Литье по выплавляемым моделям

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ……………………….............................................................. 4
1 ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О СПОСОБЕ ЛИТЬЯ
ПО ВЫПЛАВЛЯЕМЫМ МОДЕЛЯМ…………………………………… 5
1.1 Сущность способа литья по выплавляемым моделям…………………. 5
1.2 Преимущества и недостатки. Область применения способа литья по выплавляемым моделям …………………………………………………. 6
2 ТЕХНОЛОГИЯ ЛИТЬЯ ПО ВЫПЛАВЛЯЕМЫМ МОДЕЛЯМ……… 8
2.1 Основные технологические операции литья по выплавляемым моделям…………………………………………………………………… 8
2.2 Технологическая оснастка, оборудование и материалы для литья по выплавляемым моделям ……………………………………………….. 11
2.2.1 Модельный литейный комплект………………………………………. 11
2.2.2 Модельные составы. Формовочные и стержневые смеси……………… 17
3 ОСНОВНЫЕ ДЕФЕКТЫ ОТЛИВОК, ПРИЧИНЫ И МЕРЫ ПО ИХ УСТРАНЕНИЮ…………………………………………………………… 22
ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………… 24
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК……………………………………. 25

ВВЕДЕНИЕ
Метод литья по выплавляемым моделям, благодаря преимуществам по сравнению с другими способами изготовления отливок, получил значительное распространение в машиностроении и приборостроении.  Промышленное применение этого метода обеспечивает получение из любых литейных сплавов сложных по форме отливок массой от нескольких граммов до десятков килограммов со стенками, толщина которых в ряде случаев менее 1 мм, с шероховатостью от = 20 мкм до = 1,25 мкм (ГОСТ 2789-73) и повышенной точностью размеров (до 9-10-го квалитетов по СТ СЭВ 144-75). 
Указанные возможности метода позволяют максимально приблизить отливки к готовой детали, а в ряде случаев получить литую деталь, дополнительная обработка которой перед сборкой не требуется. Вследствие этого резко снижаются трудоемкость и стоимость изготовления изделий, уменьшается расход металла и инструмента, экономятся энергетические ресурсы, сокращается потребность в рабочих высокой квалификации, в оборудовании, приспособлениях, производственных площадях. Проведенные работы по совершенствованию технологического процесса, изысканию новых модельных и формовочных материалов, созданию высокопроизводительного оборудования, интенсификации основных и вспомогательных производственных операций позволили значительно расширить возможности метода литья по выплавляемым моделям, сделать высокоэффективным его применение в условиях массового, серийного и опытного производства.
Цель данной работы: изучить технологию, область применения, достоинства и недостатки способа литья по выплавляемым моделям, уметь применять полученные знания в процессе обучения в практической деятельности по своей специальности, сформировать исследовательские навыки, профессиональные компетенции в изучаемой области знаний.
1 ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О СПОСОБЕ ЛИТЬЯ
ПО ВЫПЛАВЛЯЕМЫМ МОДЕЛЯМ
1.1Сущность способа литья по выплавляемым моделям
Литье по выплавляемым моделям (ЛВМ) – способ получения отливок в многослойных оболочковых неразъемных керамических формах, изготовляемых с использованием выплавляемых, выжигаемых или растворяемых моделей однократного использования.
Сущность процесса заключается в изготовлении отливок заливкой расплавленного металла в тонкостенные, неразъемные, разовые литейные формы, изготовленные из специальной огнеупорной смеси по разовым моделям. Разовые выплавляемые модели изготовляют в пресс-формах из модельных составов. Перед заливкой модель удаляется из формы выплавлением, выжиганием и т.д. Для устранения остатков модельного состава и упрочнения форма нагревается и прокаливается. Заливка осуществляется в разогретые формы для улучшения заполняемости. Литьем по выплавляемым моделям получают отливки сложной конфигурации с толщиной стенки до 0,5 мм в основном из стали и жаропрочных сплавов, трудно обрабатываемых механическим способом. Примеры отливок представлены на рисунке 1. [1]
Рисунок 1 – Отливки по выплавляемым моделям:
а - ротор и мелкие детали; б - зубчатый сегмент.
