TO kategorija:

Livnica

Tehnologije proizvodnje kalupa

Odljevci koji se trenutno proizvode karakterizira velika raznolikost, što zahtijeva korištenje različitih kalupa i materijala za livenje.

1. Klasifikacija kalupa za livenje

Kalupi se klasifikuju prema materijalu od kojeg su napravljeni i stanju kada su izliveni.

Jednokratni kalupi se koriste za formiranje samo jednog odljevka, nakon čega se uništavaju. Kalupi se izrađuju od pijeska-gline, pijeska-smole i drugih mješavina.

Pojedinačni kalupi mogu biti mokri (mokro oblikovani), suvi (suhi kalupi), sušeni, hemijski sušeni i sastavljeni od suvih ili osušenih jezgara.

Sirovi oblici, zbog niske cijene, jednostavnosti i brzine izrade, odsustva procesa sušenja, su od najveće koristi. Koriste se za odljevke jednostavne i srednje složenosti od lijevanog željeza, čelika i legura obojenih metala težine do 1500 kg.

Suhi kalupi su dizajnirani za izradu srednjih i velikih odljevaka sa velikom količinom strojne obrade. Dobro osušeni čvrsti kalup obložen neljepljivom bojom osigurava visokokvalitetne odljevke. Međutim, dug ciklus sušenja (6-36 sati ili više), značajna potrošnja goriva i povećani radni intenzitet izbijanja odljevaka iz kalupa čine ih neekonomičnim. Zamijenjuju ih površinski sušeni i kemijski osušeni oblici.

Osušeni kalupi izrađuju se od kalupnog pijeska koji sadrži veziva SP, SB i KT. Ovi kalupi se koriste za kritične odljevke željeza i čelika težine od 1000 do 8000 kg. Vrijeme sušenja za takve oblike je 10 puta kraće nego za konvencionalne suhe oblike.

Hemijski očvrsli kalupi namijenjeni su za proizvodnju odljevaka od čelika, lijevanog željeza i obojenih legura težine 100 tona ili više. Postoje dvije varijante ovakvih oblika: neki se stvrdnjavaju duvanjem ili duvanjem ugljičnim dioksidom, a drugi su samostvrdnjavajući - kratkotrajnim izlaganjem u radioničkoj atmosferi.

U posljednjoj deceniji postao je raširen proces kemijskog očvršćavanja kalupa koji se temelji na korištenju tekućih samostvrdnjavajućih kalupnih smjesa (LSM) koje sadrže tekuće staklo kao vezivo i njegov akcelerator (katalizator) stvrdnjavanja – šljaku proizvodnje ferohroma.

Višekratni (polutrajni) kalupi se koriste za proizvodnju srednjih i velikih odlivaka jednostavne konfiguracije težine do 15 tona.Ovi kalupi se izrađuju od visoko vatrostalne mješavine koja se sastoji uglavnom od šamota, kalupne gline i kvarcnog pijeska. Nakon odgovarajuće termičke obrade, postojanost kalupa dostiže 25-40 uklanjanja.

U višekratne kalupe spadaju i metalni kalupi za odljevke od raznih legura jednostavne i srednje složenosti, male i srednje težine i veličine (u serijskoj i masovnoj proizvodnji).

Rice. 1. Uređaj za oblikovanje šablona.

2. Alati i pribor za oblikovanje

U proizvodnji kalupa i jezgara koriste se različiti alati, tikvice i uređaji.

Alat. Kod ručnog oblikovanja koristi se najkompletniji set alata. Tehnički uslovi za alat su regulisani GOST 11775-74 - 11801-74.

Za sjetvu modela sa smjesom za oblaganje koriste se pravokutna sita s metalnom mrežom sa ćelijama od 2-6 mm. Pravokutne lopate se koriste za punjenje smjese za tikvicu, a lopate sa šiljastim krajem koriste se za kopanje rupa u tlu prilikom oblikovanja.

Smjesa u tikvicama se zbija pomoću raznih tampera:
— kada radite na radnim stolovima, koristite kratak tamper (dužine 300 mm). Drška takvog nabijača izrađena je od legure aluminija, a klinaste i ravne cipele izrađene su od St. 40 ili od gume otporne na ulje-benzin klase A povećane tvrdoće;
— kod sabijanja smjese u srednje i velike tikvice, najproduktivniji je pneumatski tamper. Njegove cipele su izrađene od livenog gvožđa razreda SCh18-36 ili, po mogućnosti, od gume otporne na ulje i benzin, klase A, povećane tvrdoće.

Nabijač se pokreće komprimiranim zrakom pod pritiskom od 5-6 kgf/cm2.

Glatke se koriste za izglađivanje oblika. Na mjestima koja su nepristupačna za glatke, u ove svrhe se koriste lancete. Završna obrada konkavnih površina i udubljenja vrši se dvostranim kašikama. Zaglađivanje plitkih cilindričnih površina, uglova fileta i drugih zakrivljenih površina vrši se oblikovanim glačalama, a preostale čestice smjese se kukama uklanjaju iz dubokih šupljina.

Pijesak se sa modela i površina kalupa uklanja četkom za kosu koja je također namijenjena za farbanje i pranje velikih kalupa. Najbolji kvalitet bojenja postiže se upotrebom pištolja za prskanje.

Ventilacija kalupa vrši se pomoću zračnih otvora - iglica različitih promjera.

Rice. 10.2. Vrste tikvica. djela u formi implementacije

Veliki modeli se guraju metalnim čekićem, a u model se moraju urezati posebne čelične ploče kako bi se zaštitile od oštećenja. Modeli se uklanjaju iz polovica kalupa pomoću šiljastih i vijčanih podizača.

Prilikom oblikovanja prema šablonu s okomitom osom rotacije, koristite uređaj prikazan na sl. 10.1. Sastoji se od potisne papuče, vretena, prstena za zaključavanje i čahure na kojoj je šablon pričvršćen.

Prstenovi za ulaganje moraju imati veliku čvrstoću, krutost i minimalnu težinu. Izrađuju se od livenog gvožđa razreda ne nižih od SCh15-32, niskougljičnog čelika 20L - ZOL-1, legura aluminijuma i magnezijuma.

Boke su ili livene ili zavarene. Prema konfiguraciji razlikuju se pravokutne, oblikovane i okrugle tikvice.

Ovisno o težini, dijele se na ručne, kombinirane i dizalice. Ručne tikvice bez smjese teže do 30 kg, a sa mješavinom - ne više od 60 kg; kombinovano bez mešavine - od 31 do 60 kg, a sa mešavinom - više od 60 kg; dizalice i bez mješavine i sa mješavinom - preko 60 kg.

Za precizno sklapanje poluoblika koriste se igle, izrađene od čelika razreda 40-45 sa kaljenjem i naknadnim brušenjem. Postoje uklonjive i trajne igle. Potonji su ojačani u ušima donje tikvice, au velikim tikvicama - u policama uzdužnih zidova. Odvojive igle se najčešće koriste u mašinskom oblikovanju.

Radi zamjenjivosti tikvica, rupe za centriranje u njihovim ušima su izbušene duž šablona. U ove rupe su utisnute čahure od kaljenog čelika, što omogućava njihovu zamjenu kada se istroše i time osigurava točnost sparivanja tikvica.

Prilikom odabira dimenzija tikvica treba polaziti od najmanjih dopuštenih debljina kalupnog pijeska u različitim područjima kalupa.

3. Ručna izrada kalupa

Kod ručnog oblikovanja kalupi za livenje se izrađuju od drvenih masivnih i rascepljenih modela, modelnih ploča, skeletnih modela i šablona.

4. Oblikovanje u tlu

Prilikom oblikovanja u tlu, najvažnija operacija je priprema donjeg dijela kalupa - ležišta. Postoje dvije vrste kreveta: mekani i tvrdi.

Mekani krevet. Prilikom izrade pojedinačnih malih odlivaka, za svaki se priprema ležište u zemljištu. Prilikom proizvodnje serije odljevaka istog tipa, u podu ljevaonice se kopa rupa čija je dubina 100-125 mm veća od visine modela i dimenzija koje premašuju dimenzije modela za 200-250 mm na jedna strana. Četiri gomile mješavine ostavljene su na dnu jame; Na dvije je položena drvena letva, a na druge dvije letva.

Na ove letvice se postavlja ravnalo, a horizontalni položaj se provjerava libelom. Zatim se lamele prekrivaju smjesom, zbijaju i ponovno se provjerava njihov horizontalni položaj. Nakon toga se prostor između letvica popuni istrošenim peskom za kalupljenje, izravna, a višak se izgrebe lenjirom. Na letvice se postavljaju šipke visine 10-12 mm, a na sloj otpadne mješavine nanosi se sloj prosijane smjese za oblaganje.

Nakon što ste uklonili šipke, kompaktirajte ga na sljedeći način: prvi kalup pritiska ravnalo na šinu, a drugi, podižući i spuštajući drugi kraj ravnala, sabija smjesu na površini od 300-400 mm. Nakon toga, drugi kalup pritiska ravnalo na šinu, a prvi sabija smjesu.

Završno izravnavanje površine i uklanjanje žljebova postiže se pomicanjem ravnala duž letvica. Izravnanu površinu prekriva se tankim slojem smjese za oblaganje. Model se polaže licem prema dolje na nastali ležaj i uz udarce čekića ili tampera gura se kroz međubrtvu.

Tvrdi ležaj se koristi u proizvodnji kalupa za srednje i velike odljevke. U podu radionice kopa se rupa dubine 300-400 mm od visine modela. Dno jame se čvrsto zbije, na njega se izlije sloj prosijane čađi ili lomljene cigle debljine 150-200 mm, lagano zbije i izravna finom čađom.

Rice. 3. Šema za izradu mekog kreveta.

Rice. 4. Šema za izradu tvrdog kreveta: 1 - sloj gorenja; 2- ventilacijski kanali; 3- premazni sloj smjese; 4 - ventilacijske cijevi.

Površina sloja se izravnava pomoću ravnala, a zatim se pomoću utora prečnika 9 mm probijaju ventilacijski kanali do podloge.

Ovako pripremljena gredica se zaseje slojem (40-50 mm) obložne mešavine. Nakon zbijanja, u njemu se probuše i ventilacioni kanali sa otvorom za vazduh prečnika 3-4 mm.

5. Kalupljenje u parnim tikvicama

Najveća dimenzionalna tačnost odlivaka postiže se kod kalupljenja u tikvicama. Kalupljenje u parnim tikvicama postalo je široko rasprostranjeno. Kalupljenje odlivaka složenih konfiguracija vrši se u tri, četiri ili više tikvica. Primjer izrade trojnice u parnim bocama prikazan je na sl. 5.

