Промежуточный элемент. Диаметр литника 3,5мм.

4. – Большая коронка со значительной толщиной стенки.
Два литника диаметром 2,5. 3мм.

Длина питателей выбирается равной 2. 5мм.

Общие принципы спроектирования литниковой системы.
Правильно сконструированная литниковая система должна обеспечивать быстрое и ламинарное (плавное, однородным потоком) заполнение литейной формы с необходимой скоростью,
непрерывную подачу расплавленного металла к затвердевающей отливке, выход газов из полости формы.
Скорость материала важно, потому что, если расплав движется слишком медленно, он может
остыть прежде, чем полностью заполнит литейную полость.
Для предупреждения турбулентного характера потока расплава, следует обеспечивать
мягкие переходы между литниками в направление потока жидкого металла и
соответствующие размеры элементов литниковой системы. Турбулентный (с завихрениями, бурный) характер движения расплава по литниковым каналам не пособствуют оптимальному движению
струи расплава. Из-за этого он не может сразу сформироваться и аполнить
полость. При этом существенно возрастает вероятность образования усадочных раковин
в отливке и неоднородность структуры каркаса протеза.

Расположение элементов литниковой системы в опоке важнейший критерий для
обеспечения качественного литья.

Объекты литья должны охлаждаться в первую очередь и поэтому должны быть размещены
вне теплового центра опоки. Правильным считается их размещение на минимальном
расстоянии от боковой поверхности опоки и её дна. На практике, обычно, необходимо выдерживать следующие расстояния: 4…5мм от боковой поверхности опоки и 4…5мм, соответственно, от её дна. Меньшие величины этих размеров ограничиваются
механической прочностью материала опоки.

Литниковый канал (каналы) и коллектор должны охлаждаться в последнюю очередь и,
следовательно, должны быть расположены максимально близко к ермическому центру опоки.
В идеальном случае, коллектор должен располагаться на середине высоты опоки,
т.е. в зоне максимальной температуры (тепловой центр). При этом коллектор обеспечивает
подпитку жидким расплавом объекты литья на стадии их кристаллизации, препятствуя
их неконтролируемой усадке.

Исходя из вышеизложенных условий расположения коллектора определяется
длина литниковых каналов. Следует помнить, что слишком длинные каналы
увеличивают путь расплава, ухудшают его течение и увеличивают количество
остаточного воздуха в форме. Всё вместе это приводит к повышению риска некачественного литья (например, непроливы наиболее тонких частей восковой модели). При непосредственном питании отливки необходимо стремиться к тому, чтобы в тепловом центре опоки находился участок расхождения литниковых канолов к объектам литья. Для получения предсказуемого, высококачественного литья близких по параметрам объектов необходимо учитывать плотность используемого сплава. Чем
меньше его удельный вес, тембольше должен быть диаметр литниковых каналов. Для получения предсказуемого, высококачественного литья особое внимание необходимо уделять выбору геометрических размеров элементов литниковой системы: литниковых каналов, коллектора, питателей. Этот выбор определяется многими факторами: типом литниковой системы (с непосредственным питанием отливки или с использованием литейного резервуара (коллектора)), размерами объектов литья, их видом и количеством.

ПРИМЕРЫ ПОСТРОЕНИЯ ЛИТНИКОВОЙ СИСТЕМЫ.

Непосредственное питание объектов литья.
Непосредственным питанием называют такое строение литниковой системы, при котором
каждая отливаемая деталь прикрепляется литниковым каналом непосредственно к заливочной
воронке.
Этот тип литейной системы применяют при литье отдельных объектов -одиночных коронок, промежуточных элементов. При этом диаметр литниковых каналов определяется в зависимости
от исходной толщины стенок отливаемой детали и должен не менее чем в 2 раза её превышать.
Однако, в любом случае, при работе на вакуумной литейной установке (плавка и литьё в вакууме
с последующим прессованием) диаметр литникового канала должен быть не менее 3,5мм и идти к
отливке без изменения диаметра.
Если в собранной форме размещается несколько объектов с отдельным питанием,
следует обеспечить одинаковый тепловой режим для каждой отливаемой детали. Все объекты
литья должны быть расположены на расстоянии 5 мм от дна опоки и 5 мм от наружной стенки формы.
Расстояние между объектами литья должно быть около 10 мм. Литниковые каналы необходимо формировать таким образом, чтобы они расходились к объектам литья в тепловом центре опоки.