1.2 Преимущества и недостатки. Область применения способа литья
по выплавляемым моделям
Исходя из производственного опыта, можно выделить следующие преимущества способа литья по выплавляемым моделям:
возможность изготовления из практически любых сплавов отливок сложной конфигурации, тонкостенных, с малой шероховатостью поверхности, высоким коэффициентом точности по массе, минимальными припусками на обработку резанием, с резким сокращением отходов металла в стружку;
возможность создания сложных конструкций, объединяющих несколько деталей в один узел, что упрощает технологию изготовления машин и приборов;
возможность экономически выгодного осуществления процесса в единичном (опытном) и серийном производствах, что важно при создании новых машин и приборов;уменьшение расхода формовочных материалов для изготовления отливок, снижение материалоемкости производства;
улучшение условий труда и уменьшение вредного воздействия литейного процесса на окружающую среду.
Наряду с преимуществами данный способ обладает и следующими недостатками:
процесс изготовления литейной формы является многооперационным, трудоемким и длительным;
большое число технологических факторов, влияющих на качество формы и отливки, и соответственно связанная с этим сложность управления их качеством;
большая номенклатура материалов, используемых для получения формы (материалы для моделей, суспензии, обсыпки блоков, опорные материалы);
сложность манипуляторных операций изготовления моделей и форм, сложность автоматизации этих операций;
повышенный расход металла на литники и поэтому невысокий технологический выход годного (ТВГ).
Указанные преимущества и недостатки определяют эффективную область использования литья в оболочковые формы по выплавляемым моделям, а именно:
изготовление отливок, максимально приближающихся по конфигурации к готовой детали, с целью снизить трудоемкость обработки труднообрабатываемых металлов и сплавов резанием, сократить использование обработки давлением труднодеформируемых металлов и сплавов, заменить трудоемкие операции сварки или пайки для повышения жесткости, герметичности, надежности конструкций деталей и узлов;
изготовление тонкостенных крупногабаритных отливок повышенной точности с целью уменьшить массу конструкции при повышении ее прочности, герметичности и других эксплуатационных свойств;
изготовление отливок повышенной точности из сплавов с особыми свойствами и структурой.
Указанные возможности метода позволяют максимально приблизить отливки к готовой детали, а в ряде случаев получить литую деталь, дополнительная обработка которой перед сборкой не требуется. Экономические показатели этого способа, рациональность его применения зависят от номенклатуры отливок. [2]
2 ТЕХНОЛОГИЯ ЛИТЬЯ ПО ВЫПЛАВЛЯЕМЫМ МОДЕЛЯМ
2.2 Основные технологические операции литья по выплавляемым моделям
Технология литья по выплавляемым моделям - это многоэтапный производственный процесс, который отличается сравнительно высокой трудоемкостью.
Технологический процесс изготовления отливок литьем по выплавляемым моделям состоит из следующих основных операций:
1)Приготовление модельного состава;
2)Изготовление моделей отливки и элементов литниковой системы или секции моделей;
3)Сборка моделей или секций моделей в блоки;
4) Нанесение на модель огнестойкой оболочки;
5)Изготовление литейной формы, подготовка литейных форм к заливке и заливка металла в горячую форму;
6)Затвердевание и охлаждение отливки в форме.
Наиболее важным является процесс создания многослойной оболочковой формы для получения отливок, который проводиться в определённой последовательности. Операции изготовления многослойной оболочковой формы по выплавляемым моделям подробно представлены на рисунке 2.
Модель или звено моделей 2 изготовляют в разъемной пресс-форме 1, рабочая полость которой имеет конфигурацию и размеры отливки с припусками на усадку модельного состава и материала отливки, а также обработку резанием (рисунок 2, а).
Готовые модели или звенья моделей собирают в блоки 3 (рисунок 2, б), имеющие модели элементов системы из того же материала, что и модель отливки.
Блок моделей состоит из звеньев, центральная часть которых образует модели питателей и стояка. Модели чаши и нижней части стояка изготавливают отдельно и устанавливают в блок при его сборке.
Рисунок 2 – Последовательность изготовления многослойной оболочковой формы по выплавляемым моделям: а – запрессовка модельного состава в пресс-форму;
б – сборка блока; в – нанесение на блок суспензии; г – посыпка огнеупорным зернистым материалом: д – сушка; е – удаление модели; ж – засыпка опорным .материалом; з – прокалка в печи; и – заливка формы расплавом; 1 – пресс-форма; 2 – модель; 3 – блок моделей отливок и литниковой системы; 4 – слой суспензии; 5 – огнеупорный зернистый материал; 6 – пары аммиака; 7 – горячая вода;
8 – опорный материал; 9 – печь; 10 – прокаленная форма; Q – подвод теплоты.