Proces oblikovanja počinje izradom donje polukalupe. Donja polovina modela i dvije hranilice se postavljaju na štitnik ispod modela, a na model se nanosi sloj mješavine za oblaganje i pritiska rukom. Smjesa za punjenje se sipa u tikvicu i sabija. Nakon čišćenja viška smjese, probušite ventilacijske kanale klapnom.

Dobijeni polukalup se pričvršćuje na štit ispod modela i okreće za 180°, postavlja se na olabavljenu platformu kalupne platforme, lagano brusi, nakon čega se štit otkopčava i uklanja. Potom zaglađuju lanac, posipaju ga suvim kvarcnim peskom i otpuhuju pesak sa modela. Nakon postavljanja gornje polovice modela i hvatača šljake, ugrađuju se modeli uspona i ventilacijskih otvora.

Rice. 5. Kalup u parnim tikvicama: 1 - donji polukalup; 2 - gornji poluoblik; 3 - šipka.

Nakon toga se istim redoslijedom izrađuje gornji polukalup.

Njegovo zbijanje treba da bude ujednačeno, bez lokalnih slabosti ili prekomerne konsolidacije. Stepen zbijenosti smjese se provjerava testerom tvrdoće. Zavisi od mase i visine odljevka.

Da bi se povećala čvrstoća gornje polovine kalupa, ojačana je čeličnim kukama ili drvenim klinovima - "vojnicima", prethodno navlaženim tečnom glinom.

Vađenjem modela uspona i potiska možete otvoriti kalup. Kod oblikovanja malih modela, nakon zbijanja smjese, polovice modela se drže u polukalupu i ne zahtijevaju dodatno pričvršćivanje. Kod oblikovanja srednjih i velikih teških modela, trenje između kalupnog pijeska i modela nije dovoljno da ga zadrži u gornjoj polovici kalupa i potrebno je dodatno ojačanje. Nakon što ste model pričvrstili podizanjem na gornju tikvicu, otvorite kalup, izvadite polovice modela i završite gornju i donju polovinu kalupa, zatim postavite jezgro i sastavite kalup.

6. Oblikovanje pomoću modelnih ploča

Ovom metodom oblikovanja, donja i gornja polovina kalupa se izrađuju odvojeno pomoću dvije modelne ploče.

Preporučljivo je izvesti kalupljenje na pločama u maloj proizvodnji. U mnogim lenjingradskim poduzećima - u udruženjima po imenu Karl Marx, po imenu Ya. M. Sverdlov, Nevski pogon po imenu V. I. Lenjina, itd. - uspješno se koristi u maloj proizvodnji relativno velikih odljevaka (više od 3 m dužine i težine do 3 T).

Odvojeno oblikovanje po pločama omogućava:
— povećanje tačnosti odlivaka;
— povećanje produktivnosti rada za 15-20% zbog smanjenja završnih operacija;
- mogućnost izrade modela od pojedinačnih dijelova i njihovog sklapanja na modelnoj ploči;
— povećanje uklanjanja odljevaka iz područja oblikovanja za 1,5 puta zbog ugradnje kalupa u 2-3 kata sa pomakom.

Za manju proizvodnju koriste se ploče od izdržljivih drvenih ploča, a za masovnu proizvodnju koristi se blanjano liveno željezo. Model ploče se mogu više puta koristiti.

Skup modelnih ploča za izradu odljevaka za tijelo tekstilne mašine srednje veličine (920X420X400 mm) prikazan je na Sl. 6.

Radove na kalupovanju izvodi tim od dva kalupa. Da bi se smanjio zamor radnika, modelne ploče se postavljaju na niske postolje.

Rice. 6. Komplet modelnih ploča za oblikovanje tijela: a - ploča za donju polovinu kalupa; b - ploča za gornju polovinu kalupa; 1 - ploča; 2 - čahure za centriranje; 3-model.

Radovi se izvode u sljedećem redoslijedu:
— čišćenje modela i ploče i nanošenje sredstva za odvajanje;
— postavljanje donje i gornje tikvice na ploče;
— nanošenje mješavine za oblaganje na model, postavljanje kukica (u gornjoj polovici kalupa) i komprimiranje smjese;
— punjenje tikvica smjesom za punjenje, sabijanje, uklanjanje viška i bockanje ventilacijskih kanala;
— pričvršćivanje modelnih ploča sa tikvicama i njihovim ivicama; postavljanje donje polovine kalupa na pripremljenu platformu, odvajanje ploče modela, skidanje i dorada (po potrebi)
- poluforme;
— postavljanje šipki;
— odvajanje i uklanjanje gornje ploče, dorada (ako je potrebno) polukalup;
- montaža forme.

Na sastavljeni polukalup postavlja se ploča od lijevanog željeza (ponekad drvena), na koju se postavlja drugi kalup sa klizačem za ugradnju zdjele spruve.

7. Hemijski očvršćavaju i velike ljuske

Prilikom izrade kalupa postupkom CO2, tečno staklo se uvodi u smjesu za kalupljenje kao vezivo. Obložni sloj mješavine tečnog stakla nanosi se na model u sloju od 20-40 mm, a ostatak tikvice se puni smjesom za punjenje. Sve operacije proizvodnje kalupa izvode se istim redoslijedom kao i kod kalupljenja pomoću mješavine pijeska i gline. Nakon vađenja modela i dorade kalupa, on se pročišćava ugljičnim dioksidom koji ga brzo stvrdnjava. Zatim se forma sastavlja.

Smjese kemijskog očvršćavanja također se koriste u proizvodnji velikih kalupa za ljuske, koji se koriste u proizvodnji srednjih i velikih odljevaka. Kalup za livenje čelika valjkaste ploče težine 10 tona prikazan je na Sl. 7.

Školjke su izrađene od pažljivo obrađenog cijepanog drvenog modela natrljanog grafitom.

Proces se sastoji od sljedećih operacija:
— donja polovina modela je postavljena na blanjani štit ispod modela;
- na njega je ugrađena sklopiva drvena jakna u čijim su zidovima izbušene rupe promjera 9-10 mm. Udaljenost između zidova jakne i modela treba biti otprilike 120-150 mm;
— zavareni okvir se ugrađuje u razmak između modela i jakne kako bi se ojačala školjka;
— mješavina tečnog stakla se sipa u slojeve visine 80-100 mm, zbija, a između pojedinačnih slojeva smjese se postavljaju čelične šipke prečnika 8 mm kako bi se formirali kanali za pročišćavanje, koji ne bi trebali dosezati 20-25 mm od model; - višak smjese se čisti sa horizontalne površine, a kanali za odzračivanje se ubadaju;
- čelične šipke se uklanjaju i nastali omotač se duva ugljičnim dioksidom kroz kanale za pročišćavanje;
— osušena školjka, zajedno sa modelom i jaknom, okrenuta za 180°;
- izvadite model, otvorite drvenu jaknu i skinite je.

Gornja školjka je napravljena istim redoslijedom.

Polukalupi su sastavljeni u okvir koji se sastoji od dvije tikvice bez rebara. Donja tikvica se položi na izravnanu površinu i zasije smjesom za punjenje, koja se zatim sabije. Donja školjka se postavlja na nastali krevet, a praznine između nje i tikvice su prekrivene suhom smjesom. U znakove školjke ugrađuje se ljuska šipka, nanosi se gornja školjka i druga tikvica i prekrivaju suhom smjesom slojem od 150 mm.

Rice. 7. Kombinovana forma sa umetcima ljuske: a - donja školjka; b - gornja školjka; c - ljuska šipka; g - sastavljena forma; d - livenje.

Ostatak tikvice je ispunjen metalnim kuglicama prečnika 40 mm. Prije izlijevanja kalup se dodatno opterećuje utezima.

Korištenje kalupa za školjke, osušenih prije vađenja modela iz njih, omogućava dobijanje školjki sa dimenzijama radnih površina koje odgovaraju dimenzijama modela. Osim toga, modeli takvih kalupa su sklopivi, što omogućava uklanjanje nagiba kalupa na njima koji zahtijevaju dodatnu potrošnju metala.

8. Oblikovanje uzoraka

Modeliranje se izvodi u proizvodnji pojedinačnih srednjih i velikih odljevaka koji imaju vanjski oblik okretnih tijela jednostavne konfiguracije (zdjele, zamašnjaci, razvodne cijevi, cijevi s prirubnicama itd.),

Postoje sljedeći tipovi šablonskog oblikovanja: sa vertikalnim vretenom, sa horizontalnim vretenom i provlačenjem do blokova.Najviše je rasprostranjeno kalupovanje sa vertikalnim vretenom. Razmotrimo to na primjeru oblikovanja odljevka posude za mljevenje.

Dani šablonskog oblikovanja zdjele (slika 8, a) zahtijevaju: mašinu sa okomitom osom, mjeru šablona (slika 8, b), šablone za oštrenje bloka s tijelom (slika 8, c) i blok posude (sl. 8, d), modeli rebara (sl. 8, e) i glavčine sa središnjim otvorom (sl. 8, f). Kalupljenje se vrši u tlu (sa tvrdom podlogom) ispod gornje tikvice.

Rice. 8. Uređaji za šablonsko oblikovanje posude za trčanje.

Proces se sastoji od više faza. Najprije se izoštrava blok s tijelom, koji će poslužiti kao model za izradu gornje polukalupe; na drugom se provode operacije za izradu gornjeg polukalupa; na trećem se izoštrava donja polovica kalupa; na četvrtom, kalup je gotov i sastavljen; na petom, kalup se puni, odlivci se izlivaju i izbijaju.

9. Kalup po skeletnom modelu

U slučaju pojedinačne proizvodnje velikih odljevaka, kako bi se smanjili troškovi izrade modela, koriste se skeletni modeli čija se debljina rebara uzima jednakom debljini zidova odljevka.

Skeletni model za izradu velikog odliva za kadu prikazan je na Sl. 9, a, a dijagram oblikovanja je na Sl. 9, b. Model se oblikuje u tikvici ili u zemljištu. Unutrašnja šupljina je zaglađena u nivou šipki, a nastala površina je prekrivena papirom. Zatim se izrađuje gornji polukalup sa blokom. Nakon cijepanja, gornja polovina kalupa je gotova, a u donjoj se uklanja papir za odvajanje, lagano se olabavi smjesa zbijena između rebara i sloj smjese se skida do debljine rebara pomoću šablona za grabljenje. . Nakon toga se model skida, a izrada kalupa se završava na uobičajen način.

Rice. 9. Shema oblikovanja prema skeletnom modelu.

10. Kalupljenje u glini na cigli

Kalupljenje u glini za cigle vrši se u proizvodnji tako velikih odlivaka kao što su kalupi, lonci, kotlovi, cevi velikih prečnika itd. Kalupovanje se izvodi po modelu, žičanom modelu ili šablonu.