Бесколлекторное питание объектов литья.
Бесколлекторное питание объектов литья представляет собой разновидность непосредственного питания. Отличие заключается в том, что при бесколлекторном питании литниковые каналы
подводятся не к каждому объекту литья. Так, при количестве отливаемых единиц равном 3, используется один литниковый канал. При литье протяженных конструкций число литниковых
каналов должно быть увеличено до 2. 3. При этом необходимо, чтобы литниковый канал
присоединялся к объекту литья, требующему максимального объёма расплава. Так, для
мостовидного протеза целесообразно выполнять подвод литникового канала к промежуточным элементам. При бесколлекторном питании объектов литьяз начительно экономиться количество используемого сплава, что существенным (положительным) образом сказывается на экономической составляющей вопроса. Взаимное расположение элементов литниковой системы в данном случае подчиняется общему правилу: объекты литья должны охлаждаться в первую очередь, а питающие элементы – литниковые каналы и прибыли – в последнюю очередь. На рисунке показано, что объекты литья должны располагаться на расстоянии не более чем 5мм от боковой стенки опоки и её дна. Применяя данный метод построения литниковой системы, необходимо особенно тщательно выбирать параметры литниковых каналов – их диаметр и длину.

Основными факторами, определяющими диаметр литниковых каналов являются свойства
сплава (его жидкотекучесть и плотность) и характеристиками объекта литья – толщина стенки
коронки, объём каркаса протеза в целом и объём промежуточного элемента (в случае мостовидного протеза). На начальном этапе можно придерживаться следующих рекомендаций.

1) При литье одиночных коронок и небольших конструкций прибыль на литниковом канале
не формируется. Диаметр литникового канала при это должен определяться максимальной толщиной коронки. Но, в любом случае, он не может быть менее 3мм. Для сплавов с высокой плотностью (сплавы на основе золота, платины с плотностью около 18г/см3) необходимо использовать литниковыеканалы диаметром 3,5мм. Для сплавов с низкой плотностью (неблагородные кобальто-хромовые, никель-хромовые, на основе серебра, палладия) диаметр литникового канала можно увеличить до 4мм.

2) При литье протяжённых, массивных конструкций (например, каркас цельнолитого
мостовидного протеза) на литниковом канале формируется дополнительная прибыль. При выборе диаметра литникового канала учитывайте количество расплава, которое должно поступить в литейную полость объекта литья. Также, как и в предыдущем примере, принимайте во внимание плотность используемого сплава. Для сплавов с высокой плотностью выбирайте диаметр литникового канала равным 4,5мм. Дальнейшее увеличение диаметра возможно, в случае особо крупной конструкции,
но не более 5мм. Для сплавов с низкой плотностью можно выбрать диаметр равным 5мм. В случае присоединения литникового канала к промежуточному элементу мостовидного протеза объём прибыли, сформированной на литниковой канале по объёму должен быть не менее объёма промежуточного элемента. Необходимо помнить, что чрезмерное увеличение диаметра литникового канала приводит к ухудшению условий литья, т.к. в этом случае поток расплава трудно сформировать в виде плотной, равномерно движущейся струи.
Прибыли, сформированные на объектах литья, предназначены для обеспечения подпитки объекта
литья в процессе его кристаллизации жидким расплавом. Кроме того, прибыль выступает в данном случае как резервуар, в который будут эвакуированы остатки воздуха из литейной полости объекта литья. Для выполнения своей функции прибыль должна быть спроектирована и расположена таким образом, чтобы она в обязательном порядке охлаждалась существенно медленнее чем объект литья.

Прибыль для объекта литья. Размер прибыли зависит от характеристик объекта литья. На рисунке А прибыль присоединена к коронке. На рисунке Б прибыль присоединена к промежуточному элементу мостовидного протеза. Т.к. для заполнения промежуточного элемента требуется больше
расплава, прибыль на рисунке Б выполнена большего размера.
В случае, если объект литья имеет особо крупные размеры, к нему может быть присоединено две прибыли.