Для получения оболочковых форм полученный блок моделей погружают в емкость с жидкой формовочной смесью – суспензией, состоящей из пылевидного огнеупорного материала, например, пылевидного кварца или электрокорунда и связующего.
В результате на поверхности модели образуется слой суспензии 4 толщиной менее 1 мм (рисунок 2,в). Для упрочнения этого слоя и увеличения его толщины на него наносят слои огнеупорного зернистого материала 5 (мелкий кварцевый песок, электрокорунд, зернистый шамот) (рисунок 2, г).
Операции нанесения суспензии и обсыпки повторяют до получения на модели оболочки требуемой толщины (3 – 10 слоев). При этом каждый слой покрытия высушивают на воздухе или в парах аммиака 6, что зависит от связующего (рисунок 2,д).
Во многих случаях оболочки прокаливают в печи до засыпки огнеупорным материалом, а затем для упрочнения их засыпают предварительно нагретым огнеупорным материалом. Это позволяет уменьшить продолжительность прокаливания формы перед заливкой и сократить энергозатраты. Так, например, организован технологический процесс на автоматических линиях для массового производства отливок.
Материалы для производства оболочковых форм отличаются высокой прочностью, низкой гигроскопичностью и отличной газопроницаемостью. Макет сушат в атмосфере газообразного аммиака. На следующем этапе форму прогревают до 120 ˚С, чтобы удалить парафиновую модель.
После сушки оболочковой формы модель удаляют из нее выплавлением, растворением, выжиганием или испарением. В качестве примера на рисунке 3 показано, как в процессе удаления выплавляемой модели в горячей воде 7 при температуре менее 100°С получают многослойную оболочковую форму (рисунок 2, е).
С целью упрочнения формы перед заливкой ее помещают в металлический контейнер и засыпают огнеупорным материалом 8 (кварцевым песком, мелким боем использованных оболочковых форм) (рисунок 2, ж).
Для удаления остатков моделей из формы и упрочнения связующего контейнер с оболочковой формой помещают в печь 9 для прокаливания (рисунок 2, з).
Прокалку формы ведут при температуре 900 – 1100°С, далее прокаленную форму 10 извлекают из печи и заливают расплавом (рисунок 2, и). После затвердевания и охлаждения отливки до заданной температуры форму выбивают, отливки очищают от остатков керамики и отрезают от них литники. [1-2]
2.2 Технологическая оснастка, приспособления и материалы для литья
по выплавляемым моделям
2.2.1 Модельный литейный комплект
Модельный комплект – это совокупность технологической оснастки и приспособлений, необходимых для образования в форме полости, соответствующей контурам отливки. Модельный комплект включает: модели, модельные плиты, стержневые ящики, модели элементов литниковой системы и другие приспособления.
Литейная модель - приспособление, при помощи которого в литейной форме получают полость с формой и размерами близкими к конфигурации получаемой отливки. Литейные модели разных видов представлены на рисунке 3.
Рисунок 3-Литейные модели: а, в – неразъемные; б – разъемные
Для того чтобы вытолкнуть получившуюся модель, в форме устанавливают подъемы различных модификаций: остроконечные, крючковые, вертикальные полосовые и болтовые.
Модельная плита – металлическая плита с закрепленными на ней моделями и элементами литниковой системы. Ее применяют, как правило, при машинной формовке. При извлечении отливки из формы пользуются молотками и металлическими стержнями. При этом молотком с силой ударяют в различных направлениях по нижней части стержня так, чтобы растолкать модель.
Для предохранения отливки от разрушения необходимо в наиболее прочных местах установить металлические пластины, в которых предварительно проделать отверстия для стержня.
Такие пластины могут быть комбинированными, то есть иметь два отверстия: одно для расталкивателя, а другое, с резьбой, для установки в модели подъема. Конструкция модельной плиты представлена на рисунке 4.
Рисунок 4 – Модельная плита: 1 – плита; 2 – штырь; 3 – верхняя половина модели детали; 4 – модель стояка
Литниковая система. Литниковая система устанавливается для обеспечения плавного и равномерного продвижения жидкого металла по каналам формы, а также является своеобразным фильтром для используемого расплава.
