Раздел 5. Основные способы обработки металлов и сплавов

Тема 5.1.Понятие о литейном производстве.

Литейное производство является основной заготовительной базой машиностроения. Продукция литейного производства — отливки, могут быть как готовыми деталями, так и заготовками для последующей обработки в механических цехах. В последнем случае на отливках (литых заготовках) предусматриваются при­пуски на обработку. Припуск — это часть металла, который сни­мается в процессе обработки отливки на металлорежущих станках.

Сущность литейного производства заключается в том, что расплавленный металл определенного химического состава заливают в специальную литейную форму, в которой он при охлаждении затвердевает и потом сохраняет очертания этой формы, т.е. конфигурацию пи размеры будущей детали.

В современных машинах масса отливок составляет около 50 % от их общей массы. Широкое использование отливок обусловлено рядом преимуществ литейного производства: возможностью по­лучения разнообразных по массе и конфигурации фасонных отли­вок из чугуна, стали и сплавов цветных металлов; сравнительной простотой и невысокой стоимостью изготовления литых заготовок; возможностью максимального приближения размеров и формы заготовок к готовым деталям; высоким коэффициентом исполь­зования металла.

Толщина стенок отливок колеблется в довольно широких пределах — от 0,5 до 500 мм, масса — от нескольких граммов до нескольких сот тонн.

Литьем можно получать отливки как простой, так и доста­точно сложной формы, которые невозможно получить другими технологическими методами: поршни и блоки цилиндров дви­гателей внутреннего сгорания, рабочие колеса центробежных насосов, лопатки турбин, станины металлорежущих станков, кузнечных прессов и др.

Основные задачи литейного производства: повышение раз­мерной точности отливок и снижение припусков на обработку; повышение производительности и улучшение условий труда; экономия материальных и топливно-энергетических ресурсов; более широкое использование в производстве цветного литья вторичного сырья.

Литейное производство — это технологический процесс по­лучения металлических заготовок (отливок) путем заливки рас­плавленного металла в специально приготовленные формы. Сис­тема каналов, через которые литейная форма заполняется жидким металлом, называется литниковой системой.

Литейные формы могут использоваться только один раз или многократно. В связи с этим различают разовые и постоянные формы. Разовые формы разрушаются при извлечении из них от­ливок. Они могут быть изготовлены из песчано-глинистых, пес- чано-смоляных и песчано-керамических формовочных смесей, выполняются они объемными (большой толщины) или оболочко­выми (небольшой толщины). Постоянные формы, обычно выпол­ненные из металла, выдерживают многократную заливку (от сотни до тысячи раз).

В литейном производстве применяются сплавы, обладающие высокими литейными качествами: высокой жидкотекучестью, небольшой усадкой, небольшой ликвацией и малым газопогло­щением. Основными литейными сплавами являются чугуны и стали, которые используются наиболее широко, а также брон­зы, латуни, сплавы магния и цинка. Масса чугунных отливок составляет около 75 % от общего объема производимого литья, а стальных — более 20 %.

Приготовление литейных сплавов связано с процессом плавле­ния различных материалов. Для выплавки чугуна и стали в ка­честве исходных материалов (шихты) используют литейные или передельные чугуны, чугунный или стальной лом, отходы соб­ственного производства (литники, бракованные отливки, при­были) и ферросплавы; цветных сплавов — как первичные металлы и сплавы, производимые на металлургических заводах, так и вто­ричное сырье, полученное переплавкой цветного лома.

В литейном производстве широко применяют индукционные высокочастотные печи, позволяющие регулировать состав газовой атмосферы или создавать вакуум, индукционные печи промыш­ленной частоты, электрические дуговые печи и печи сопротивле­ния. Для плавки чугуна применяют также вагранки, представ­ляющие собой шахтные печи, выложенные изнутри огнеупорным кирпичом. Производительность вагранок от 1 до 20 т/ч. В них переплавляется более 80 % чугуна для производства отливок. В зависимости от масштабов производства, размеров и форм отливки могут быть получены различными способами. Основными являются литье в песчано-глинистые формы, литье по выплав­ляемым моделям, в постоянные металлические формы (литье в ко­киль) и в оболочковые формы, литье под давлением и центробеж­ное литье.