Особое внимание необходимо уделять следующим моментам:
1) прибыль должна быть прикреплена к объекту литья в самой толстой его части;

2) объём прибыли должен соответствовать объёму расплава, необходимого для заполнения объекта литья.

3) прибыль должна быть прикреплена к объекту литья под углом примерно равным 45 градусов и направлена от боковой стенки опоки в сторону её теплового центра.

Коллекторное питание объектов литья.
Коллекторным питанием называют такое строение литниковой системы, при котором каждая
отливаемая деталь прикрепляется к литьевому резервуару (коллектору), в который по литниковым каналам из воронки поступает расплав. Этот тип литейной системы применяют при литье отдельных объектов -одиночных коронок, промежуточных элементов, вкладок, а также при литье протяжённых,
массивных конструкций (например, каркас мостовидного протеза). Диаметр литниковых каналов при
коллекторном литье на вакуумных установках должен
быть не менее 4,5мм. Мы рекомендуем использовать для формирования литниковых каналов и коллектора при таком методе литья стержни литейного воска диаметром 5мм. Длина литниковых
каналов должна быть выбрана такой, чтобы обеспечить расположение коллектора максимально
близко к тепловому центру опоки. Как и при литье с непосредственным питанием, следует обеспечить
тепловой режим длякаждой отливаемой детали, обеспечивающий подпитку объектов литья жидким
расплавом на стадии их кристаллизации. Для этого все объекты литья должны быть расположены на расстоянии не более 5 мм от дна опоки и от наружной стенки формы.

А – Цилиндрическая форма опоки. Условия для получения качественного литья обеспечиваются равными температурными условиями для каждого объекта литья и их равномерной
кристаллизацией. Коллектор, выполненный в форме дуги, приближён к термическому центру опоки. Отливки объектов литья имеют плотную, однородную структуру без пор. Неконтролируемая усадка минимизирована.

Б – Усечённая форма опоки. Условия для получения качественного литья выполнены.
Расположение объектов литья вдоль прямолинейного участка боковой стенки опоки обеспечивает
их первоочередное охлаждение и подпитку расплавом в процессе кристаллизации. Отливки объектов литья имеют плотную, однородную структуру без пор.

В – Усечённая форма опоки. Условия для получения качественного литья выполнены.
Объекты литья расположены на минимальном и одинаковом расстоянии от боковой
радиальной стенки опоки. Их температурный режим одинаков. Условия подпитки объектов
литья расплавом в процессе кристаллизации выполнены. Отливки объектов литья имеют плотную, однородную структуру без пор.

Г – Цилиндрическая форма опоки. Условия для получения качественного литья не
выполнены.
Объекты литья находятся в разных температурных условиях. При этом объекты литья,
расположенные ближе к центру опоки будут плохо охлаждаться. Процесс их кристаллизации
может по времени совпадать с кристаллизацией расплава в коллекторе.

Отливки этих объектов подвержены риску возникновение неоднородной, пористой структуры.

Мы познакомили Вас с базовыми понятиями, определяющими пути построения
литниковой системы, удовлетворяющей требованиям высокоточного стоматологического литья.
Для того, чтобы Ваши успехи в работе были стабильными и предсказуемыми, конечно же,
изложенного материала может оказаться недостаточно.
Черпайте знания из специальной литературы, анализируйте свои достижения и ошибки.
Накопленный личный опыт и глубокое понимание процессов, протекающих при литье
стоматологических сплавов – основа Вашего мастерства.

Литьё стоматологических сплавов
на вакуумной литейной установке УЛВК-30А

Плюсы и минусы вакуумной литейной установки

  • 17 июня 2019
  • Просмотров: 4127
  • Автор: Вязов Александр

С первого взгляда работа литейщика в зуботехнической лаборатории кажется чисто механической: приклеил, замешал, залил, поставил, нажал кнопку и отпесочил. На самом деле каждый этап довольно сложен и зависит не только от мастерства специалиста, но и удобства оборудования.

В целом вакуумные установки считаются современнее центробежных, однако наряду с преимуществами есть и недостатки. Рассмотрим их подробнее, чтобы понять, подойдет ли вам вакуумное литье.

Чем хороша вакуумная установка

Компактность. Для нее не понадобится отдельное помещение: если для центробежной установки требуется не менее 7 кв. м, то вакуумная отлично поместится в 4-5 кв. м.