Подобная система, как правило, состоит из литниковой чаши (воронки), стояка, шлакоуловителя, питателей и прибылей, представлена на рисунке 5.
Рисунок 5 – Литниковая система
Воронка. Из разливочного ковша расплавленный металл наливают в литниковую чашу, или воронку, которая располагается в верхней части формы. Для изготовления небольших по размеру отливок из алюминия или чугуна в форме проделывают воронку. Для литья крупных изделий в форме создают чашу. Причем выступ на ее дне служит в качестве своеобразного шлакоуловителя. Вес литниковой системы и ее габариты должны быть меньшими. Модель литниковой системы представляет собой несущую конструкцию и должна быть прочной. Обычно металл подводится к толстым частям отливок. 
Питание всех массивных узлов отливки осуществляется только от стояка или коллектора через питатели, или одни узлы отливок питаются от специально установленных прибылей. Такое построение литниковой системы обеспечивает надежное питание и направленное затвердевание отливок. Размеры элементов литниковой системы определяются факторами, характеризующими скорость охлаждения отливок. Критерием скорости охлаждения отливки является ее приведенная толщина, т. е. отношение площади сечения тела отливки к его периметру.
Приведенная толщина характеризует скорость охлаждения отливки только при малой интенсивности теплообмена. Размеры стояков и питателей определяются в зависимости от толщины массива отливки, веса отливки и длины питателя.
Стояк. Из литниковой чаши (или воронки) жидкий сплав попадает в стояк, обычно вертикально расположенный в верхней полуформе под углом 2–4° и имеющий коническую или цилиндрическую форму. Модели стояков лучше всего изготавливать из дерева.
Шлакоуловитель. Он является своеобразным передаточным звеном, откуда очищенный от шлаков сплав поступает к питателям.
Питатели. Питатели имеют обычно прямоугольную или трапециевидную форму. Они должны легко отделяться от полученного в процессе литья и затем охлажденного изделия. Питатели чаще всего делаются прямоугольной или трапециевидной формы, реже – полукруглой.
Из них жидкий металл попадает непосредственно в полость формы.
Прибыли. В форме необходимо также расположить прибыли. При охлаждении некоторые металлы дают очень большую усадку, поэтому недостаток металла необходимо компенсировать. Для этого в верхних полуформах создают дополнительные каналы и полости, в которые заливается добавочный металл
Холодильник. С помощью холодильников можно регулировать процессы охлаждения металла внутри формы. Различают внешние и внутренние холодильники. Внешние холодильники располагают в различных местах формы: под фланцем отливки, под полкой, в углу стенки, сверху и в углах Т-образной стенки. Такие холодильники, как правило, вклеивают внутрь формы с помощью жидкого клея.
При литье крупных изделий отдельные части холодильника (шпильки, проволочную спираль или металлическую пластину) размещают внутри полости формы, причем при взаимодействии с жидким металлом такой внутренний холодильник должен полностью расплавиться.
Выпоры. Для выведения из полости лишнего воздуха и образующихся в процессе литья газов в форме делают выпоры – вертикально расположенные каналы, которые выходят наружу и в полость формы.
С этими же целями в полуформах с помощью длинных игл – душников – проделывают вентиляционные каналы.
Жеребейки. Для стержней при отливе необходимо установить дополнительные опоры – жеребейки, которые должны будут сплавиться с жидким металлом.
Для лучшего сплавления их поверхность рекомендуют покрывать оловом. Жеребейки бывают самых разнообразных конфигураций. Они должны иметь гладкую и чистую поверхность.
В процессе литья по выплавляемым моделям применяют две формы. Пресс- форму используют для изготовления моделей, вторая форма - это литейная, изготовляемая на основе мелкого песка и связующего вещества.
Пресс-форма – очень сложный, тонкий механизм. От качества ее проектирования, тщательности изготовления и точности подгонки узлов и деталей, зависит не только внешний вид, потребительские и эксплуатационные свойства отлитого изделия, но и рентабельность, эффективность и экономические издержки производства, а также стоимость готового изделия.
Пресс-формы изготавливают из стати, легких сплавов, а также из неметаллических материалов — пластмасс, резины и др.