Redoslijed izrade kalupa i jezgra za livenje velike grane je prikazan na sl. 10. U tvrdom ležaju ugrađuju se potisni ležaj, vreteno i čahura, na kojoj je šablon ojačan. Provjerite ispravnu ugradnju vretena libelom. Na paletu od livenog gvožđa nanosi se sloj gline i postavlja se prvi red zidova od crvene cigle. Na njega se nanosi sloj gline debljine 15-20 mm i polaže drugi red, preklapajući šavove u prvom redu.

Da bi se povećala plinopropusnost, između redova opeke polaže se fini pepeljak, granulirana kupolasta troska, snopovi slame, a u osušenoj glini se čokom prave ventilacijski kanali. Da bi se povećala čvrstoća zida, ploče od lijevanog željeza polažu se svakih 5-6 redova, povezane s donjom paletom i jedna s drugom vezicama.

Ispravnost zidanja provjerava se pomoću šablona. Između radnog ruba šablona i zidane površine trebao bi biti razmak od 20-25 mm. Unutrašnja površina zida je obložena glinom, a radna površina je naoštrena šablonom. Nakon kratkog sušenja na zraku, uklonite šablonu i vreteno i osušite kalup prijenosnom sušilicom. Zatim su pukotine zapečaćene, obrazac se farba i suši drugi put.

Rice. 10. Izrada kalupa i šipke od cigle po šablonu: a - izrada kalupa; b - proizvodnja štapa; c - sastavljena forma; g-lijevanje; 1 - potisni ležaj; 2- vreteno; 3- paleta; 4 - oslonci; 5 - cigla; 6 -- šablon za oštrenje kalupa; 7 - sistem zatvaranja; 8 - glina za oblaganje.

Proces izrade jezgra sličan je procesu izrade kalupa. Osušite štap u sušilici.

Zidanje od opeke se izvodi u posebnim kesonima ili tikvicama s prazninama između zida i zida tikvice ispunjene smjesom za kalupljenje. Takvi oblici se mogu više puta koristiti za male međupopravke.

Savremene metode ručne izrade velikih kalupa

Kontinuirani rast proizvodnje velikih odlivaka zahteva poboljšanje tehnoloških procesa i uslova rada, smanjenje radnog intenziteta proizvodnje odlivaka tokom ručnog oblikovanja, razmotrimo neke racionalne procese za oblikovanje odlivaka koje su razvile livnice lenjingradskih udruženja imena Ya.M. Sverdlov, Nevski pogon nazvan po V. I. Lenjinu i druga preduzeća.

Metalni kreveti. Prilikom oblikovanja velikih odljevaka koriste se tvrdi slojevi pijeska i gline, a kod izrade posebno velikih odljevaka krevet se izrađuje od cigle. Kada se odljevak izvadi iz kalupa, ležište je djelimično uništeno, a prije svakog oblikovanja potrebno je dosta vremena popravljati ga.

Rice. 11. Šema za pripremu čvrstog metalnog sloja: 1 - sloj gorenja; 2 - metalna ploča; 3 - cijevi za odvod plina; 4 - keson; 5 - gornji poluoblik.

Oblik sa metalnim krevetom, napravljen u kesonu, prikazan je na sl. 11. Razmaci između zidova kesona i modela određuju se praktičnošću punjenja kalupa. Dno kesona prekriveno je ravnomjernim slojem gorenja, na vrhu kojeg je postavljena ploča od lijevanog željeza, koja tvori kruti metalni krevet.

Zamjena gornje polovice kalupa šipkama

Kako bi se izbjeglo curenje metala tijekom izlijevanja, obično se koristi glina za amortiziranje, zbog čega se na odljevku formiraju uvale, za čije uklanjanje je potreban rad trimera i otpad metala. Prilikom zamjene gornje polovice kalupa šipkama koje se preklapaju, umjesto gline za amortizaciju počeli su se koristiti pješčani jastuci. U tu svrhu, u horizontalnim oznakama šipki kroz koje se ispuštaju plinovi, izrađuju se udubljenja od 20-25 mm, ispunjena vlažnim pijeskom uz malo precijenjenja. Prilikom ugradnje pokrivnih šipki, pijesak se zbija, čime se stvara pouzdana izolacija ventilacijskih kanala i čvrst kontakt između šipki, eliminirajući mogućnost zaljeva.

Rice. 12. Tehnologija izrade velikih oblika: a - stara tehnologija; b - nova tehnologija: 1 - donji poluoblici tla; 2- gornja poluoblika; 3 - jastučna glina; 4 - utovarna ploča; 5 - šipka koja zamjenjuje gornju polovinu tikvice; 6 - ventilacijski usponi; 7 - pješčani jastuci.

Kao rezultat uvođenja nove tehnologije, povećana je točnost dimenzija odljevaka, smanjena je potrošnja metala, eliminirana je zaliha tikvica i potreba za sušenjem glomaznih polukalupa, a radni intenzitet operacija usitnjavanja se smanjio. Kalup po blok modelu. U proizvodnji malih serija srednjih i velikih odljevaka preporučljivo je kombinirati dva slična modela u jedan blok, međusobno povezani razdjelnom šipkom.

Izrada kalupa od tekućih samootvrdnjavajućih smjesa. Ove mješavine se široko koriste u proizvodnji velikih šipki.Tako se u livnicama Udruženja Ya. M. Sverdlov sve šipke za odljevke težine veće od 3 tone izrađuju od ZhSS.

Praksa je pokazala da se ove mješavine mogu uspješno koristiti i u izradi kalupa za velike odljevke. Shema oblikovanja u ZhSS-u prikazana je na Sl. 14. Model se ugrađuje na cigle ili na posebne nosače pričvršćene za njega, ili učvršćuje u keson pomoću dasaka. Između modela i zidova kesona trebao bi biti razmak od 100-150 mm. Model ima otvore za punjenje tečnog cementa. Da bi se poboljšalo punjenje kalupa, smjesa se istiskuje iz otvora pomoću potiskivača. Nakon što se smjesom ispuni prostor ispod modela, ona se sipa po obodu kesona u praznine između njegovih zidova i modela. 35-40 minuta nakon izlivanja LSS-a, model se može ukloniti i dorada kalupa može početi.

Radna površina kalupa ima značajnu poroznost. Da bi se to uklonilo, na površinu se nanosi posebna boja i suši se plamenikom 2-4 sata na temperaturi od 200-220 °C.

Tehnologija izrade složenog oblika za livenje modela od livenog gvožđa sečiva težine 35 tona prikazana je na Sl. 15. Ovaj model je dizajniran za formiranje odljevaka velikih čeličnih oštrica. Kalupljenje se vrši pomoću drvene makete opremljene graničnicima duž kojih se model postavlja na krevet u kesonu. Na model je postavljen okvir koji se može ukloniti, koji oblikuje konture lutke. Kako bi se spriječilo plutanje, model i okvir se učitavaju.

Punjenje LSC-a se vrši kroz otvore koji su dostupni u modelu i ramu koji se može ukloniti, te u zazore između zidova kesona i rama koji se može ukloniti. Zatim se smjesa pritisne pomoću potiskivača. Nakon kratkog ekspozicije, uklonjivi okvir se uklanja, smjesa se uklanja iz otvora, obrezuje se oko modela, površina polukalupa se prekriva papirom za oslobađanje i učvršćuje iglama, nakon čega se pristupa dizajnu. gornje polovice kalupa (blok-šip).

Rice. 13. Tehnologija izrade kalupa po blok modelu: a - oblik tla; b - oblik štapa.

Rice. 14. Šema za izradu kalupa iz ZhSS.

Rice. 15. Tehnologija izrade velikih kalupa upotrebom

12. Mašinsko oblikovanje

Mehanizirano vađenje i modeli bez prethodnog cijepanja osiguravaju visokokvalitetne kalupe, povećavaju točnost odljevaka i smanjuju otpad. Uvođenje koordinatnih i tipskih okvirnih ploča čini standardnom upotrebu mašinskog oblikovanja ne samo u serijskoj i masovnoj proizvodnji, već iu maloj i pojedinačnoj proizvodnji.

Obično se kalup za livenje izrađuje na dve mašine: jedna - donja polovina kalupa, a druga - gornja polovina. U masovnoj i serijskoj proizvodnji metalni modeli i elementi sistema ograde montiraju se na jednostrane ploče od livenog gvožđa, a u maloj i pojedinačnoj proizvodnji drveni modeli

ojačani na koordinatnim pločama ili u montažnim pločama-ramovima. Model na koordinatnoj ploči i u okvirnoj ploči se mijenja na radnom mjestu u roku od 20-30 minuta.

Na osnovu načina zbijanja smjese u tikvi razlikuju se mašine za presovanje sa donjim i gornjim presovanjem, mašine za tresenje, mašine za tresenje sa predpresovkom i mašine za bacanje peska.

Zbijanje smjese na mašinama sa donjim presovanjem. Dijagram rada takve mašine je prikazan na sl. 17. Sto je pričvršćen za klip presa postavljen u cilindar. Na njemu je ploča modela koja se kreće u stacionarnom okviru. Tikvica se postavlja na klinove stacionarnog okvira i puni smjesom, izravnavajući je po cijeloj površini.Nakon toga se tikvica sa smjesom postavlja ispod stacionarne poprečne grede. Kada se komprimirani zrak dovede u cilindar, klip presa se podiže, model se unosi u smjesu i sabija je. Kada se dovod zraka zaustavi, klip se spušta i model se uklanja.

Pri donjem prešanju najveća gustina smjese se stvara na modelu i opada prema vrhu tikvice, blago se povećava na poprečnom dijelu, što je prednost ove metode.

Velika potrošnja energije za savladavanje sile trenja smeše o zidove tikvice ograničava opseg primene ovih mašina. Mogu se koristiti za tikvice prozračnih dimenzija do 1100X800 mm i visine do 150 mm.

Zbijanje smjese na mašinama sa gornjim presovanjem. Dijagram rada ove mašine je prikazan na sl. 18. Na klip presa postavljen u cilindar je pričvršćen sto, na kojem se nalazi ploča sa modelom. Nakon ugradnje tikvice s okvirom za punjenje i punjenja smjesom za kalupljenje, komprimirani zrak se dovodi u cilindar pod pritiskom od 6 kgf/cm2. Pod uticajem vazduha, klip se zajedno sa stolom i na njemu montiranom opremom za modeliranje podiže prema gore, dok se blok za prešanje, postavljen na traverzu, ubacuje u okvir za punjenje i sabija smesu u tikvici.

Nakon što prestane dovod komprimiranog zraka u cilindar, stol se spušta pod utjecajem vlastite gravitacije.

Zbijanje smjese na mašinama za tresenje. Ova metoda zbijanja smjese, uprkos nekim svojstvenim nedostacima, je najčešća, jer omogućava izradu kalupa za složene velike odljevke u tikvici, jasnih dimenzija 3000 X 2000 mm i visine do 750 mm.