Качество отливки. Вакуумное литье точнее и чище центробежного за счет меньшего механического воздействия при розливе сплава. Также в этом случае газовая пористость намного ниже.

Экономия металла. Заполнение расплавом литейной полости опоки обеспечивает экономию материала до 30% в отличие от использования центробежных сил.

Продуктивность. Высокая эффективность при минимуме ручных манипуляций. Минимальное время подготовительных операций и непосредственно литья позволяют выпускать изделия в короткие сроки.

Безопасность. Конструкция не предполагает вращающихся элементов, поэтому вероятность травмы минимальна. Иногда в центробежных установках металл может немного брызгать при расплескивании и попадать на одежду. У вакуумных моделей такая ситуация исключена.

О недостатках

Сложности в работе с нержавейкой. Нержавеющая сталь обладает низким уровнем текучести и, соответственно, худшей проливаемостью. В этом случае не поможет рост давления: понадобится сильный перегрев сплава, что приводит к значительному ухудшению качества металла.

Нельзя допускать появления трещин на поверхности опоки в момент прогрева в муфельной печи. В момент розлива в камеру литейки подается воздух, который может сквозь трещину вытолкнуть металл. Получится так называемая «система выравнивания давления»: у воздуха текучесть выше, чем у металла, он быстрее заполнит полость и не позволит металлу протечь. Поэтому при подборе паковочных масс и метода прогрева опок (шоковый или постепенный) нужно обратить внимание, чтобы в момент прокаливания опоки в печи не возникло наружных трещин. В центробежном литье такие трещины допустимы, так как даже если сквозь трещину вылетит часть металла, остальная отливка останется целой.

Цена. Вакуумная литейная установка стоит заметно дороже центробежной.

Нужен компрессор. Для создания вакуума потребуется дополнительно оборудование. Впрочем, у этих машин малое потребление воздуха и будет достаточно компрессора, который обычно есть в любой зуботехнической лаборатории.

Наше резюме

При выборе литейной установки нужно определиться, для каких целей она будет использоваться:

  • вид работ;
  • объем;
  • сколько техников работают в лаборатории;
  • площадь помещения.

Например, если у вас небольшая лаборатория с несколькими техниками и небольшим объемом заказов – логичнее рассмотреть вакуумную литейную установку. А удобнее всего иметь обе. Тогда и вопрос с трещинами в опоке будет снят: если пошла трещина, можно поставить опоку в центробежную литейку, если нет – в вакуумную.

Современные литейные технологии

Виды литья металлов и сплавов

В промышленности применяют множество видов литья. Самым распространенным можно назвать литье в землю (песчаные формы). Кроме этого, широко применяют отливку расплавленного металла в многооборотные формы.

Каждый вид литья в состоянии обеспечить определенный уровень качества получаемых деталей. Каждый из них имеет свои технологические и экономические характеристики. Например, для производства канализационных люков из чугуна применяют литье в землю, а для производства корпусов двигателей применяют литье под давлением.

При производстве множества деталей применяют виды получения точных отливок среди них такие, как – статическое, вакуумное, центробежное и пр.

Статическая заливка металла

Статическая заливка подразумевает то, что расплав подается в литьевую форму и находиться в ней до полного затвердевания.

Вид вакуумной заливки применяют при обработке титана и его сплавов, жаростойких и литейных сталей. Эти материалы подвергают разогреву в вакууме. Такой подход позволяет заметно снизить количество газов в расплаве, этот процесс называют вакуумной дегазацией.

Для литья под давлением применяют специальное оборудование, которое заливает расплав в форму под давлением от 7 до 700 МПа. На практике применяют два типа оборудования, в одном применяют холодную форму, во втором разогретую. Литье под давлением применяют для получения деталей из цветных металлов. Невысока температура плавления, в сравнении со сплавами на основе железа, позволяет получать качественные отливки с относительно невысокими затратами.

Такой вид литья, как под давлением предоставляет возможность получения качественной поверхности отливок, соблюдения геометрических параметров, а также шероховатости и пр. Использование этого вида обработки металлов практически устраняет из технологического процесса производства деталей необходимость дальнейшей механической обработки. Но, такая технология не всегда позволяет выплавлять детали сложной формы.