Так, при единичном, мелкосерийном и серийном производствах используются, в основном, литые металлические, гипсовые, цементные, пластмассовые, деревянные, а также полученные методами металлизации пресс-формы. В крупносерийном и массовом производствах, как правило, применяются металлические (часто многогнездные) пресс-формы, изготавливаемые с помощью механической обработки.
Конструкция модельной формы - пресс-формы зависит от вида производства. Для опытного и единичного производства применяют пресс-формы с ручным разъемом и выталкиванием, в серийном и массовом производстве изготовление моделей механизировано или автоматизировано. Примеры конструкций пресс-форм показаны на рисунке 6.
Рисунок 6 – Пресс-формы для получения выплавляемых моделей
В первом случае пресс-форму заполняют свободной заливкой или под давлением, во втором – запрессовкой твердожидкого состава, смешанного с 8–20% воздуха.
Размеры полости пресс-формы рассчитывают так, чтобы обеспечить получение необходимых размеров отливки учитывают усадку легкоплавкой модели в пресс форме (0,9—1,9 %), изменение размеров оболочки при нагреве (0,5—1,0%) и охлаждении, а также величину усадки материала отливки.
Пресс-формы делают разъемными, чтобы облегчить извлечение модели. В зависимости от конструкции в одной пресс-форме могут быть получены одна или несколько моделей одновременно.
Литейные формы. С помощью модели отливаемого изделия, различных приспособлений и инструментов из песчаной смеси, называемой формовочной, изготавливают литейную форму. В нее заливают расплавленный металл, который заполняет полость и остывает в ней.
После этого образуется отливка, внешне повторяющая очертания модели. Литейные формы бывают разовые и многократные. Опоки (полуформы). Литейная форма состоит из двух полуформ-опок, служащих для того, чтобы удерживать смесь при ее уплотнении, а также при перемещении и закреплении полуформ, представлена на рисунке 7.
Рисунок 7 – Литейная форма: а, б – полуформы-опоки; в – крестовины опок; г – штырь; д – литниковая чаша; е – холодильник; ж – полость формыОпоки, как правило, заполняют смесью из неорганических и органических материалов. На боковой стороне опок необходимо сделать цапфы или небольшие ручки для удобства транспортировки.
Процесс изготовления литейной формы складывается из подготовки материалов, формирования оболочки на поверхности модели, удаления модели из оболочки, заформования оболочки в наполнитель и прокаливания формы. [2]
2.2.2 Модельные составы. Формовочные и стержневые смеси
Модельные составы. Для изготовления моделей применяют выплавляемые, растворяемые и выжигаемые модельные составы. Наиболее часто применяют выплавляемые составы. Основными компонентами выплавляемых составов являются парафин и стеарин.
Примеры составов:
(температура запрессовки 42-45°С)
ПС-50-50 - парафин 50%, стеарин 50%
ПС-70-30 - парафин 70%, стеарин 30%
(температура запрессовки 58-60°С)
ППэ-85-15 - парафин 85%, полиэтилен 15%
Модельный состав расплавляют в водяном термостате и заливают под давлением 0,5 .0,6 МПа/мм2 в пресс-форму.
Для получения более точных деталей нужно запрессовывать модельный состав при температуре 42 -43°С, когда усадка равна 0,8% (При 50°С - усадка 2-2,5%).
Применяемые модельные составы могут быть классифицированы:
•в зависимости от основных компонентов и их соотношения,
•в зависимости от температур плавления и размягчения, прочности и т д.;
•по состоянию при введении в пресс-форму (жидкие составы, пастообразные, подогретые до размягчения)
•по способу удаления из литейных форм (выплавлением, растворением, выжиганием).
В последнее время предложены новые модельные составы парафин-полиэтиленовые, церезин-полиэтиленовые и парафин-церезин-полиэтиле-новые.
Легкоплавкие модельные составы (парафин, стеарин, церезин и др.) приготовляют в водяных, глицериновых или масляных банях с электрическим или газовым подогревом; применяют также бани-термостаты.
Пастообразные модельные составы при малом масштабе производства приготовляют вручную, при более крупном — на специальных установках
Модельные составы с высокой температурой плавления (канифоль, полистирол и др.) изготовляют в специальных поворотных электропечах, оснащенных терморегуляторами.