Rice. 16. Vrste modelnih ploča: a - jednostrane; b - koordinata: c - montažna ploča-ram; 1 - glavna ploča; g - umetnuti model pločice; 3 - model, 4 - hvatač šljake; 5 - uspon; 6 - potisni vijci.

Rice. 17. Šema rada mašine sa donjim presovanjem.

Na sl. Na slici 19 prikazan je dijagram rada mašine za tresenje sa predprešanjem. Ima dva cilindra: cilindar za prešanje i cilindar za tresenje, drugi služi kao klip za prvi.Unutar cilindra se nalazi klip za tresenje na koji je montiran sto. Na stolu je postavljena modelna ploča sa modelom.

Tikvica sa okvirom je postavljena duž klinova na ploču modela. Nakon punjenja tikvice i okvira smjesom, komprimirani zrak se dovodi u šupljinu cilindra za tresenje, pod čijim se pritiskom diže klip za tresenje. U tom slučaju, ulazni otvor je blokiran bočnom površinom klipa, a izduvni otvor se otvara i zrak izlazi u atmosferu.

Stol sa modelnom pločom i tikvicom pod utjecajem vlastite gravitacije pada na kraj cilindra, pa se pri udaru kalupna smjesa u tikvici zbija. Kada se klip spusti, ulazni otvor se ponovo otvara i ciklus se ponavlja. Obično se stol podiže na visinu od 30-80 mm i čini 30-120 otkucaja u minuti. Za kompaktiranje smjese dovoljno je 20-40 udaraca.

Nakon što je proces protresanja završen, komprimirani zrak ulazi u šupljinu cilindra presa, a modelna ploča i oprema dolaze u kontakt sa blokom presa montiranim na traverzi. Blok ulazi u šupljinu okvira za punjenje i zbija gornje slojeve smjese (sl. 19, d i e).

Zbijanje smjese višestrukom glavom klipa. Prilikom sabijanja smjese krutim blokom za presovanje (Sl. 19), posebno kod velikih kalupa, teško je postići ravnomjerno sabijanje. U takvim slučajevima preporučuje se upotreba višeklipne glave (Sl. 20), u kojoj se smjesa za kalupljenje pritiska velikim brojem papučica za presovanje opremljenih klipnim hidrauličnim pogonima. Svaka cipela, pod utjecajem ulja na klip, pritiska područje kalupa koji se nalazi ispod nje, bez obzira na susjedna područja.

Zbijanje mješavine puhačima pijeska ima široku primjenu za mehanizaciju punjenja i zbijanja smjese u velikim tikvicama i kutijama za jezgro. Produktivnost puhača pijeska je od 12 D° 80 m3/h zbijene smjese.

Glavni radni dio puhala pijeska je glava (Sl. 21). Rotor se rotira u čeličnom kućištu na koje je pomoću spojnice pričvršćen nož kante. Kroz prozor u kućištu, trakasti transporter kontinuirano dovodi smjesu za kalupljenje, koja se, kada se rotor brzo okreće, hvata lopatica, donekle zbijena, i izbacuje se u tikvicu kroz prozor u obliku malih paketa. Uz veliku brzinu protoka smjese iz prozora i kontinuirano kretanje glave bacača pijeska po površini tikvice, stvara se ujednačeno zbijanje svih slojeva smjese, bez obzira na visinu tikvice.

SSSR uspješno upravlja automatiziranim kalupnim linijama kako domaće proizvodnje - dizajna VNII lit-mash, NII Traktorselkhozmash, Giprosantekhprom, itd., tako i stranih kompanija.

Proces oblikovanja, montaže i štancanja na ovim linijama je potpuno automatiziran, operater upravlja samo mehanizmima pomoću dugmadi.

Ugradnja jezgra i operacije izlivanja izvode se ručno, a na nekim linijama proces izlivanja je i automatizovan.

Na sl. Slika 23 prikazuje dijagram automatizovane linije kompanije Gizag (GDR). Sastoji se od dva poluautomatska presa za izradu donje (stavka IV) i gornje (stavka II) polovice kalupa i transportera za livenje (stavka VII). Forma sastavljena na poz. X dolazi na poz. XI - do transportera tereta, gde se utovaruje, i do poz. XII, gdje je ispunjen metalom. Daljnjim kretanjem, izliveni oblik ulazi u rashladnu komoru (poz. XIII), opremljenu snažnim ventilacijskim sistemom. Na pos. XIV Uteg se uklanja iz ohlađenog kalupa.

Gornja tikvica se skuplja pomoću uređaja za povlačenje na poz. I i prenosi se u mašinu za izradu gornjih polovina kalupa (stavka II). Donja polovica kalupa sa odljevkom i grudom smjese kreće se prema poz. III, gde se donja boca izvlači, okreće i prenosi u mašinu za izradu donjih polovina kalupa (tačka IV).

Prilikom približavanja potiskivaču, grudva mješavine sa odljevkom se prenosi na poz. V-rashladna rešetka (skladište). Nakon kratkog hlađenja dolazi na poz. VI - nokaut rešetka, gdje se odljevak uništava i oslobađa.

Mašina za oblikovanje ima dvije prese, između kojih se nalazi mehanizam za podizanje i dozator smjese. Kada tikvica stigne, ona se uparuje sa modelnom pločom i pritisne na dozirni lijevak, dok se određeni dio smjese dozira u tikvicu. Zatim se tikvica prenosi na lijevu ili desnu presu, koja ima glavu sa više klipa.

Nakon procesa presovanja, donja polukalupa se vraća u srednji položaj, gdje se, nakon provlačenja modela, potiskuje ulaznom tikvicom i prenosi na poziciju. VIII. Ovdje se donja polovina kalupa okreće i postavlja na platformu transportera. Na pos. IX šipke su ugrađene u ovu poluformu.

Prilikom približavanja poz. X Donja polovina kalupa se prekriva gornjom, a kalup se šalje na punjenje. Gornji polukalup se izrađuje slično kao i donji.

Produktivnost linije, u zavisnosti od tipa mašine za kalupovanje i veličine tikvica, iznosi 200-280 kalupa na sat.

Rice. 23. Dijagram automatizirane kalupne linije.

Moderna metalurška proizvodnja proizvodi dvije vrste finalnih proizvoda. Jedan je valjani proizvodi, koji je profilni metal (šipke sa konstantnim poprečnim presjekom) - šine, grede, kanali, okruglo i četvrtasto željezo, trakasto željezo, lim. Valjani proizvodi se izrađuju od livenih čeličnih ingota, topljenih u čeličarskim radnjama. Druga vrsta finalnog proizvoda su odljevci.

U općem dijagramu modernog metalurškog procesa prikazanom na sl. 1, vidi se da se željezna ruda izvađena iz rudnika isporučuje rudarskim i prerađivačkim postrojenjima radi uklanjanja dijela otpadne stijene iz nje; Ugalj izvađen u rudnicima šalje se u koksare za pretvaranje koksnog uglja u koks. Obogaćena ruda i koks se utovaruju u visoke peći koje tope željezo. Tečno gvožđe se prenosi delom u livnice, delom u čeličane (pretvarač kiseonika, ložište, električna proizvodnja čelika). U ljevaonicama se proizvode gredice različitih oblika, au čeličarskim radnjama lijevaju se ingoti koji se potom šalju u valjaonice za proizvodnju valjanog metala.

Rice. 1. Šema savremenog metalurškog procesa

Rice. 2. Kalup za livenje i njegovi elementi. Redoslijed izrade odljevka od pijeska je sljedeći:
a - crtež odlivaka; b - model livenja; c - polaganje gornje polovine modela na donju i postavljanje gornje tikvice; g - kutija za jezgro; d - štap; e - vađenje polovina modela iz poluforma; g - ugradnja gornje polukalije na donju; h - livenje sa sprudovima; 1 - gornja i donja polovina modela; 2 - model gejt sistema; 3 - gornja tikvica; 4 - donja tikvica; 5-štapna kalupa; 6 - šipka


Rice. 3. Redoslijed proizvodnje odljevaka

Šta je suština livničke tehnologije? Da biste napravili odljevak, trebate učiniti sljedeće.

1) napraviti proračun: koliko materijala treba uvesti u punjenje za njihovo topljenje. Pripremite ove materijale. Narežite ih na komade prihvatljive veličine. Otklonite male stvari. Odvažite potrebnu količinu svake komponente. Ubacivanje materijala u uređaj za topljenje (proces miješanja i šaržnog punjenja);
2) izvršiti topljenje. Za dobijanje tečnog metala potrebne temperature, fluidnosti, odgovarajućeg hemijskog sastava, bez nemetalnih inkluzija i gasova, sposobnog da formira finokristalnu strukturu bez defekata, sa dovoljno visokim mehaničkim svojstvima nakon očvršćavanja;
3) pre kraja topljenja pripremiti kalupe za livenje (za izlivanje metala u njih) koji su sposobni da izdrže, bez lomljenja, visoku temperaturu metala, njegov hidrostatički pritisak i erozivno dejstvo mlaza, a mogu i da propuštanje plinova oslobođenih iz metala i novoformiranih kroz pore ili kanale (proces kalupljenja);
4) pustiti metal iz peći u lonac. Prenesite kutlaču sa metalom do kalupa za livenje. Napunite kalupe tekućim metalom, izbjegavajući prekide u protoku i sprječavajući šljaku da uđe u kalup;
5) nakon stvrdnjavanja metala otvoriti kalupe i izvaditi iz njih odlivci (proces izbijanja odlivaka);
6) od odlivaka odvojiti sve izlive (metal očvrsnuo u kanalima izliva, u hvataču šljake, usponu, posudi, otvoru), kao i izbočine i izbočine nastale (zbog nekvalitetnog izlivanja ili kalupovanja);
7) očistiti odlivke od čestica kalupa ili peska za jezgro koje su se prilepile na njihovu površinu (rad čišćenja odlivaka);
8) izvrši eksterni pregled gotovih odlivaka u cilju utvrđivanja mogućih nedostataka (proces sortiranja odlivaka). Sprovesti kontrolu kvaliteta i kontrolu veličine odlivaka.

Redoslijed izrade odljevaka prikazan je na sl. 2 i na dijagramu (sl. 3).

Najvažnija stvar u tehnologiji ljevaonice je, prvo, otopiti visokokvalitetni rastop s potrebnim svojstvima i, drugo, pripremiti pouzdan, stabilan, izdržljiv i plinopropusni kalup za lijevanje. Stoga su faze topljenja i oblikovanja dominantne u tehnologiji ljevanja.