Литье в кокиль

Литье в кокиль имеет свою особенность — невозможность разрушения формы после заливки, поэтому кокиль проектируется так, чтобы отливку можно было извлечь простым переворачиванием формы или разьемом ее по плоскостям стыка. Это определяет ограничение по форме получаемых отливок: форма должна быть достаточно простой, иметь уклоны для легкого извлечения. Естественно, материал формы должен обладать достаточной жаростойкостью. Обычно таким способом производятся отливки из медных сплавов (температура плавления менее 1000°С) и из алюминиевых сплавов (температура плавления менее 650°С). Поэтому кокили изготавливают из стали (Т пл=1559° С) или чугуна.

Литье в кокиль ограничено возможностью изготовления крупногабаритных кокилей и обычно масса отливок не превышает 250кг. Литье в кокиль облодает следующими преимуществами:

  • возможность многократного использования формы
  • простота автоматизации процесса
  • низкая себестоимость отливок
  • большая точность получаемых отливок
  • низкая шероховатость поверхности
  • отсутствие в металле отливки неметаллических включений

Литье по замораживаемым ртутным моделям

Еще один вид литья выполняют по замораживаемым ртутным моделям. По сути, этот вид повторяет технологию литья по восковым моделям. Но есть и некоторые отличия. Так, ртуть обладает меньшим объемным расширением, чем воск 3,4% против 9%. Ртутные модели применяют для работы с титаном, особо прочными сталями и некоторыми цветными металлами. Такой вид литья позволяет получать отливки диаметром порядка одного метра и весом до 140 кг. Порядок производства формы по ртутной модели включает в себя:

  1. Заливку ртути, в форму, изготовленную из стали. Такая форма собирается из двух частей и плиты их разделяющей. Такой подход позволяет получить модель по частям.
  2. После того как ртуть заполнила форму, ее погружают в смесь, состоящую из сухого льда и ацетона. Температура смеси составляет -73 °C. Погружение должно происходить с небольшой скоростью. Это позволяет не допустить образование пустот, заполнить все углубления и точно повторить все очертания модели.
  3. По окончании процесса заморозки, разделяющую плиту удаляют и модель становиться одним целым.
  4. Формирование литниковой системы и ее присоединение к полученной модели.
  5. Полученную модель погружают в раствор керамики. Так, происходит получение начального слоя оболочки формы.
  6. По мере просыхания первого слоя комплект погружают в керамический раствор более высокой плотности. Так получают второй слой. Для получения следующих слоев эту операцию необходимо выполнить несколько раз.
  7. После того как форма готова из нее удаляют ртуть. Для этого в форму заливают этот же материал, но имеющим комнатную температуру.
  8. Готовая форма должна быть помещена в печь, разогретую до 1010 °C и находится там, в течение двух часов. За это время из нее будут удалены летучие составляющие. После термической обработки форму охлаждают на воздухе.

Процесс литья в формы

Перед тем как заливать металлический расплав в такие формы, ее необходимо подогреть. Заливку такой формы выполняют в вакууме. Это обусловлено тем, в ней остаются пары ртути небезопасные для человека.

Использование такого вида литья позволяет получать отливки с небольшой толщиной стен.

Прецизионное литье

Прецизионное литье – это специальный способ получения особо точных отливок.

Оборудование для прецизионного литья

Ранее такой способ называли литьем по выплавляемым моделям. Для выполнения работ по этой технологии применяют различные вещества, которые придают расплавленному металлу ряд свойств, которые позволяют ему точно заполнять форму.

Кроме этого, для выполнения специального литья применяют формы, изготовленные из металла и выполненные с повышенными требованиями к точности.

Вакуумное литьё

Технологический процесс литья в вакууме применяют для производства особо точных отливок из стальных специальных сплавов. При выполнении вакуумного литья из формы удаляют газы. Это позволяет получать отливки с тонкими стенками и высоким качеством структуры металла.

Существует несколько видов литья в вакууме:

После удаления воздуха происходит всасывание металла в литьевую форму, которую размещают над расплавленным металлом. Кристаллизация проходит под воздействием атмосферного или повышенного давления.

Расплавленный металл попадает в форму под воздействием давления, при этом форма располагается под расплавленным металлом.

Литье может быть осуществлено в специальном оборудовании, которое оснащено вакуумированными пресс-формами.