Способы изготовления моделей разнообразны. Модельный состав вводят в полость формы следующими способами: свободной заливкой, запрессовкой в пастообразном состоянии; заливкой под давлением; запрессовкой под высоким давлением подогретых до состояния размягчения порошка или крупки модельных составов типа пластмасс.
Температуру расплавления перед заливкой нужно постоянно контролировать (в зависимости от состава массы температура заливки должна быть в пределах 60—120°). Применение пустотелых моделей дает возможность повысить точность отливок, сократить время изготовления моделей, снизить расход модельного состава и сократить потери последнего, уменьшить вес модельного блока, упростить и сократить процесс выплавления моделей.
Способ введения модельного состава в полость пресс-формы в пастообразном состоянии под давлением нашел в практике производства наибольшее распространение.
Запрессовка пастообразного модельного состава осуществляется с помощью разнообразных устройств — от простейшего ручного шприца до сложных машин автоматов. Модельный состав запрессовывается из цилиндра-резервуара в полость формы под давлением поршня или сжатым воздухом, давящим непосредственно на расплавленный модельный состав.
При выборе составов для изготовления моделей руководствуются следующими требованиями:
•температура плавления должна быть в пределах 60—100°, а температура начала размягчения — выше температуры рабочего помещения.
•усадка при охлаждении и расширение при нагреве должны быть минимальными и стабильными;
•удельный вес должен быть невысоким (желательно меньше 1;
•состав должен обладать хорошей жидкотекучестью;
•время затвердевания состава в пресс-форме должно быть минимальным;
•состав должен точно воспроизводить конфигурацию рабочей полости пресс-формы;
•состав не должен прилипать к поверхности пресс-формы и взаимодействовать с материалом пресс-формы;
•компоненты состава не должны растворяться в связующих облицовки;
•в твердом состоянии состав должен иметь достаточную твердость и прочность;
•состав должен обладать хорошей спаиваемостью,
•состав должен быть пригодным для многократного использования;
•состав должен хорошо смачиваться облицовочным составом;
•зольность состава должна быть минимальной;
•состав должен быть безвредным для здоровья работающих;
•компоненты состава должны быть дешевыми;
•приготовление составов должно быть несложным.
Формовочные и стержневые смеси. Формовочные материалы – это совокупность природных и искусственных материалов, используемых для приготовления формовочных и стержневых смесей. В качестве исходных материалов используют формовочные кварцевые пески и литейные формовочные глины. Глины обладают связующей способностью и термохимической устойчивостью, что позволяет получать отливки без пригара.
Формовочная смесь – это многокомпонентная смесь формовочных материалов, соответствующая условиям технологического процесса изготовления литейных форм.
Формовочные смеси по характеру использования разделяют на облицовочные, наполнительные и единые.
Облицовочная смесь – это формовочная смесь, используемая для изготовления рабочего слоя формы. Такие смеси содержат повышенное количество исходных формовочных материалов (песка и глины) и имеют высокие физико-механические свойства.
Наполнительная смесь – это формовочная смесь для наполнения формы после нанесения на модель облицовочной смеси. Поэтому ее приготовляют путем переработки оборотной смеси с малым количеством исходных формовочных материалов (песка в глины). Облицовочные и наполнительные формовочные смеси используют при изготовлении крупных и сложных отливок.
Единая смесь – это формовочная смесь, применяемая одновременно в качестве облицовочной и наполнительной смеси. Такие смеси применяют при машинной формовке и на автоматических линиях в серийном и массовом производствах. Единые смеси приготовляют из наиболее огнеупорных песков и глин с наибольшей связующей способностью, чтобы обеспечить их долговечность. Формовочные смеси должны иметь высокую огнеупорность, достаточную прочность и газопроницаемость, пластичность, податливость и т. д. Продолжительность отверждения смесей составляет 1–20 мин.  [3]
3 ОСНОВНЫЕ ДЕФЕКТЫ ОТЛИВОК, ПРИЧИНЫ И МЕРЫ
ПО ИХ УСТРАНЕНИЮ
Качество отливок проверяют по химическому составу и механическим свойствам материала, по состоянию поверхности и точности размеров и массы деталей визуально, просвечиванием рентгеновскими или гамма-лучами, люминесцентным контролем, с помощью калибров и эталонов.
Основными дефектами отливок по выплавляемым моделям являются:
1) Недоливы и спаи. Образуются от не слившихся потоков металла, затвердевающих до заполнения формы. Возможные причины: холодный металл, питатели малого сечения.