Lijevanjem se mogu proizvesti dijelovi težine od nekoliko grama do stotina tona, veličine od nekoliko milimetara do desetina metara, najsloženije oblike koji se ne mogu dobiti drugim metodama. Mogu se lijevati razne legure, kako duktilne tako i krte. Lijevanjem se dobijaju izratci s minimalnim dopuštenjima za obradu, au nekim slučajevima i dijelovi koji uopće ne zahtijevaju obradu, što značajno smanjuje potrošnju metala i količinu obrade. U SSSR-u, udio čeličnih odljevaka u ukupnom bilansu odljevaka iznosi oko 23%, lijevanog željeza - 72% i obojenih legura - 5%. Livnički proizvodi za brodogradnju su veliki čelični odlivci: stabljike, krmeni stubovi, sidra, lanci itd. Najčešće ih proizvode preduzeća koja imaju svoju livnicu i livnicu. Suština livničke proizvodnje je u tome da se oblikovani delovi (prazni delovi) proizvode izlivanjem tekućeg metala u kalup za livenje, čija šupljina odgovara njihovoj veličini i obliku. Nakon što je metal kristalizirao, liveni dio (glavac), koji se naziva odljevak, uklanja se iz kalupa i šalje na naknadnu obradu. Koriste se obrasci za jednokratnu i višekratnu upotrebu. Tehnološki proces izrade odlivaka u jednokratnim kalupima sastoji se od niza operacija koje se izvode u odgovarajućim odeljenjima livnice (slika 4.1).

Rice. 4.1. Šema tehnološkog procesa za izradu odlivaka u jednokratnim kalupima

Uz potrebna mehanička, fizička i hemijska svojstva, legure za livenje moraju imati i određena tehnološka svojstva, od kojih su glavna fluidnost, skupljanje, sklonost segregaciji i upijanje gasova.

Fluidnost je sposobnost tekućeg metala da ispuni šupljine u obliku proreza kalupa za livenje i jasno reproducira obrise odlivaka. Uz dobru fluidnost, metal ispunjava cijelu šupljinu kalupa, ma koliko ona bila složena, a ako je nedovoljna, stvara podpune u tankim dijelovima odljevka. Fluidnost zavisi od hemijskog sastava i temperature legure koja se sipa. Fosfor, silicijum i ugljenik ga poboljšavaju, a sumpor pogoršava. Povećanje temperature tečnog metala poboljšava fluidnost.

Skupljanje je smanjenje zapremine metala i linearnih dimenzija odlivaka tokom njegove kristalizacije i hlađenja u čvrstom stanju.

Likvacija je heterogenost hemijskog sastava legure po poprečnom preseku odlivaka.

Apsorpcija plina je sposobnost lijevanih legura u tekućem stanju da otapaju kisik, dušik i vodonik, a njihova topljivost raste s pregrijavanjem taline. Gasom zasićena talina izlivena u kalup se hladi, rastvorljivost gasova se smanjuje, a oni, oslobođeni iz metala, mogu formirati gasne džepove u odlivu.

Veličina naprezanja, formiranje šupljina i poroznost zavise od pravilnog spajanja i dizajna uglova odlivaka. Prilikom projektovanja odlivaka, mora se poštovati jednaka debljina; prisustvo nagiba kalupa na okomitim zidovima okomitim na ravan razdvajanja kalupa; glatki prijelazi pri spajanju zidova; prisustvo fileta itd.

INSTITUT SAVREMENIH ZNANJA

FILIJALA VITEBSK

Katedra: “Informatika i menadžment”

Disciplina: “Proizvodne tehnologije”

Test

Na temu: „Tehnologija livnice
proizvodnja"

Student 2. godine

Grupa ZE 00/4

Vitebsk

Tema: Tehnologija livnice

1. Suština livničke proizvodnje i njen razvoj ................................. 2

2. Lijevanje u jednokratnim kalupima od pijeska i gline.................................................. ............. .3

3. Specijalne metode livenja ................................................. ........................................ 10

4. Literatura................................................................ .... ................................................ ......... 15

1. Suština livničke proizvodnje i njen razvoj

Livnica je proces proizvodnje oblikovanih proizvoda (odljevaka) izlivanjem rastopljenog metala u šuplji kalup koji reproducira oblik i dimenzije budućeg dijela. Nakon što se metal stvrdne u kalupu, dobiva se odljevak - radni komad ili dio. Odlivci se široko koriste u mašinstvu, metalurgiji i građevinarstvu.

Moguća je proizvodnja odlivaka različitih težina (od nekoliko grama do stotina tona), jednostavnih i složenih oblika od livenog gvožđa, čelika, legura bakra i aluminijuma, cinka i magnezijuma itd. Upotreba odlivaka je posebno efikasna za proizvodnju oblikovanih proizvoda složenih konfiguracija koje je nemoguće ili ekonomski nepraktično proizvesti drugim metodama obrade metala (pritiskom, zavarivanjem, rezanjem), kao i za proizvodnju proizvoda od niskoplastičnih metala i legura.

Uz svu raznolikost tehnika livenja koje su se razvile tokom dugog perioda razvoja njegove tehnologije, osnovni dijagram procesa livenja ostao je praktično nepromenjen tokom više od 70 vekova njegovog razvoja i uključuje četiri glavne faze: topljenje metala, pravljenje kalup, ulivajući tečni metal u kalup, uklanjajući očvrsnuti odljevak iz forme.

Do sredine našeg stoljeća, metoda ljevanja se smatrala jednom od najvažnijih metoda za proizvodnju oblikovanih zareza. Masa livenih delova činila je oko 60% mase traktora i poljoprivrednih mašina, do 70% za valjaonice i do 85% za mašine za rezanje metala i mašine za štampanje. Međutim, uz takve prednosti livničke proizvodnje kao što su relativna lakoća proizvodnje i niska cijena odljevaka (posebno od lijevanog željeza), mogućnost proizvodnje složenih dijelova od krhkih metala i legura, ima i niz značajnih nedostataka: prvo Sve to, prilično niska produktivnost rada, heterogenost sastava i smanjena gustoća materijala izratka, te su stoga njihove karakteristike čvrstoće niže od onih dobivenih obradom pod pritiskom.

Tokom godina 11. petogodišnjeg plana u SSSR-u, proizvodnja ljevaoničke opreme značajno je porasla. Savladana je proizvodnja automatskih linija za kalupovanje, izlivanje i izbijanje odlivaka, kreirani su kompleti savremene opreme za pripremu mešavine, savladana je proizvodnja čitavog niza mašina za posebne metode livenja, stepen mehanizacije i automatizacije tehnološki procesi su značajno povećani.

Glavni pravci ekonomskog razvoja SSSR-a za period do 2000. godine predviđaju značajno ubrzanje razvoja mašinstva. Značajan doprinos rješavanju zadatih problema može dati rekonstrukcija i modernizacija livničke proizvodnje, zamjena zastarjele opreme livničkim automatskim i poluautomatskim mašinama visokih performansi i robotskim kompleksima. Velika rezerva za uštedu metala i smanjenje materijalnog intenziteta proizvoda mašinstva leži u povećanju udjela odljevaka od legiranih čelika i lijevanog željeza visoke čvrstoće, kao i preciznih odljevaka proizvedenih posebnim metodama.

Glavni tehničko-ekonomski pokazatelji rada livnica su: godišnja proizvodnja odlivaka u tonama; proizvodnja odlivaka po radniku (proizvodnja); uklanjanje odlivaka sa 1 m 2 proizvodnog prostora radionice; prinos upotrebljivog metala (kao procenat mase metalne ispune i tečnog metala); udio nedostataka livenja (u postocima), stepen mehanizacije; udio odljevaka proizvedenih posebnim metodama; trošak 1t livenja.

U strukturi troškova livenja najveći udeo čine troškovi metala (do 80%). Prilikom izrade tehničko-ekonomske analize livničke proizvodnje posebna pažnja se mora obratiti na one faze i elemente tehnološkog procesa koji su u direktnoj vezi sa mogućim gubicima metala usled otpada, prskanja, defekata itd.

Trošak livenja zavisi od obima proizvodnje, stepena mehanizacije i automatizacije tehnoloških procesa.

2. Lijevanje u jednokratne pješčano-glinene kalupe

Lijevanje u jednokratne kalupe od pijeska i gline je najčešći i relativno jednostavan način proizvodnje odljevaka. Jednokratni pješčano-glineni kalupi mogu se pripremiti ili direktno u tlu (u podu ljevaonice) prema šablonima, ili u posebnim kutijama za tikvice prema modelima. Odljevci velikih dijelova (okviri, stupovi, itd.) se proizvode u tlu, a manji odljevci se obično proizvode u kalupima za tikvice.

Vanjski obris odljevaka odgovara udubljenjima kalupa, a rupe se dobijaju šipkama umetnutim u šupljinu kalupa.

Tehnološki proces proizvodnje odlivaka u kalupima za balone (slika 1) sastoji se od tri faze: pripremne, glavne i završne.

Model alata, izrađen u modelarnicama, je uređaj koji se koristi za izradu kalupa i jezgara. Oprema uključuje modele dijelova, podmodela štitova, kutija za jezgro, modele elemenata sistema zalijevanja i tikvica.

Modeli (sl. 2, a) koriste se za dobijanje šupljine u zemljanom obliku, koja po veličini i vanjskom obliku odgovara budućem odljevku. Budući da se metal nakon stvrdnjavanja skuplja (smanjuje volumen), dimenzije modela su nešto veće.

Modeli se izrađuju od drveta, plastike ili metala. Izbor materijala zavisi od uslova proizvodnje i zahteva za livenje u pogledu preciznosti dimenzija i završne obrade površine. Da bi se modeli lako izvadili iz kalupa, izrađuju se sa nagibima i često su odvojivi, iz dva ili više dijelova, lako se pričvršćuju čepovima.

Za dobijanje odlivaka sa rupama ili udubljenjima, na modelima su na odgovarajućim mestima predviđene izbočine - oznake šipki, koje ostavljaju otiske u kalupu za ugradnju šipki. Prostor koji zauzima štap u kalupu nije ispunjen metalom, a nakon uklanjanja šipke nastaje rupa ili udubljenje u odljevku. Šipke se izrađuju od posebne mješavine jezgra, punim ručno ili mašinski u kutije za jezgro (slika 2, b). U ovom slučaju se uzima u obzir promjena dimenzija odljevka tijekom skrućivanja metala. Dimenzije šipki trebaju biti manje od rupa za količinu metalnog skupljanja. U zavisnosti od složenosti izrade, kutije za jezgro se izrađuju pune ili razdvojene. Za male serije jezgara kutije se izrađuju od drveta; u masovnoj proizvodnji, posebno s povećanim zahtjevima za preciznošću lijevanja, koriste se metalne kutije (lijevano željezo ili legure aluminija).

Modeli sistema zalijevanja su dizajnirani tako da formiraju kanale i šupljine koje služe za dovod metala, zadržavanje šljake i oslobađanje zraka iz kalupne šupljine (slika 2, c). Dizajn sistema zatvaranja osigurava miran protok metala u kalup bez udaraca, štiteći ga od oštećenja.

Podmodelne ploče se koriste za postavljanje modela na njih i ugradnju tikvice kada se ručno pravi kalup za livenje.

U masovnoj proizvodnji prilikom mašinskog oblikovanja efektivno je koristiti pažljivo obrađene drvene ili metalne modelne ploče sa modelima delova i elemenata sistema zalijevanja koji su čvrsto pričvršćeni za njih ili izrađeni u jednom komadu (Sl. 2, d).

Opoks su drveni ili metalni okviri, okviri, čija je glavna namjena zadržavanje mješavine pijeska i gline, osiguravanje dovoljne čvrstoće i krutosti kalupa tokom njegove izrade, transporta i izlivanja metala.

Mješavine za oblikovanje i jezgro se uglavnom sastoje od kvarcnog pijeska određene veličine zrna i otpornosti na toplinu.

Slika 1 Tehnološki proces za proizvodnju odlivaka u kalupima za balone

Mješavine za kalupe i jezgre moraju imati plastičnost i plinopropusnost, a kalupi i jezgre od njih moraju imati dovoljnu čvrstoću. Ova svojstva se postižu dodavanjem gline, lanenog ulja, dekstrina, tekućeg stakla, kao i drvne piljevine ili treseta u osnovni materijal. Navlažena glina se dodaje kao vezivo.

Piljevina i komadići treseta, koji izgaraju nakon izlivanja metala u kalupe, stvaraju dodatne pore koje povećavaju propusnost plina mješavine.

Slika 2 Model opreme:

a – model dijela; b – kutija za jezgro; c – model gejt sistema;
d – podmodel ploča; d - boca.

Uljni pričvršćivači (ulje za sušenje, laneno ulje) se obično dodaju mješavinama jezgra, koje moraju imati veću čvrstoću od kalupnih. Priprema smjese za kalupovanje i jezgro vrši se u odjeljenjima za pripremu zemlje ljevaonice i uključuje operacije preliminarne pripreme (sušenje, mljevenje), doziranje polaznih materijala i njihovo temeljito miješanje do postizanja homogenog sastava. U savremenim livnicama ove operacije su mehanizovane. Pripremljene smjese odležavaju u bunkeru radi ravnomjernije raspodjele vlage, a zatim se, nakon labavljenja i kontrole nastalih svojstava, transportuju do radnih mjesta kalupara.

Prema namjeni, smjese za oblikovanje dijele se na obložne, ispune i jednostruke. Smjese za oblaganje u direktnom kontaktu sa tečnim metalom pripremaju se od kvalitetnijih svježih materijala. Upotrijebljena (izgorjela) smjesa služi kao punilo. U masovnoj proizvodnji kalupi se izrađuju od jedne mješavine čiji je materijal korištena mješavina sa svježim dodacima pijeska, gline, pričvršćivača itd.

Proizvodnja jezgri se može obaviti punjenjem smjese jezgra u kutiju i nabijanjem ručno ili mašinski. Mašinska priprema štapova vrši se pomoću mašina za prešanje, tresenje, bacanje pijeska i druge šipke. U masovnoj proizvodnji, jezgra se proizvode na proizvodnim linijama koje se sastoje od mašina za jezgro, sušara i raznih transportnih uređaja. Kalupljene sirove šipke se suše na temperaturi od 160...300 °C u pećima ili komorama za sušenje kako bi im se dobila visoka čvrstoća.

U posljednje vrijeme većina tvornica koristi metodu proizvodnje šipki od brzosušećih smjesa na tekućem staklu. Sušenje ili hemijsko stvrdnjavanje štapova u ovom slučaju postiže se duvanjem ugljičnim dioksidom u trajanju od dvije do tri minute. Neke fabrike su uvele brzo sušenje šipki pomoću visokofrekventnih struja.

Upotreba ovih metoda sušenja pomaže u smanjenju ciklusa proizvodnje odljevaka za 2...5 puta, povećanju uklanjanja odljevaka iz proizvodnog prostora radionice i smanjenju troškova transporta i energije.

Sl.3 Tehnološki proces oblikovanja rukava

Kalupljenje je najsloženija i najzahtjevnija operacija proizvodnje odljevaka u jednokratnim pješčano-glinenim kalupima. Intenzitet rada izrade kalupa za livenje iznosi 40...60% od ukupnog radnog intenziteta proizvodnje odlivaka.

U uslovima masovne i velike proizvodnje malih i srednjih odlivaka koristi se mašinsko livenje. Ručno oblikovanje se koristi u pojedinačnoj i maloj proizvodnji, kao iu proizvodnji velikih odlivaka. Koncept “ručnog oblikovanja” je donekle zastario, budući da su mnogi radovi (nabavka pijeska za kalupljenje, nabijanje, vađenje modela, okretanje i pomicanje tikvica) sada mehanizirani.

Pogledajmo redoslijed ručnog oblikovanja za odljevke dijela tipa čahure.

Polovina modela 2 stavlja se na štitnik ispod modela 3 (Sl. 3, a) i postavlja se donja boca, zatim se na površinu modela kroz sito 4 nanosi neprijanjajuća prašina - ugljena prašina, grafitni prah ( Slika 3, b). Lopatom 5 nanesite smjesu za kalupljenje prema modelu, a zatim napunite cijelu tikvicu smjesom za oblikovanje za punjenje (slika 3, c). Ručnim ili pneumatskim tamperom 6 kompaktirati smjesu (sl. 3, d), izgrabljati njene ostatke i izbušiti 7 rupa čokom (šilom) radi boljeg oslobađanja plinova (slika 3, e). Zatim se donja tikvica sa oblikovanim modelom okreće za 180°, postavljaju se druga polovina modela 8 i gornja tikvica 9 (sl. 3, e). Nakon ugradnje modela otvornog sistema 10, istim redoslijedom se oblikuje gornja tikvica (sl. 3, g). Na kraju kalupa, tikvice se odvajaju, modeli se pažljivo uklanjaju, ispravljaju urušeni dijelovi kalupa, kalup se zaprašuje iznutra i postavlja se šipka 12 na mjesto oznaka 11 u donjem dijelu. polukalup (sl. 3, h), gornji polukalup se ponovo ugrađuje na donji i pričvršćuje se vijcima, stezaljkama ili jednostavno pritisne utegom kako bi se spriječilo probijanje metala kroz ravan razdvajanja kalupa. U ovom obliku kalup za livenje je spreman za izlivanje metala.

Za dobijanje velikih odlivaka, polukalupi se suše na temperaturi od 350 °C 6...20 sati pre montaže, u zavisnosti od dimenzija kalupa.

Mašinsko oblikovanje je ekonomski izvodljivo u uslovima serijske i masovne proizvodnje, kada su mašine za livenje opterećene najmanje 40...60% radnog vremena. Međutim, iskustvo vodećih fabrika u našoj zemlji pokazuje da je mašinsko oblikovanje u individualnoj proizvodnji ekonomski opravdano ako se koriste brzopromenljive modelne ploče. U ovom slučaju, promjena modela se vrši za 1,5 ... 2 minute, tj. u kratkom vremenu moguća je obnova za dobijanje novih odlivaka.

Suština mašinskog oblikovanja leži u mehanizaciji glavnih operacija: postavljanja modelnih ploča i tikvica, punjenja tikvica smjesom za kalupljenje, zbijanja smjese i vađenja modela iz kalupa. Određeni dizajn mašina za kalupljenje omogućava i mehanizaciju nekih pomoćnih operacija: okretanje tikvica, skidanje gotovih poluforma sa stola mašine, prenošenje na montažu itd.

Prema načinu zbijanja smjese, kalupne mašine se dijele na presovanje, tresenje, bacanje pijeska (sl. 4) i kombinirane (mućkanje sa predprešanjem ili presovanje vibratorom).

Mašine za prešanje su najjednostavnije i najproduktivnije, ali omogućavaju neravnomjerno sabijanje smjese po visini tikvice; mašine za tresenje su manje produktivne, ali u kombinaciji sa predprešanjem omogućavaju ravnomjernije sabijanje tla čak i na visokim i velikim površinama. tikvice za područje. Bacači pijeska se koriste za punjenje srednjih i velikih tikvica. Odlikuju se visokom produktivnošću (do 50...70 m 3 /h) i pružaju najujednačenije zbijanje zemlje po visini tikvice.

Mašine za kalupljenje, kombinovane transportnim uređajima sa drugim mašinama i mehanizmima, omogućavaju izradu linijskih (mehanizovanih, poluautomatskih i automatskih) kalupnih sekcija.

Slika 4 Mašine za kalupovanje:

a – pritisnite; b – drhtanje; c - bacači pijeska.

Mašinsko oblikovanje ne samo da olakšava rad kalupara, već i omogućava povećanje produktivnosti rada, dobijanje preciznijih odlivaka sa manjim obradama i smanjenje otpada.

U ukupnom intenzitetu rada izrade odlivaka, procesi topljenja i izlivanja metala u kalupe zauzimaju oko 7...10%. Međutim, ovi procesi su posebno odgovorni, jer odlučujuće utiču na kvalitet i cenu odlivaka.

Najvažnije legure za livenje su liveno gvožđe (sivo, visoke čvrstoće), čelik (ugljenik, legura), legure bakra (bronza, mesing), aluminijum, magnezijum, legure cinka itd.

Sivi liveni gvožđe, bronza i legure aluminijum-silicijum (silumini) imaju najbolji kompleks livnih svojstava. Liveno gvožđe se topi uglavnom u kupolama i šahtnim pećima. Kupola peć je kontinualna vertikalna peć-šaht koja radi na livnički koks i zračno mlaz. Produktivnost kupole, u zavisnosti od njene veličine, je 1...30 t/h, maksimalna dostignuta temperatura je 3400...1420 °C. Intenziviranje procesa topljenja u kupolnoj peći vrši se toplim (400...500 °C) pjeskarenjem zrakom obogaćenim kisikom.

U posljednje vrijeme su široko rasprostranjene koks-plinske i plinske kupolne peći, koje omogućavaju daljnje poboljšanje tehničko-ekonomskih performansi procesa poboljšanjem kvaliteta metala, boljim korištenjem materijala za punjenje i smanjenjem trajanja topljenja.

Indukcijske peći za topljenje lijevanog željeza, koje rade na strujama industrijske frekvencije, najperspektivnije su jedinice za topljenje. Njihova upotreba omogućava topljenje livenog gvožđa homogenog sastava sa visokim mehaničkim svojstvima i time značajno smanjenje težine odlivaka. Visoka temperatura zagrijavanja u indukcijskim pećima omogućava korištenje jeftinog čeličnog otpada i, njegovim ugljičenjem, dobivanje lijevanog željeza potrebnog kemijskog sastava.

U radionicama velikih i srednjih odlivaka od ugljeničnih i niskolegiranih čelika (delimično visokolegiranih) koriste se kisele i bazične ložište kapaciteta do 80 tona. Za proizvodnju malih i srednjih odlivaka od ugljičnog i niskolegiranog čelika koriste se elektrolučne peći, za nekritične odljevke - mali Bessemer konvertori, lijevano željezo u koje dolazi iz kupola. Visokofrekventne indukcijske peći i postrojenja za pretapanje šljake koriste se u posebno kritičnim radionicama za livenje čelika.

Legure obojenih metala, u zavisnosti od njihovih svojstava (temperatura topljenja, hemijska aktivnost, itd.) i obima proizvodnje, tope se u lončanim pećima, plamenim i električnim reverberacionim pećima, indukcijskim, vakum-lučnim, vakuumskim pećima sa elektronskim snopom.

Sve jedinice za topljenje koje se koriste u livnicama moraju ispunjavati određene opšte zahteve: da obezbeđuju temperaturu potrebnu za topljenje i pregrijavanje metala, da imaju dovoljnu produktivnost, da budu ekonomične (minimalna potrošnja goriva i energije po 1 toni tečnog metala i minimalni otpad metala), više ili manje pouzdani štite rastopljeni metal od kontaminacije plinovima i nemetalnim inkluzijama.

Rastopljeni metal se u prostor za punjenje kalupa dovodi u lonac za izlivanje različitih kapaciteta.

Kvaliteta odljevaka uvelike ovisi o poštivanju pravila livenja. Metal se sipa u kalup glatko, u neprekidnom mlazu, sve dok se ne pojavi u izbočinama i profitima. Temperatura izlivanja je uvijek viša od temperature topljenja legure, ali njeno pregrijavanje treba biti minimalno kako bi se osiguralo dobro punjenje kalupa. Ako je temperatura izlivanja previsoka, dolazi do prekomjerne evolucije plina, smjesa za kalupljenje izgara do površine odljevka, a njeno skupljanje se povećava. Temperaturu izlivenog metala kontrolišu optički pirometri ili termoparovi.

Nakon skrućivanja i hlađenja na određenu temperaturu, pri kojoj odljevci dobivaju dovoljnu mehaničku čvrstoću, izbijaju se iz kalupa; šipke se izbijaju kasnije, nakon dodatnog hlađenja odlivaka.

Izbijanje odlivaka je jedna od najtežih operacija u livačkoj proizvodnji, praćena velikim emisijama toplote i prašine. U pogledu intenziteta rada, operacije izbijanja, rezanja i čišćenja čine 30...40% ukupnog radnog intenziteta proizvodnje odlivaka.

Suština procesa nokautiranja je uništavanje kalupa, oslobađanje odljevaka od okolne kalupne zemlje. U savremenim livnicama proces mlaćenja je mehanizovan i izvodi se pomoću raznih vibracionih mašina, najčešće na rešetkama za tresenje. Pesak za kalupljenje pada kroz sito, na pokretnu traku i transportuje se u prostoriju za kalupovanje za ponovnu upotrebu.

Nakon izbijanja, odljevci se obrezuju i čiste. Rezidba se sastoji u odvajanju dobiti, uzvodnih i zaljeva od odljevaka.

Rezidba je teška operacija koju je teško mehanizirati. Proizvodi se pomoću pneumatskih dlijeta, tračnih i kružnih pila, presa i plinskog rezanja.

Čišćenje odlivaka, koje se vrši nakon rezanja, uključuje uklanjanje zagorele kalupne zemlje (kore), kamenca i sitnih neravnina. Glavna svrha čišćenja je smanjenje radnog intenziteta naknadne obrade i smanjenje stope habanja reznog alata. Čišćenje odlivaka od nagorele zemlje i kamenca vrši se u rotirajućim bubnjevima, na pesko-hidrauličnim i sačmarskim mašinama, kao i hemijskom i elektrohemijskom obradom unutrašnjih površina odlivaka do kojih je teško doći drugim čišćenjem. metode.

Čišćenje sitnih neravnina i neravnina preostalih nakon rezanja vrši se na prijenosnim i stacionarnim mašinama za brušenje sa krupnozrnim abrazivnim točkovima.

Prije slanja u mašinske radionice, čelični odljevci se nužno podvrgavaju toplinskoj obradi - žarenju ili normalizaciji - kako bi se ublažila unutrašnja naprezanja i oplemenila zrna metala. U nekim slučajevima, odljevci od drugih legura se podvrgavaju toplinskoj obradi.

Defekti mogu nastati iz različitih razloga u svim fazama livničke proizvodnje, a postoje i popravljivi i nepopravljivi nedostaci. Glavne vrste defekata na odljevcima su: savijanje; ponori plina, skupljanja, zemlje i šljake; pukotine; nedovoljno punjenje metala i lemljenje; površinsko izbjeljivanje (za odljevke od livenog gvožđa). Površinski plitki defekti otklanjaju se zavarivanjem, presovanjem (epoksidne smole) i metalizacijom. Iskrivljenje se ponekad može ispraviti ispravljanjem. Hlađenje se eliminiše dodatnim žarenjem odlivaka.

Sa unutrašnjim i dubokim vanjskim nedostacima, odljevci se šalju na pretapanje. Ispravni odlivci se šalju u mašinske radionice na dalju obradu ili u skladište gotovih proizvoda.

3. Specijalne metode livenja

Poslednjih godina u livačkoj industriji su široko uvedene posebne metode livenja, koje imaju niz prednosti u odnosu na tradicionalno livenje u jednokratnim kalupima od peska i gline. Udio odljevaka proizvedenih posebnim metodama stalno raste.

Posebne metode uključuju livenje: a) u trajne metalne kalupe (hlađenje), b) centrifugalno, c) pod pritiskom, d) u jednokratne kalupe sa tankim zidovima, e) livenje u izgubljenom vosku, f) livenje u koru ili školjku, g ) livenje elektrošljakom.

Posebne metode livenja omogućavaju dobijanje odlivaka preciznijih dimenzija sa dobrim kvalitetom površine, što pomaže u smanjenju potrošnje metala i složenosti obrade; poboljšati mehanička svojstva odljevaka i smanjiti gubitke od braka; značajno smanjiti ili eliminirati potrošnju materijala za oblikovanje; smanjiti proizvodni prostor; poboljšati sanitarno-higijenske uslove i povećati produktivnost rada. ...

Većina operacija sa posebnim metodama livenja može se lako mehanizirati i automatizirati.

Ekonomska isplativost zamjene odljevka u jednokratnim kalupima od pijeska i gline jednom ili drugom posebnom metodom ovisi o obimu proizvodnje, obliku i veličini odljevaka, korištenim legurama za livenje itd. Utvrđuje se na osnovu detaljne tehničko-ekonomske analize svih troškova vezanih za novi tehnološki proces.

Jedan od najčešćih je chill casting. Kalup za hlađenje je čvrsti ili cepani metalni kalup napravljen od livenog gvožđa ili čelika.

Chills su dizajnirani za proizvodnju velikog broja identičnih odljevaka od obojenih metala ili legura željeza i ugljika. Trajnost chill kalupa zavisi od materijala i veličine odlivaka i samog chill kalupa, kao i od usklađenosti sa uslovima njegovog rada. Približna trajnost kalupa od livenog gvožđa je 200.000 kalaj-olovnih, 150.000 cinka, 50.000 aluminijuma ili 100...5000 livenog gvožđa. Preporučljivo je koristiti kalupe za hlađenje kako u masovnoj tako iu serijskoj proizvodnji (za seriju odljevaka od najmanje 300...500 komada).

Prije izlivanja metala, kalupi za hlađenje se zagrijavaju na temperaturu od 100...300 °C, a radne površine koje su u kontaktu sa rastopljenim metalom prekrivaju se zaštitnim premazima. Premaz produžava vijek trajanja matrice, sprječava zavarivanje metala na stijenke kalupa i olakšava uklanjanje odljevaka. Zagrijavanje štiti kalup od pucanja i olakšava punjenje kalupa metalom. Tokom rada, održava se potrebna temperatura kalupa za hlađenje zbog topline koju stvara metal koji se lije. Nakon stvrdnjavanja, odljevak se uklanja protresanjem ili pomoću potiskivača.

Rashladno livenje omogućava smanjenje potrošnje metala za profit i ispuhivanje, dobijanje odlivaka veće tačnosti i završne obrade površine i poboljšanje njihovih fizičkih i mehaničkih svojstava. Međutim, ova metoda lijevanja ima i nedostatke. Brzo hlađenje metala otežava dobijanje tankozidnih odlivaka složenih oblika, što dovodi do opasnosti od izbeljenih, teško obradivih površina u odlivcima od livenog gvožđa.

Injekciono prešanje- jedna od najproduktivnijih metoda za proizvodnju preciznih oblikovanih odlivaka od obojenih metala. Suština metode je da tekući ili kašasti metal ispunjava kalup i kristalizira pod suvišnim pritiskom, nakon čega se kalup otvara i odljevak se uklanja.

Prema načinu stvaranja pritiska razlikuju se: livenje pod pritiskom klipa i gasa, vakuumsko usisavanje, tečno štancanje.

Najčešće formiranje odlivaka pod pritiskom klipa je u mašinama sa toplom ili hladnom kompresijskom komorom. Legure koje se koriste za brizganje moraju imati dovoljnu fluidnost, uzak temperaturno-vremenski interval kristalizacije i ne smeju biti hemijski u interakciji sa materijalom kalupa. Za proizvodnju odljevaka ovom metodom koriste se legure cinka, magnezija, aluminija i legure na bazi bakra (mjed).

Injekciono prešanje proizvodi delove za uređaje: bubnjeve mašina za brojanje, tela kamera i karoserije težine do 50 kg, glave cilindra za motore motocikala. Odljevci mogu proizvesti rupe, natpise, vanjske i unutrašnje navoje.

Sl.5 Posebne metode livenja

a – pod pritiskom; b – centrifugalna.

Slika 5, a prikazuje redoslijed dobijanja odljevka na klipnoj mašini (sa hladnom vertikalnom kompresijskom komorom). Rastopljeni metal se u porcijama dovodi u vertikalnu komoru za presovanje 2. Prilikom pomeranja prema dole, klip 1 pritiska metal, pomera petu 4 nadole, usled čega se otvara kanal za dovod 3 i metal ulazi u šupljinu kalup 5. Nakon punjenja kalupa i držanja od 3...30 s klip i peta se podižu, dok peta odsijeca lijevnik i istiskuje ostatke presa b. Pokretni dio kalupa 8 pomiče se udesno, a odljevak 7 se lako skida. Unutarnje šupljine i rupe u odljevcima izrađuju se metalnim šipkama.

Prije početka rada kalup se zagrijava i podmazuje. Tokom rada održava se potrebna temperatura i povremeno se podmazuje kalup.

Kalupi se izrađuju od legiranih alatnih čelika (3H2V8, HVG, H12M itd.) i podvrgavaju se kaljenju i visokom kaljenju. Cijena kalupa je 3...5 puta veća od cijene kalupa.

Trajnost kalupa, u zavisnosti od veličine i oblika odlivaka, je 300...500 hiljada odlivaka kod livenja od legura cinka, 30...50 hiljada od legura aluminijuma, 5...20 hiljada odlivaka od legura bakra. Produktivnost klipnih mašina dostiže 500 odlivaka na sat.

U uslovima masovne proizvodnje, upotreba brizganja je ekonomski opravdana, jer ova metoda omogućava smanjenje radnog intenziteta proizvodnje odlivaka za 10...12 puta, a intenziteta rada mehaničke obrade za 5...8 puta.

Zbog visoke preciznosti izrade i obezbeđivanja povećanih mehaničkih svojstava odlivaka dobijenih pod pritiskom, postiže se ušteda do 30...50% metala u odnosu na livenje u jednokratnim kalupima. Stvorena je mogućnost potpune automatizacije procesa.

Metoda centrifugalnog livenja Uglavnom se koristi za proizvodnju šupljih odlivaka kao što su rotirajuća tela (čaure, školjke za klipne prstenove, cevi, košuljice) od obojenih i legura gvožđa i ugljenika, kao i bimetala. Suština metode je ulivanje tekućeg metala u rotirajući metalni ili keramički kalup (kalup). Zbog centrifugalnih sila tečni metal se baca prema zidovima kalupa, širi se po njima i stvrdnjava.

Duge cijevi i rukavi se lijevaju na strojevima s horizontalnom osom rotacije, kratke čahure i krune velikog promjera se lijevaju na strojevima s vertikalnom osom rotacije.

Uz razmatranu metodu livenja, odlivci su gusti, bez gasova i nemetalnih inkluzija, sa fino zrnatom strukturom.

Centrifugalno lijevanje je visoko produktivno (40...50 cijevi od lijevanog željeza prečnika 200...300 mm može se izliti u jednom satu), omogućava dobijanje šupljih odlivaka bez upotrebe šipki i bimetalnih odlivaka uzastopnim izlivanjem od dvije legure (na primjer, čelik i bronza).

Kao i kod rashladnog livenja, metalni kalupi se zagrevaju pre izlivanja tečnog metala i na njih se nanose zaštitni premazi. Nakon izlijevanja, kalupi se ponekad hlade vodenim tušem kako bi se povećala produktivnost mašina i spriječilo njihovo pregrijavanje.

Uz visoku produktivnost i jednostavnost procesa, metoda centrifugalnog lijevanja, u odnosu na livenje u stacionarne pješčano-glinene i metalne kalupe, daje kvalitetniji odljevak, gotovo eliminira potrošnju metala na profite i otvore, te povećava prinos odgovarajućih odljevaka. za 20...60%.

Nedostaci ove metode uključuju visoku cijenu kalupa i opreme i ograničen raspon odljevaka.

Investiciono livenje je kako slijedi. Metal se sipa u jednokratni keramički kalup tankih zidova, izrađen po modelima (također jednokratnim) od niskotopljivog modelnog sastava. Ova metoda proizvodi precizne odljevke od bilo koje legure težine od nekoliko grama do 100 kg koje praktično ne zahtijevaju strojnu obradu.

Dimenzionalna točnost i čistoća površine dobivenih odljevaka su takve da omogućavaju smanjenje obima obrade ili eliminaciju iste, što je posebno važno kod izrade dijelova od legura koje se teško obrađuju;

Tehnologija izrade odlivaka prema modelima koji se izvode obuhvata sledeće faze: izradu kalupa za modele; dobijanje voštanih modela utiskivanjem kompozicije modela u kalupe; montaža bloka modela na zajedničkom ulagaču (u slučaju malih odljevaka); nanošenje vatrostalnog premaza na površinu jednog modela ili bloka; modeli za topljenje od vatrostalnih (keramičkih) školjki kalupa; kalcinacija kalupa; sipanje metala u vruće kalupe.

Split kalupi se izrađuju od čelika ili drugih legura prema crtežu dijela ili njegovom standardu, uzimajući u obzir skupljanje mase modela i metala odljevka.

Sastav modela (na primjer, od parafina s dodatkom cerezina, naftnog bitumena, kolofonija, polietilena) u stanju paste utiskuje se na mjesto pomoću šprica ili na mašini za presovanje.

Dobiveni modeli se vade iz kalupa i prekrivaju u nekoliko slojeva vatrootpornim premazom, nekoliko puta umoču u vezivni sastav i posipaju kvarcnim pijeskom. Svaki sloj premaza se suši. Prije premazivanja, model malih odljevaka se sklapa u blokove, spaja ih (lemljenje) na zajednički sistem zalijevanja, a zatim se blok oblaže.

Modeli se tope od keramičkih školjki pomoću vrućeg zraka ili tople vode. Materijal modela se prikuplja za ponovnu upotrebu, a dobijeni keramički kalup za livenje sa glatkom radnom površinom šalje se na kalcinaciju. Potonje je neophodno za davanje mehaničke čvrstoće forme i konačno uklanjanje materijala modela. Kalup se stavlja u čeličnu kutiju, prekriven kvarcnim pijeskom, ostavljajući uličnu posudu dostupnom za izlivanje metala, i kalcinira na temperaturi od 850...900 °C.

Metal se sipa u vrući kalup, što poboljšava fluidnost metala i omogućava dobijanje složenih odlivaka tankih zidova.

Nakon hlađenja, odljevak se čisti od vatrostalnog sloja premaza udarcima ručno ili pomoću pneumatskih vibratora. U šupljinama i rupama ostaci plijesni se uklanjaju ispiranjem u kipućoj otopini kaustične sode, a zatim se odljevak ispere u toploj vodi uz dodatak sode.

Odvajanje sistema otvora od odlivaka može se vršiti na strugovima i glodalicama, vulkanitnim abrazivnim točkovima i vibracionim instalacijama.

Lijevanje u izgubljeni vosak proizvodi razne složene odljevke za proizvodnju automobila i traktora, izradu instrumenata, za proizvodnju dijelova aviona, lopatica turbina, reznih i mjernih instrumenata.

Cijena 1 tone odljevaka proizvedenih korištenjem izgubljenih voštanih modela veća je od onih proizvedenih drugim metodama, a ovisi o mnogim faktorima (serijska proizvodnja dijelova, stepen mehanizacije i automatizacije procesa ljevanja i procesi obrade odljevaka).

U većini slučajeva smanjenje radnog intenziteta obrade, potrošnje metala i alata za rezanje metala kada se koriste precizni odljevci umjesto otkovaka ili odljevaka dobivenih drugim metodama daje značajan ekonomski učinak. Najveći učinak postiže se pri prelasku na livenje voskom dijelova, u čijoj strukturi troškova veliki udio čine metalni i troškovi glodanja, posebno pri korištenju teško obradivih konstrukcijskih i alatnih materijala.

Velika pažnja se poklanja uvođenju livenja voska, jer se većina operacija lako mehanizira i automatizira. Zajedničkim naporima zaposlenih u istraživačkim institutima i naprednim fabrikama nastaju visoko efikasne automatske linije i automatizovane radionice za livenje u investiciono livenje.

Shell livenje koristi se za proizvodnju odlivaka težine do 100 kg od livenog gvožđa, čelika i obojenih metala. Kalupi tankih stijenki (debljine stijenke 6...10 mm) izrađuju se od mješavine pijeska i smole: sitnozrnog kvarcnog pijeska i termoreaktivne sintetičke smole (3...7%). Smjesa pijeska i smole priprema se miješanjem pijeska i usitnjene smole u prahu uz dodatak rastvarača (hladna metoda) ili na temperaturi od 100...120 ° C (vruća metoda), zbog čega smola obavija ( obložena) zrna peska. Smjesa se zatim dalje usitnjava u pojedinačna zrna obložena smolom i utovaruje u spremnik. Lajsne se izrađuju na metalnim modelima.

Model u sistemu zatvaranja fiksiran je na modelnu ploču, zagrijanu na temperaturu od 200 ... 250 ° C i na njihovu radnu površinu nanosi se tanak sloj sredstva za odvajanje. Nakon toga, otvor rezervoara se zatvara modelnom pločom (model je unutra) i rotira se za 180°. Smjesa pada na zagrijani model, smola se topi i nakon 15...25 s na modelu se formira ljuska (polukalup) potrebne debljine. Bunker se ponovo okreće za 180°, preostala smjesa pada na dno bunkera, a modelna ploča sa polučvrstom ljuskom stavlja se u pećnicu za konačno stvrdnjavanje na temperaturi od 300...400 °C za 40...60 s. Koristeći posebne izbacivače, polukalup se lako može ukloniti iz modela.

Pričvršćivanje (montaža) poluoblika vrši se metalnim nosačima, stezaljkama ili brzostvrdnjavajućim ljepilom. Jezgra od pješčane smole za šuplje odljevke proizvode se na sličan način.

Sastavljeni kalupi za ljuske stavljaju se u tikvice kako bi bili čvršći, spolja se prekrivaju gvozdenom sačmom ili suvim peskom i prelivaju metalom.Posle stvrdnjavanja odlivaka, kalup se lako uništava.

Odljevci izrađeni u kalupima za školjke odlikuju se visokom preciznošću i čistoćom površine, što omogućava smanjenje mase odljevaka za 20...40% i intenziteta rada njihove obrade za 40...60%. U poređenju sa livenjem u kalupe od peska i gline, složenost izrade odlivaka je nekoliko puta smanjena. Na ovaj način dobijaju se kritični mašinski delovi - radilice i bregaste osovine, klipnjače, rebrasti cilindri itd. Procesi proizvodnje školjki se lako mogu automatizovati.

Unatoč visokoj cijeni mješavine pijeska i smole, u poređenju sa mješavinom pijeska i gline, u masovnoj i serijskoj proizvodnji odljevaka postiže se značajan ekonomski učinak.

Lijevanje u kalupe koristi se za izradu dijelova uglavnom od legura na bazi željeza (lijevano željezo, ugljični čelik i nehrđajući čelik), kao i od bakra i specijalnih legura.

U Kijevskoj tvornici motocikala, rebrasti cilindri se lijevaju od modificiranog hrom-nikl livenog gvožđa na ovaj način, u automobilskoj tvornici Gorky, hale radilice od lijevanog željeza visoke čvrstoće dobijaju se u kalupima za školjke.

Pošaljite svoju prijavu s naznakom teme odmah kako biste saznali o mogućnosti primanja konsultacija.