Вакуумное литье металлов часто используют одновременно с вакуумной плавкой.

Кокильное литье

Разлив в формы, выполненные из металла. Суть этого специального метода состоит в том, что отливки получают, заливая расплав в металлические формы. Такие формы называют кокилями. Их изготавливают в двух исполнениях – разъемные и неразъемные. Первые состоят из нескольких частей, эти формы используют для производства сложных по форме отливок. Неразъемные формы используют для производства простых отливок и пр. Для металлических форм применяют чугун марки СЧ или легированные стальные сплавы. На стойкость кокиля оказывают прямое влияние материалы, размеры отливки и, конечно, кокиля.


Процесс отлива в кокиль

Инженеры разработали и успешно используют на практике специальные методы продления времени эксплуатации кокиля и повышения качества отливок. Для этого на рабочую поверхность формы наносят специальные составы, образующие покрытие стойкое к температурному воздействию со стороны расплава. Эти материалы наносят или с помощью краскопульта или обыкновенной кистью. Для чугуна необходимо нанести облицовку несколько раз за смену. Краску наносят непосредственно перед заливкой облицовки.

Технологический процесс литья в кокиль

Для получения внутренних полостей применяют стержни, выполненные из стали марок У7 и ее аналогов. Кроме стержней, изготовленных из стали применяют и изделия, выполненные из специального песка. Специальное литье этого типа можно выполнять только в подогретую оснастку. Рабочая температура кокиля должна находиться в пределах от 200 до 300 градусов Цельсия. Разогрев формы снизит эффект от теплового удара, да и при литье не произойдет выброса расплава, который может произойти при попадании в холодный кокиль. Кокильное литье используют для изготовления отливок из цветных сплавов.

Серийное и массовое производство отливок выполняют на оборудовании, которые самостоятельно, без участия человека обслуживают литейные формы, монтируют и демонтируют стержни, достают отливки. Литье в с применением механизированного оборудования позволяет в несколько раз поднять производительность на производстве. Между тем литье в кокиль обладает и рядом недостатков. В частности, для изготовления форм требуется большое количество времени, возникают технологические сложности при получении отливок с тонкими стенками и несколько других.

Электрошлаковое литьё

Существуют виды литья металлов, которые в силу своей сложности и дороговизны целесообразно использовать для получения отливок для особо ответственных деталей.

Электрошлаковое литье выполняют в несколько этапов:

  1. Создание шихты, для этого применяют предварительно подготовленные электроды.
  2. Затем, электроды подогревают снизу. Для этого через токопроводящий шлак пропускают электричество. Оно разогревает шлак, и полученное тепло прогревает электроды.
  3. Стальной расплав рафинируют шлаком, который исключает его насыщение кислородом и освобождает его от примесей.
  4. В этом процессе применяют формы, выполненные из металла и оснащенные системой водяного охлаждения. Именно в ней происходит остужение металла и формирование детали. Если существует необходимость в получении заготовок с внутренними пустотами, то для этого применяют металлическими стержнями.

Основное достоинство этого вида отливки металла заключается в том, получается расплав без посторонних примесей и равномерной структурой стали. Такой вид плавки применяют для получения специальных сплавов, которые, получить другими видами не получается.

Литье методом вакуумного всасывания

Сущность литья методом вакуумного всасывания заключается в том, что тонкостенная, непрерывно охлаждаемая водой форма — кристаллизатор, связанная с вакуум — системой, погружается в ванну с расплавленным металлом.

Вакуумным всасыванием заполняется полость кристаллизатор, стенки которого благодаря охлаждению водой обеспечивают интенсивную кристаллизацию от стенок к центру.

Требуемая толщина стенки отливки регулируется продолжительностью выдержки кристаллизатора под вакуумом.

Получение отливок методом вакуумного всасывания осуществляется на специальной установке. Регулирование продолжительности выдержки кристаллизатора под вакуумом возможно с точностью до 0,1 сек. при автоматической установке включения и выключения вакуума.

После снятия вакуума не успевшая закристаллизоваться часть метла стекает обратно в ванну. Отлитая заготовка выпадает сама за счет усадки металла и конусности кристаллизатора.

Бронзовые отливки, полученные методом вакуумного всасывания, имеют лучшую структуру и более высокие механические свойства, чем отливки, полученные другими способами литья.