2) Усадочные раковины – закрытые внутренние полости в отливках с рваной поверхностью. Возникают вследствие усадки сплавов, недостаточного питания. Устраняют с помощью прибылей.
3) Горячие трещины в отливках возникают в процессе кристаллизации и усадки металла при переходе из жидкого состояния в твердое при температуре, близкой к температуре солидуса. Склонность сплава к образованию горячих трещин увеличивается при наличии неметаллических включений, газов, серы и других примесей. Образование горячих трещин вызывают резкие перепады толщин стенок, острые углы, выступающие части. Высокая температура заливки также повышает вероятность образования горячих трещин.
Для предупреждения образования горячих трещин в отливках крайне важно обеспечивать одновременное охлаждение толстых и тонких частей отливок; увеличивать податливость литейных форм; по возможности снижать температуру заливки сплава.
4) Пригар – трудноудаляемый слой формовочной или стержневой смеси, приварившийся к отливке. Возникает при недостаточной огнеупорности смеси или чересчур большой температуре металла.
5) Песчаные раковины – полости в теле отливки, заполненные формовочной смесью. Возникают при недостаточной прочности формовочной смеси.
6) Газовые раковины – полости отливки округлой формы с гладкой окисленной поверхностью. Возникают при высокой влажности и низкой газопроницаемости формы.
7) Перекос. Возникает из-за неправильной центровки.
Основные виды брака отливок в цехах точного литья — отклонения от размеров, засоры, ухудшенная поверхность. Этот брак получается в результате разрушения или деформации оболочки и химического взаимодействия формы с металлом.
Возможен брак по усадочной пористости и не герметичности, что связано с недостаточным питанием отливок, неправильной конструкцией литниково питающей системы, а также недоливы, отклонения от химического состава, трещины, вызванные термическими напряжениями и неподатливостью форм.
В производственных условиях различают окончательный брак и исправимый. Дефекты исправляют заваркой, чеканкой, зачисткой, пропиткой и другими способами. [1]
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В реферате согласно поставленных цели и задач отражена и раскрыта тема учебного материала по следующему вопросу; специальный способ литья по выплавляемым моделям. При раскрытии данного вопроса были детально изучены необходимые теоретические основы и положения, которые позволили сделать определённые выводы:
1) Основной задачей литейного производства является получение отливок, по форме и размерам, максимально приближающимся к готовой детали, однородной микро- и макроструктуры, заданных химического состава и механических свойств с минимальными остаточными напряжениями.
2) Производство отливок по выплавляемым моделям находит широкое применение в разных отраслях машиностроения и в приборостроении. Данный способ наиболее рентабелен при крупносерийном и массовом производствах мелких, но сложных и ответственных деталей с высокими требованиями к точности размеров и чистоте поверхности.
3) Технологический процесс литья по выплавляемым моделям широко применяется в литейном производстве, позволяет снизить в среднем на 34 – 90% отходы металла в стружку. При этом трудоемкость обработки резанием уменьшается на 25 – 85%, а себестоимость изготовления деталей – на 20 – 80%. Экономичность способа определяется правильно выбранной номенклатурой отливок.
4) Приобретённые знания в области технологии специального литейного производства являются базовыми для успешного освоения данной темы и своей специальности. Тема реферата раскрыта в рамках ориентированных на применение исследовательского подхода, что способствует лучшему усвоению учебного материала. Материал данной работы может использоваться для подготовки к зачёту или экзамену.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Оборонин, Л.А. Литье по выплавляемым моделям: Учеб. пособие / Л.А. Оборонин, Н.М.Чернов, К.А.Медведев. – Иванов-Красноярск: Сибирский федеральный университет, 2009г.-133с.
2. Гини, Э.Ч. Технология литейного производства: Специальные виды литья: учеб. для студ. высш. учеб. заведений /Э.Ч. Гини, А.М. Зарубин, В.А. Рыбкин, Под ред. В.А. Рыбкина. – М.: Академия, 2005 – 352 с.
3.Фетисов, Г. П. Материаловедение и технология материалов: учебник для бакалавров / Г. П. Фетисов .— М. : Издательство Юрайт, 2015. — 767 с.
4. Специальные способы литья. [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://www.uzcm.ru/spravka/tech/prod/5.php