Изготовление отливок вакуумным всасыванием успешно применяется, например, при получении заготовок для втулок из цветных металлов. Этим способом устраняется брак по газовым раковинам и пористости.

Жаропрочное литье

Жаропрочное литье — это сложный технологический процесс, направленный на изготовление отливок. В процессе жаропрочного литья формы заполняют определенным сплавом и затем обрабатывают специальными средствами.

Литье это, пожалуй, самый экономичный вид получения заготовок и они отличаются высокими качественными свойствами. Область применения жаропрочного литья весьма обширна. Его выполняют при температуре 1000 °C. Литье этого типа позволяет продлить срок эксплуатации и повысить надежность узлов и агрегатов, которые работают в агрессивных средах. При выполнении жаропрочного литья применяют множество приспособлений:

  1. решетки;
  2. ленты;
  3. поддоны;
  4. горелки и пр.

Литейное оборудование для жаропрочного литья

Жаропрочное литье позволяет обеспечить получение таких качеств, как:

  1. Прочность деталей под воздействием высоких температур.
  2. Стойкость к перепадам температур.

Нержавеющее литье

Коррозионно-стойкие стали – это такой вид материала, в состав, которого входит некоторое количество легирующих элементов, придающие ей стойкость к воздействию коррозии, возникающей и от влаги, и от различных химических веществ.

Основную роль в придании коррозионной стойкости стали играет хром. Именно от его реакции с окружающей средой зависит образование защитной пленки, которая защищает металл от коррозии. Контроль над правильностью пропорций компонентов нержавеющей стали осуществляется еще на стадии подготовки к плавке. Нержавеющее литье отличается качеством поверхности, это тоже является важным фактором повышения стойкости стали к воздействию коррозии.

Непрерывное литье

Получение слитков и других изделий, во время перемещения расплава вдоль зон заливки и остывания называют непрерывным литьем. При этом сама литьевая форма может оставаться неподвижной или совершать определенные перемещения.

Такой вид разлива металла позволяет получать отливки неограниченной длины. Но на самом деле длина отливок напрямую зависит от размеров производственного помещения. Качество получаемого металла напрямую зависит от равномерности скорости перемещения и разлива расплавленного металла, времени кристаллизации и вида удаления отливки. Для ускорения процесса кристаллизации применяют водяное охлаждение. Еще одно преимущество непрерывной разливки металла – это небольшое количество отходов, получаемых во время работы. Кроме того, эта технология разливки металла позволяет снизить трудоемкость процесса и уменьшить количество необходимо оснастки и инструмента.

Двухкомпонентное литье

Двухкомпонентное литье пластмассы позволяет получать самую разнообразную продукцию. Процесс двухкомпонентного литья выглядит следующим образом:

  • В пресс-форму впрыскивают поверхностный материал, который затвердевает на рабочих поверхностях.
  • После впрыска и отвердевания материала, который будет располагаться на поверхности в форму, подают базовый материал.

Порядок подачи материала при использовании этой технологии может быть изменен в зависимости от параметров изготавливаемой продукции. Основная особенность такого вида получения деталей – это контроль над количеством материала. Если пропорции не соблюдены, то деталь может быть испорчена.

Центробежное литье

Заполнение формы жидким металлом определяется его жидкотекучестью и силами, действующими на частицы жидкости. При обычных методах литья такие силы создаются за счет гравитационного поля земли (силы тяжести). Однако, в ряде случаев, этих сил недостаточно, чтобы обеспечить проникновение жидкости в тончайшие каналы формы. За счет быстрого вращения формы можно создать дополнительные, центробежные силы, действующие на расплав, которые могут значительно превышать силы тяжести и обеспечивать заполнение жидкостью тонких элементов формы. В промышленности это называется центробежное литье.

Центробежное литье служит для формообразование отливки, как например, при литье

  • труб
  • втулок
  • дискообразных изделий

Центробежное литье широко применяется в ювелирной промышленности, когда требуется получение тонкого профиля на поверхности отливок, а сами они достаточно ажурны и форма для их отливки имеет тонкие каналы, куда, при обычных условиях заливки, жидкий металл просто не проникнет.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
gmnu-nazarovo.ru
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: